王振永
摘要： 1E级铠装热电偶对核电厂的安全运行起着至关重要的作用，所以在制造过程中及成品出厂前应对铠装热电偶的基本性能（包括套管的完整性、绝缘性能、分度特性、响应时间等）进行严格检测，以保证成品热电偶的质量符合要求。
关键字：1E级铠装热电偶；基本性能检测
1引言：
1E级铠装热电偶对核电厂的安全运行起着至关重要的作用，所以在制造加工过程中应保证1E级铠装热电偶的质量能够满足性能要求。本文将就1E级k型铠装热电偶制造过程中成品验收时铠装热电偶的基本性能检测做一个简要的论述。
2电缆性能试验
2.1 检测试样的选取
每组新制造出来的电缆必须经过一系列的性能试验来验证产品性能符合要求，试样的选择将遵守以下原则：
在每批电缆中随机截取6支5cm长的试样；
在每批电缆中随机截取4支1m长的试样，在每支样件上做好标记，选择样件的一段加工成热端，在另一端连接导线，并用环氧树脂将冷端密封；
在每批电缆中随机截取1支50cm的试样；
2.2长期稳定性试验
将3支校验完成的热电偶加热至850±10℃，并保持至少720小时。在长期加热完成后，进行100、300、400、500、700和900℃的校验，允差标准为：从0℃-375℃应不大于±1.5℃；T>375℃时误差应不大于±0.4%T。
2.3高温绝缘电阻测试
将4支1m长的热电偶插入高温炉加热到1000-0/+20℃，在50VDC下测量绝缘电阻应大于5000MΩ。
2.4几何尺寸检查
选取5cm试样检查几何尺寸，标准可参考表1。
表1 铠装热电偶尺寸表（单位mm）
2.5绝缘密度检测
选取1支5cm长的试样进行绝缘密度检测。从试样上截取约1cm段，精心处理切口，保证无毛刺。然后进行试样称重：去除矿物质绝缘材料，保留其中的偶丝和保护壳体，并称重。测量每根偶丝的直径及长度。测量保护壳体的内径、外径及长度。利用下列公司进行绝缘材料密度的计算，比较标准为：ρ≥2500kg/m3。
用以下公式计算出线缆的绝缘密度：
绝缘材料重量(g)：M3=M1-M2；总体积（mm3）：V=π×D32/4×L3
偶丝1体积（mm3）：V1=π×D12/4×L1
偶丝2体积（mm3）：V2=π×D22/4×L2
保护壳体积（mm3）：V3=π×（D32-D42）/4×L3
绝缘材料密度（kg/m3）：ρ=106×M3/(V-V1-V2-V3)
其中：M1：试样重量，M2：偶丝+保护壳重量，D1：偶丝1直径，D2：偶丝2直径，L1：偶丝1长度，L2：偶丝2长度，D3：保护壳外径，D4：保护壳内径，L3：保护壳长度。
2.6晶粒尺寸测量
选取5cm长的试样，截取线缆的横截面切片，做晶粒度测量，标准为不能超过GB6394的规定。
2.7杂质含量检测
选取5cm试样，检查确认在热电偶保护壳体中没有杂质。选取一段试样，保持试样笔直，将其纵向抛光，将抛光表面放大100倍，检查。标准为：没有杂质出现。
3成品热电偶验证试验
3.1保护壳套管完整性检查
用质谱仪法检测所有成品热电偶套管的完整性。方法为：将试样两端用焊接的方式封闭。用浸透酒精的绸布将套管擦洗干净。将铠装热电偶绕在直径300mm的芯棒上，然后将绕好的线缆放入M182容器中，再将容器充入7-0/+1bar的氦气并且保持大约12小时。从容器中将热电偶取出，将线缆放入真空氦检漏装置测量氦气泄漏率，需满足氦泄漏率小于3×10-8atm.cm-3.s-1。
3.2热端X射线检测
应对每支热电偶的热端进行X射线检测。X射线的影片存入质量文件，应满足表2要求。
表2 热端封头及绝缘尺寸对照表（单位：mm）
3.3电气性能检测
测量每支热电偶的线电阻，并在500VDC的电压下测量每支热电偶的绝缘电阻，标准为：线电阻LR：满足电气连续性要求；绝缘电阻IR≥5×109Ω。
3.4热端热循环试验
将测量端至少70mm加热到413±14℃，保持2到5分钟，然后将加热后的热端至少70mm插入温度为室温的水中，保持1到2分钟。重复以上两个步骤达5次循环，在整个循环后测量线电阻和绝缘电阻。标准为：线电阻LR满足电气连续性要求；绝缘电阻IR≥5×109Ω。
3.5校验
在随机选取的15支热电偶中至少选取3支做500、700和900℃的高温校验。注意需用氩气保护以免发生腐蚀。标准为：0℃到375℃之间误差应小于±1.5℃；T>375℃时，误差应小于±0.4%T。在100、300和400℃的温度下对所有热电偶进行校验，标准为:0℃到375℃之间误差应小于±1.5℃；T>375℃时，误差应小于±0.4%T。
3.6响应时间测量
在随机选取的15支热电偶中至少选取3支做做响应时间试验。首先将热电偶连接至数据记录仪，等待温度稳定在室温时开始记录，然后迅速将至少100mm的热端插入到100±5℃的油槽内，直至显示温度稳定后记录。在温度范围内，将开始达到环境温度标记为0%，最终稳定的温度标记为100%，计算达到63.2%时所需的时间。标准为：响应时间≤1.5s。
3.7最终电气性能检测
测量所有热电偶的线电阻，并在500VDC电压下测量所有热电偶的绝缘电阻。标准为：线电阻LR：满足电气连续性要求；绝缘电阻IR≥5×109Ω。
4 结论
为保证铠装热电偶在工艺系统运行后能够连续稳定的输出温度测量值，应严格对铠装热电偶加工过程中的材料及成品的性能进行检测。以上检测及试验内容仅是对热电偶的基本性能进行验证，而特殊条件及环境下的型式试验需另行开展，因各种堆型对于各种条件的参数不尽相同，这里对型式试验的内容不予讨论。
参考文献：
[1]EJ 660-1992 核级铠装热电偶
[2]ASTM E839-1981 铠装热电偶和铠装热电偶材料试验方法标准
作者简介：
王振永1981年.男.汉.山东淄博.大学本科.热能动力工程师.自动化
论文作者:王振永
论文发表刊物:《电力设备》2015年7期供稿
论文发表时间:2016/2/2
标签：热电偶论文; 试样论文; 电阻论文; 测量论文; 性能论文; 标准论文; 误差论文; 《电力设备》2015年7期供稿论文;