Термоэлектродная проволока ВР 5/20
Термоэлектродная проволока с обозначением ВР5/ВР20 изготавливается из двух сплавов. В качестве материалов для создания термопары используется сплав ВР-20, в состав которого входит вольфрам и 20% рения и ВР-5, с 5% рения. Также в качестве альтернативы сплаву ВР-5 может использоваться ВАР-5, содержащий алюминиевые и кремний-щелочные присадки. Данные сплавы ВР5 и ВР20 производятся методами порошковой металлургии. Полученная таким образом проволока имеет основной параметр - ТЭДС (Термо Электро Движущая Сила) соответствующий всем требованиям ГОСТ 3044-84, и не превышающий значение 50 мкВ при температурах в пределах 1550 градусов по Цельсию. При этом номинальная ТЭДС зависит в основном от градуировки.
Производят проволоку ВР 5/20 первой (А1), второй (А2) и третьей (А3) градуировок, размерный ряд по диаметрам – 0,2, 0,35, а также 0,5 мм. Градуировка проволоки в конечном счете оказывает влияние на точность измерения температурных значений (показаний каких – либо приборов и т. д.). Рабочие температуры термопар, выполненных из термоэлектродных проволок ВР5/20 находятся в интервале от 1400 градусов по Цельсию, до 2500 градусов по Цельсию.
Термопарная проволока ВР5/ВР20 имеет много достоинств (положительных качеств), и все они основываются на особенностях сплавов, из которых она и сделана. Тугоплавкий вольфрам, как базовая составляющая таких сплавов, является одним из самых тяжелых по плотности материалов. Температура плавления составляет 3410 градусов по Цельсию, в то же время вольфрам (W), как элемент, закипает при значении температуры в 6690 градусов по Цельсию. Немного уступает вольфраму рений, имеющий температуру плавления порядка 3170 градусов по Цельсию, температура кипения составляет порядка 5870 градусов по Цельсию. В отличие от других материалов данные элементы (вольфрам и рений) обладают повышенной жаростойкостью и высокой стойкостью к коррозии. Комбинация материалов ВР5/20 получается легированием вольфрама посредством добавления в него рения в размерах 5% и соответственно 20%. Такое сочетание значительно улучшает пластичность получаемого в итоге вольфрам-рениевого сплава, а также еще более повышает его стойкость к температурному воздействию.
Проволока ВР 5/20 на практике демонстрирует довольно высокую устойчивость к воздействиям различных веществ, таких как водород, аргон, гелий. А возможное дополнительное легирование присадками увеличивает показатели стабильности сплава, при его использовании в режиме температур до 2000 градусов по Цельсию.
К недостаткам, которыми обладает термопара, можно отнести достаточно низкую воспроизводимость ТЭДС (из-за небольшого разброса содержания рения в различных образцах проволоки достаточно тяжело подобрать термоэлектроды ВР5 и ВР20, которые в паре обеспечили бы необходимую ТЭДС). Поэтому при изготовлении термопар с использованием проволоки ВР5/20 категорически воспрещено использование материалов, поставляемых из разных партий поставки, так как каждая партия имеет свой собственный ТЭДС. Если при проведении каких- либо работ с термоэлектродными проволоками ВР5/ВР20 используется также азот, в помещении требуется соблюдать максимально возможную чистоту, особенно в отношении различных органических веществ и образований пыли.
Проволока применяется в процессе изготовления как преобразовательных, так и измерительных типов устройств, различных датчиков, реле, предназначенных для работы в условиях повышенных температур. При помощи датчиков термопар можно измерить даже температуру расплавленного материала, при этом погрешность при превышении температуры в 2500 градусов по Цельсию достаточно мала и составляет всего лишь порядка 0,01 градус по Цельсию. В свою очередь данное обстоятельство позволяет считать термопару ВР5/ВР20 одним из лучших материалов для работы с высокими температурами. Она может также с успехом применяться в качестве дифференциальной термопары, в которой устройства подключены параллельно, и работать в условиях специально созданного вакуума. Но для увеличения надежности работы вольфрам-рениевых термопар в вакууме, учитывая возможное испарение самого вольфрама в вакууме при достаточно высоких температурах - свыше 1700 градусов, рекомендуется применение термоэлектродных проволок большего диаметра.
Несмотря на наличие недостатков, вольфрам-рениевая термопарная проволока практически незаменима при изготовлении термопар, предназначенных для измерения высоких температур. Термопары ВР 5/20 достаточно широко распространены и играют значительную роль в измерении высоких температур в различных отраслях промышленности.
