[发明专利]抗高温硫化氢腐蚀硫磺焚烧炉专用热电偶及其制作方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种测温传感器——热电偶，特别是指高含硫原油提炼过程中，硫磺焚烧炉和硫磺回收装置高温贵金属热电偶。

背景技术：

在炼油化工生产装置中，有很多环境恶劣的部位需要测温传感器——热电偶。特别是高含硫原油提炼过程中，硫磺焚烧炉和硫磺回收装置高温贵金属热电偶，因测量温度在1100℃～1450℃范围，普遍采用的都是陶瓷刚玉质保护管贵金属热电偶。由于该环境的特殊性，有时需在1100℃～1450℃高温状态下骤然通蒸汽降温至750℃左右，因热电偶陶瓷刚玉质保护管抗不住反复急冷急热太大温差，很快开裂或断裂，H₂S气氛马上腐蚀贵金属热电偶丝，不但导致价格昂贵的贵金属热电偶有时在7～15天就报废，而且因偶丝腐蚀严重，还会降低废丝回收质量。生产成本增加是必然的，更严重是影响装置正常运行。正常运行期间更换陶瓷刚玉质保护管热电偶，有时会在一天内就损坏(最典型的例子是三小时就坏)。只能装置停止运行，温度降止300℃～500℃后更换。有企业试用吹气式方法的陶瓷刚玉质保护管热电偶和进口石英管热电偶，同样也是不理想。凡是有硫磺焚烧炉和硫磺回收装置的炼油化工企业，都是被这个新的“老大难”问题困扰着。

发明内容：

本发明提供一种解决了炼油化工硫磺焚烧炉和硫磺回收装置、Co炉等贵金属热电偶在大温差条件下开裂和断裂问题的抗高温硫化氢腐蚀硫磺焚烧炉专用热电偶及其制作方法。

本发明是通过如下技术方案来实现的：一种抗高温硫化氢腐蚀硫磺焚烧炉专用热电偶的制作方法，其主要技术特征是先将小直径成品刚玉质保护管和预制成型未经烧结的氧化锆厚壁保护管，一起装进高温合金保护管内，然后在高温合金保护管表面预制喷涂一层纳米级陶瓷粉末，后经Co₂激光重熔，制成0.5-0.8厚度耐高温腐蚀陶瓷保护层；同时将预制成型未经烧结的氧化锆保护管一起融合；

所述的专用热电偶由小直径成品刚玉质保护管和预制成型未经烧结的氧化锆厚壁保护管和高温合金保护管三层保护管组合制成的；

所述的高温合金保护管为由13-20％的镍、1-6％的铪、2-8％的钽、2-8％的铌、5-8％的钨、2.5-4％的铝、10-20％的铬、10-15％的钼、1.5-6％的钴、1-3％的钇、20-35％的铁构成的高温合金材料。

由于组合型的高温合金保护管性能达到了耐高温和耐高温H₂S腐蚀的要求，不但成功解决了炼油化工硫磺焚烧炉和硫磺回收装置、Co炉等贵金属热电偶“老大难”问题；而且对贵金属热电偶的安装和运输得到了可靠保证。特别是装置在正常运行时可随时更换热电偶，不必考虑保护管急冷急热太大温差。最大效果还是使用时间长和热电偶元件不局限于价格昂贵的双铂铑，为企业大大节约费用、降低生产成本，提高生产效率。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式：

如图1所示，本抗高温硫化氢腐蚀硫磺焚烧炉专用热电偶包括接线盒1、法兰2，小直径成品刚玉质保护管3和预制成型未经烧结的氧化锆厚壁保护管4，一起装进高温合金保护管5内，然后在高温合金保护管表面预制喷涂一层纳米级陶瓷粉末，后经Co₂激光重熔，制成0.6mm厚度耐高温腐蚀陶瓷保护层；同时将预制成型未经烧结的氧化锆保护管一起融合。

高温合金保护管3为：按重量比：由13％的镍、5％的铪、4％的钽、3％的铌、7％的钨、4％的铝、15％的铬、12％的钼、3％的钴、3％的钇、31％的铁构成的高温合金材料制成。将小直径成品刚玉质保护管和预制成型未经烧结的氧化锆厚壁保护管，一起装进高温合金保护管内，待高温合金保护管二次重熔时一起成型。

解决热电偶保护管开裂和断裂问题，主要是装置正常运行时温差太大，非金属材料制品的脆性无法解决。凡是单独用石英管、刚玉质、氮化硅等非金属材料都是无法解决的。单独用金属材料也解决不了耐如此高温下H₂S腐蚀，而且用钽、铌、钨制品成本过高；采用高温合金与非金属材料组合，是最理想的方案：

本硫磺焚烧炉专用热电偶的特征在于，它是由高温合金材料与非金属材料三层保护管组合制成的。硫磺焚烧炉专用热电偶解决了热电偶保护管长期使用问题，热电偶元件不局限于价格昂贵的双铂铑，可以采用廉价的钨铼或N型热电偶，成本只有进口贵金属热电偶的20％；热电偶元件也可以采用S、R型，成本只有国产B型贵金属热电偶的80％和进口贵金属热电偶的50％。