WIKA TC12-M - Handbuch (Seite 45)

D
3. Technische Daten
WIKA Betriebsanleitung Typen TR12, TC12 (Ex i) 45
14083458.01 09/2013 GB/D
Grünfäule
Bei Typ K-Thermoelementen können beim Einsatz in Temperaturen von ca. 800 °C bis
1.050 °C erhebliche Veränderungen der Thermospannung auftreten. Die Ursache hierfür
ist eine Chromverarmung bzw. Oxidation des Chroms im NiCr-Schenkel (+ Schenkel).
Voraussetzung hierfür ist eine geringe Konzentration Sauerstoff oder Wasserdampf in der
direkten Umgebung des Thermoelementes. Der Nickel-Schenkel ist hiervon nicht betroffen.
Die Folge dieses Effekts ist eine Drift des Messwertes durch sinkende Thermospannung.
Bei Sauerstoffmangel (reduzierende Atmosphäre) wird dieser Effekt noch beschleunigt, da
sich keine vollständigen Oxidhäute auf der Oberfläche des Thermoelementes ausbilden
können, die einer weiteren Oxidation des Chroms entgegenwirken.
Das Thermoelement wird auf Dauer durch diesen Vorgang zerstört. Der Name Grünfäule
kommt von der grünlichen schimmernden Färbung an der Bruchstelle des Drahtes.
Das Thermoelement Typ N ist bedingt durch seinen Siliziumgehalt in dieser Beziehung im
Vorteil. Hier bildet sich unter gleichen Bedingungen eine schützende Oxidschicht auf seiner
Oberfläche aus.
K-Effekt
Der NiCr-Schenkel eines Typ K-Thermoelementes besitzt bezüglich der Ausrichtung
im Kristallgitter unterhalb ca. 400 °C eine geordnete Ausrichtung. Wird das Thermoele-
ment weiter erhitzt, so findet im Temperaturbereich zwischen ca. 400 °C und 600 °C ein
Übergang in einen ungeordneten Zustand statt. Oberhalb von 600 °C stellt sich wieder ein
geordnetes Kristallgitter ein.
Bei einem zu schnellen Abkühlen dieser Thermoelemente (schneller als ca. 100 °C pro
Stunde) kommt es während der Abkühlung im Bereich von ca. 600 °C bis ca. 400 °C wieder
zum unerwünschten ungeordneten Kristallgitter. In der Kennlinie von Typ K ist aber ein
durchgängig geordneter Ausrichtungszustand vorausgesetzt und mit Werten hinterlegt. Ein
Thermospannungsfehler von bis zu ca. 0,8 mV (ca. 5 °C) in diesem Bereich ist die Folge.
Der K-Effekt ist reversibel und wird durch Glühen oberhalb 700 °C mit anschließender
entsprechend langsamer Abkühlung größtenteils wieder abgebaut.
Dünne Mantel-Thermoelemente reagieren hier besonders empfindlich. Schon eine Abküh-
lung an ruhender Luft kann Abweichungen von 1 °C zur Folge haben.
Beim Typ N-Thermoelement hat man diesen Nahordnungseffekt durch Legieren beider
Schenkel mit Silizium verringern können.
Die tatsächliche Gebrauchstemperatur des Thermometers wird begrenzt sowohl durch die
maximal zulässige Einsatztemperatur des Thermoelementes, als auch durch die maximal
zulässige Einsatztemperatur des Schutzrohrwerkstoffes.
Gelistete Typen sind als einfaches Thermopaar oder als doppeltes Thermopaar lieferbar.
Das Thermoelement wird mit isolierter Messstelle geliefert, wenn nicht ausdrücklich anders
spezifiziert wurde.