摘要:鎧裝熱電偶是常用的溫度儀表之一，其研究一直受到世界各國(guó)的重視。2016年，IEC對(duì)IEC 61515:1995(鎧裝熱電偶電纜及鎧裝熱電偶》進(jìn)行了修訂。為了更好地理解該標(biāo)準(zhǔn)，分別闡述了美國(guó)、日本和我國(guó)的鎧裝熱電偶電纜及鎧裝熱電偶標(biāo)準(zhǔn)體系。重點(diǎn)介紹了國(guó)際試驗(yàn)與材料協(xié)會(huì)(ASTMI)標(biāo)準(zhǔn)。具體分析和比較了IEC 61515:2016標(biāo)準(zhǔn)與我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《鎧裝熱電偶電纜和鎧裝熱電偶》( GB/T 18404 - 2001) ,廉金屬鎧裝熱電偶電纜)(JB/T 8205一1999),《工業(yè)鎧裝熱電偶技術(shù)條件》(JB/T 5582一2014)的主要技術(shù)條件指標(biāo)，并簡(jiǎn)要指出了IEC 61515:2016標(biāo)準(zhǔn)存在室溫絕緣電阻過(guò)低等缺憾。IEC 61515:2016標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于推動(dòng)熱電偶技術(shù)進(jìn)步和提升我國(guó)熱電偶行業(yè)的整體質(zhì)量水平具有重要意義。
0引言
鎧裝熱電偶具有反應(yīng)速度快、耐腐蝕、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，是常用的溫度儀表之一。鎧裝熱電偶電纜和鎧裝熱電偶的制造一直受到世界各國(guó)的重視。美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、日本和我國(guó)等均制定有各自的鎧裝熱電偶電纜及鎧裝熱電偶標(biāo)準(zhǔn)體系。
隨著科學(xué)技術(shù)、套管材料和絕緣材料的不斷發(fā)展，鎧裝熱電偶電纜和鎧裝熱電偶的技術(shù)要求和驗(yàn)證試驗(yàn)等也發(fā)生了相應(yīng)的變化。2016年4月，IEC 61515:2016“Mineral Insulated Metal Sheated Thermocouple Cables and Thermocouples”正式修訂出版。本文在系統(tǒng)梳理各國(guó)鎧裝熱電偶電纜及鎧裝熱電偶標(biāo)準(zhǔn)體系的基礎(chǔ)上，具體分析和比較了IEC 61515:2016標(biāo)準(zhǔn)與我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《鎧裝熱電偶電纜和鎧裝熱電偶》(GB/T 18404一2001)《廉金屬鎧裝熱電偶電纜》(JB/T 8205一1999),%《工業(yè)鎧裝熱電偶技術(shù)條件》(JB/T 5582一2014)的主要技術(shù)條件指標(biāo)。
1國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)
1.1美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)
關(guān)于材料標(biāo)準(zhǔn)，不得不提著名的國(guó)際試驗(yàn)與材料協(xié)會(huì)(ASTM International),, ASTM成立于1898年，當(dāng)時(shí)是American Society for Testing and Materials的縮寫，其主要任務(wù)是制定材料、產(chǎn)品、系統(tǒng)和服務(wù)等的特性和性能標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)方法和程序標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和推廣;2001年，ASTM更名為ASTM International
在ASTM中，有一個(gè)專門負(fù)責(zé)溫度測(cè)量的技術(shù)委員會(huì)，代號(hào)為E20 o ASTM E20具有制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間早、技術(shù)要求高、標(biāo)準(zhǔn)涉及范圍廣和測(cè)試方法全等特點(diǎn)。1964年，ASTM發(fā)布了ASTM E235((核場(chǎng)合用K型鎧裝熱電偶》標(biāo)準(zhǔn);1977年，發(fā)布了ASTM E608《廉金屬鎧裝熱電偶》標(biāo)準(zhǔn);1996年，發(fā)布了ASTM E585《廉金屬鎧裝熱電偶電纜》標(biāo)準(zhǔn)。ASTM對(duì)這些標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了多次修訂。ASTM標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)前世界上內(nèi)容最完整、技術(shù)要求最高的標(biāo)準(zhǔn)之一，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和指導(dǎo)性。
ASTM E20.04是溫度測(cè)量技術(shù)委員會(huì)下設(shè)的熱電偶分技術(shù)委員會(huì)，它制定的標(biāo)準(zhǔn)不僅涉及產(chǎn)品，還包括測(cè)試方法、產(chǎn)品零部件、產(chǎn)品使用等。ASTM E20.04制定的鎧裝熱電偶相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)要分類介紹如下。
①產(chǎn)品技術(shù)條件類標(biāo)準(zhǔn)。ASTM E235一12《核或其他高度可靠應(yīng)用的K型和N型鎧裝熱電偶》標(biāo)準(zhǔn)對(duì)K型和N型鎧裝熱電偶的材料、制造、檢驗(yàn)方法等作了規(guī)范，適用于高可靠性應(yīng)用類型。ASTME585一12《廉金屬鎧裝熱電偶電纜》標(biāo)準(zhǔn)對(duì)廉金屬鎧裝熱電偶電纜的絕緣材料、套管、試驗(yàn)驗(yàn)證方法等作了要求。ASTM E608一13《廉金屬鎧裝熱電偶》標(biāo)準(zhǔn)[[31適用于工業(yè)通用的廉金屬鎧裝熱電偶。
ASTM E2181一11((貴金屬鎧裝熱電偶和鎧裝熱電偶電纜》標(biāo)準(zhǔn)[’]規(guī)定了S型,R型和B型單支貴金屬鎧裝熱電偶電纜及鎧裝熱電偶的材料、制造、尺寸、檢驗(yàn)和試驗(yàn)要求。
②零部件技術(shù)條件類標(biāo)準(zhǔn)。ASTM E 1129一15《熱電偶接插件》標(biāo)準(zhǔn)[[5]涵蓋可分離單支圓形引腳的熱電偶連接器。ASTM E1652一15《廉金屬熱電偶、鎧裝鉑電阻和貴金屬熱電偶制造中使用的氧化鎂和氧化鋁粉末及可壓碎絕緣子》標(biāo)準(zhǔn)涵蓋用于制造貴金屬、廉金屬鎧裝熱電偶及鎧裝熱電偶電纜和鎧裝鉑電阻的零件或材料—氧化鎂、氧化鋁粉末和可壓碎絕緣子的要求，包括絕緣材料的成分、絕緣子尺寸、密度和破裂模數(shù)、試驗(yàn)方法、儲(chǔ)存和運(yùn)輸要求等。ASTM E1684一15《微型熱電偶接插件》標(biāo)準(zhǔn)涵蓋可分離單電路帶扁平引腳的微型熱電偶連接器。
③試驗(yàn)方法類標(biāo)準(zhǔn)。ASTM E780一17 ((鎧裝熱電偶電纜和鎧裝熱電偶的室溫絕緣電阻試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鎧裝熱電偶電纜及鎧裝熱電偶絕緣電阻的測(cè)量設(shè)備、測(cè)量程序和試樣作了詳細(xì)規(guī)定。ASTM E839一11(2016)((鎧裝熱電偶和鎧裝熱電偶電纜的試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)[[9]沒(méi)有給出產(chǎn)品要達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)，這些由其他ASTM標(biāo)準(zhǔn)提供。該標(biāo)準(zhǔn)僅提供各項(xiàng)技術(shù)要求試驗(yàn)的詳細(xì)測(cè)試方法，以確定鎧裝熱電偶和鎧裝熱電偶電纜的特性。ASTM E2820一13《廉金屬熱電偶接插件熱電動(dòng)勢(shì)特性評(píng)定的試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)描述了E,J,K,N和T型熱電偶連接器的熱電動(dòng)勢(shì)測(cè)試方法。
④指南類標(biāo)準(zhǔn)。ASTM E1350一13(鎧裝熱電偶安裝前、安裝后或使用中的整機(jī)組件和連接線測(cè)試指南》標(biāo)準(zhǔn)〔川為用戶提供了鎧裝熱電偶安裝前、安裝后或使用過(guò)程中測(cè)試鎧裝熱電偶整個(gè)回路的方法。參照采用該標(biāo)準(zhǔn)的我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《
熱電偶現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方法》目前正在報(bào)批中，標(biāo)準(zhǔn)將適用范圍擴(kuò)大到所有種類的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)
耐磨熱電偶。ASTM E2846一11 ((熱電偶驗(yàn)證指南》標(biāo)準(zhǔn)〔12〕描述了熱電偶的驗(yàn)證測(cè)試方法，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)有效提升我國(guó)計(jì)量測(cè)試領(lǐng)域、熱電偶制造和應(yīng)用企業(yè)的試驗(yàn)室建設(shè)的整體水平具有非常實(shí)用的參考價(jià)值。
1.2其他國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
英國(guó)、德國(guó)曾有各自的鎧裝熱電偶標(biāo)準(zhǔn)，如英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS EN 61515、德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DIN EN 61515。自歐洲實(shí)施新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)后，它們都已經(jīng)轉(zhuǎn)為直接采用IEC的標(biāo)準(zhǔn)。1982年，日本發(fā)布了JIS C 1605一1982((鎧裝熱電偶》標(biāo)準(zhǔn);1995年，對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂;2012年，再次確認(rèn)該標(biāo)準(zhǔn)。事實(shí)上，目前日本標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)要求仍保持在20世紀(jì)80年代初期的技術(shù)水平。
1.3 IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)
1985年，IEC以IEC SLK65 B(秘書處)98號(hào)文提出了《廉金屬礦物絕緣熱電偶電纜和熱電偶(草案)》。當(dāng)時(shí)除美國(guó)、英國(guó)外，大多數(shù)國(guó)家的鎧裝熱電偶產(chǎn)品技術(shù)水平很落后。因此，草案提出的技術(shù)要求不能被各國(guó)接受。標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過(guò)艱苦的拉鋸，直到1995年才發(fā)布大幅刪改的IEC 61515:1995《礦物絕緣熱電偶電纜和熱電偶》標(biāo)準(zhǔn)。按照IEC的規(guī)則，1995年的標(biāo)準(zhǔn)早就應(yīng)該修訂了，但是鑒于人們對(duì)上次制定的艱難過(guò)程記憶猶新，沒(méi)有專家愿意接手這個(gè)工作;直到2006年，IEC才啟動(dòng)修訂任務(wù)，中間又經(jīng)過(guò)曲折的過(guò)程，直到2016年才正式出版第二版
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