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Günther GmbH Temperaturmesstechnik | Technische Informationen zu Thermoelementen
7. Alterung von Thermoelementen
a. Fe- CuNi Thermoelemente
Bis auf einen Anfangseffekt bleibt das Alterungsverhalten bei Fe-Konst. und Cu-Konst. Thermoelementen gering. Bei beiden Elementen oxidiert zunächst der Schenkel aus reinem Metall (Fe), während der CuNi-Schenkel einem Temper-Effekt unterworfen ist.
b. NiCr- Ni Thermoelemente
Das NiCr-Ni Thermoelement driftet über viele Stunden hinweg fast nicht. Selektive Oxidation des Cr im positiven Schenkel führt zur Cr- Verarmung und Absenkung der Thermospannung. Sauerstoffmangel führt zur ungenügenden Ni-Oxidation (Grünfaule). Schwefel etwa im Rauchgas vorhanden, verursacht eine Schädigung des Ni-Schenkels, durch eindiffundieren längs der Korngrenzen. Bei rascher Abkühlung treten Gitter- und Kristallgefügeveränderungen auf. Dies führt zu Verspannungen. Diesen Effekt bezeichnet man als Nahordnungseffekt.
c. Pt und Pt Rh Thermoelemente
Die Alterung von Pt- und PtRh- Thermoelementen erfolgt durch die Diffusion von Rh in den Pt- Schenkel und führt so zu einer Verminderung der Thermospannung. Ungeschützte Thermoelemente sollten daher im Dauerbetrieb nicht über 1500 °C eingesetzt werden. Platingifte wie Silizium, Aluminium, Schwefel und Phosphor wirken zerstörend auf den Pt- Schenkel. Bei reduzierender Atmosphäre (Sauerstoffmangel) wird z.B. bei Mantelelementen mit PtRh-Pt- Thermopaar und Inconel- Mantel bei Betriebstemperaturen über 1000 °C Si aus dem Isoliermaterial ausgeschieden. Der Pt- Schenkel wirkt hier als Katalysator und wird somit durch das Silizium vergiftet.