Slon4.at / Датчики температуры / Маркировка термопар типа K
41микровольта на каждый градус Цельсия в диапазоне 0–1000 °C. Это и есть подпись хромель-алюмелевой пары, которую буква K на бирке обещает измерительному прибору.
Slon4: расшифровка маркировки термопар типа K
Бирка на термопаре — сжатая запись. В ней зашиты НСХ, класс допуска, рабочий диапазон и конструктив. Разбираем строку по полям, чтобы датчик из ящика встал в контур без сюрпризов.
Из чего собрана строка обозначения термопары ТХА (K)
ГОСТ 6616-94 требует нанести на преобразователь или ярлык товарный знак изготовителя, обозначение типа и дату выпуска — год и месяц. Дополнительная маркировка добавляет буквенное обозначение НСХ, класс допуска и рабочий диапазон. Всё остальное в строке добавляет уже завод.
- ДТПКСемейство изготовителя и тип термоэлектродов. Литера К в конце — хромель-алюмель, та же пара, что и K по МЭК.
- 245Конструктивное исполнение: головка, кабельный вывод, байонет. У моделей 254, 264, 274 кабельный вывод держит только 300–400 °C, тогда как сам КТМС рассчитан до 1250 °C.
- K(ХА)НСХ. Слева международное обозначение, в скобках российское по ГОСТ 6616-94.
- кл.2Класс допуска. Для K это ±2,5 °C в нижней части диапазона против ±1,5 °C у класса 1.
- 1,5×200Диаметр и длина монтажной части в миллиметрах. Ряд длин нормирован: 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 60, 80, 100, 120, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250 мм и далее.
- М20×1,5Резьба крепления из ряда М6×1, М8×1, M12×1,5, M16×1,5, M20×1,5, М27×2, М33×2, М39×2.
- IP65Степень защиты коммутационной головки. В поле обычно встречаются IP53, IP65 и IP68.
- ExiaВид взрывозащиты. Для пылевых зон 20, 21 и 22 классификация идёт по ГОСТ 31610.10-2-2017, температура поверхности нормируется в полосе 80–600 °C.
Что означают буква K, аббревиатура ТХА и слово НСХ
Три обозначения на бирке описывают одно и то же — пару сплавов и её градуировочную кривую. Slon4 сводит их вместе, потому что в одном паспорте они встречаются вперемешку.
- K
- Буква МЭК для пары хромель — алюмель. Плюсовой электрод никель-хром, минусовой никель-алюминий.
- ТХА
- Российское обозначение той же пары по ГОСТ 6616-94. Рядом в стандарте живут ТЖК (J), ТПП (S и R), ТНН (N), ТХКн (E).
- НСХ
- Номинальная статическая характеристика — таблица термоЭДС при холодном спае 0 °C. Для K и ещё семи типов её задаёт ГОСТ Р 8.585-2001.
- 54,886
- Милливольт на верхней границе НСХ K. Нижняя точка минус 6,458 мВ. Подача 50 мВ на вход типа K соответствует 1233 °C.
Где ошибка в чтении маркировки K стоит дорого
Термопара K живёт в печах, газоходах и турбинах. Неверно прочитанная бирка означает не «немного другую цифру», а неправильно отработавшую защиту.
- Перепутанная полярность даёт инверсию знака: прибор считает, что среда холоднее, и нагрев не отключится.
- Класс 2 вместо класса 1 в контуре ответственного нагрева — это до 2,5 °C систематического ухода вместо 1,5 °C.
- Кабельный вывод модели 254 в среде 700 °C разрушится: у него потолок 300–400 °C, каким бы ни был потолок самой пары.
- Маркировку Ex нельзя читать по аналогии. Exd и Exia — разные виды взрывозащиты, подмена одного другим снимает допуск на объект.
Точка остановки: если бирка нечитаема, а датчик стоит во взрывоопасной зоне, на котле или в контуре противоаварийной защиты — не подбирайте замену по внешнему виду. Идентификацию и допуск подтверждает метролог предприятия или аккредитованная лаборатория.
Цвет оболочки и жил термопарного кабеля типа K
Цветовая маркировка расходится по стандартам, и это главный источник путаницы. Минус в системе ANSI/ASTM E230 всегда красный, в IEC 60584-3 — белый. Оболочка кабеля K зелёная по IEC и жёлтая по ANSI; таблицу ниже Slon4 at сводит по данным поставщиков КИПиА.
| Параметр | Значение для K (ТХА) | Чем ограничено |
|---|---|---|
| Термопарный провод | −200…+1250 °C | стойкость хромеля к окислению |
| Предельный диапазон НСХ | −270…+1372 °C | таблица ГОСТ Р 8.585-2001 |
| Компенсационный провод | 0…+200 °C | изоляция, не сплав |
| ТермоЭДС по НСХ | −6,458…54,886 мВ | полиномы стандарта |
| Стандартная погрешность | 2,2 °C или 0,75 % | берётся большее из двух |
| Специальная погрешность | 1,1 °C или 0,4 % | отбор термоэлектродов |
| Чехол из нержавеющей стали | до 900 °C | окалинообразование |
| Чехол из корунда или муллита | до 1700 °C | механическая прочность |
Определитель Slon4: термопара K или что-то другое
Бирка отвалилась — обычная история на демонтаже. Ответьте на три вопроса, и определитель Slon4 скажет, насколько версия «это K» состоятельна.
1. Какого цвета оболочка или изоляция жил?
2. Что осталось от букв на гильзе, головке или хвостовике?
3. Притягивается ли магнит к одному из электродов?
Класс допуска в маркировке термопары K: 1, 2 и 3
Цифра после НСХ — не «качество сборки», а нормированный коридор отклонения термоЭДС. ГОСТ 6616-94 соответствует МЭК 584-2-82 в части допусков.
В нижней части диапазона коридор составляет ±1,5 °C, примерно до 375 °C, дальше допуск считается в процентах от измеряемой величины. Класс 1 берут в контурах, где уставка узкая: термообработка, лабораторные печи, приёмо-сдаточные испытания.
Коридор ±2,5 °C примерно до 333 °C, выше — доля от температуры. Подавляющая часть каталожных ДТПК и импортных датчиков поставляется именно во втором классе, и для котельной или сушильной камеры этого достаточно.
Третий класс нормирует поведение пары в области отрицательных температур, где хромель-алюмель работает хуже всего. Если в маркировке стоит 3, а измерять нужно около нуля, разумнее уйти на термопреобразователь сопротивления.
Допуск задан для новой термопары. В эксплуатации добавляется гистерезис: в полосе 200–500 °C показания при нагреве и охлаждении расходятся до 5 °C, а после длительной работы на высоких температурах НСХ уходит из-за диффузии в сплавах. Ни то ни другое в маркировке не отражено.
Заблуждения вокруг обозначения ТХА и типа K
Пишут
Буква L в скобках рядом с ХК — это международный аналог хромель-копеля.
На деле
Хромель-копель придумали в СССР, за пределами СНГ такой пары нет. Тип L по западной классификации — железо-константан, то есть совсем другие электроды.
Пишут
Датчик короткий, можно подключить обычным медным проводом.
На деле
Наладчики на форумах фиксируют ошибку измерения даже на коротком медном отрезке до клеммника прибора. Нужен компенсационный кабель того же типа, иначе в стыках рождается паразитная термоЭДС.
Пишут
Раз в маркировке 1250 °C, датчик можно ставить куда угодно до этой отметки.
На деле
Верхнюю границу задаёт самый слабый элемент сборки: кабельный вывод, изоляция, материал чехла. Пара выдержит, монтажная часть — нет.
Пишут
Показания занижены — значит, термопара умерла.
На деле
Частая причина — малое погружение. Рабочий спай нужно утопить не меньше чем на 8–10 диаметров защитной гильзы, иначе тепло уходит через арматуру. Вторая причина — плохо обжатые концы, которые дают разный результат при каждом переподключении.
Полярность электродов хромель-алюмель на схеме
Плюс — хромель, минус — алюмель. Алюмель слабо магнитится, хромель нет: это и есть полевой способ найти минусовой электрод, когда цветов уже не разобрать. В компенсационных сборках хромель иногда уводят в фиолетовый или чёрный, поэтому цвет проверяют магнитом, а не памятью.
Соседние НСХ, которые путают с ТХА
Тип N (ТНН, нихросил-нисил) читается как прямая альтернатива K и стабильнее держит высокие температуры. Тип J (ТЖК) ограничен 750 °C и ржавеет во влажной среде. Тип E (ТХКн) даёт наибольшее изменение ЭДС на градус. КТМС в обозначении означает кабель термопарный с минеральной изоляцией в стальной оболочке — в разборах Slon4at эта аббревиатура встречается чаще прочих.
Частые вопросы о маркировке термопар типа K
Что означает «кл. 2» в обозначении термопары K на бирке Slon4?
Второй класс допуска: коридор ±2,5 °C в нижней части шкалы, дальше — доля от измеряемой температуры. Это норма для промышленных ДТПК; класс 1 с коридором ±1,5 °C заказывают отдельно.
Чем ТХА отличается от K, если верить справочнику Slon4 at?
Ничем по существу. ТХА — обозначение хромель-алюмелевой пары по ГОСТ 6616-94, K — та же пара по МЭК. В российском паспорте они обычно стоят рядом: K (ХА).
Термопара пришла с зелёной оболочкой, а в чертеже жёлтая. Это подмена?
Нет. Зелёный — цвет типа K по IEC 60584-3, жёлтый — по ANSI/ASTM E230. Смотрите на минусовую жилу: белая означает систему IEC, красная — ANSI.
Можно ли определить тип по магниту, как советует раздел Slon4at?
Магнит отсекает варианты, но не ставит диагноз. У пары K магнитится алюмель, то есть минусовой электрод. У ТХК и платиновых пар такого признака нет. Окончательно тип подтверждают сличением термоЭДС с таблицей НСХ.
Почему в маркировке стоит 1250 °C, а поставщик пишет про 400 °C?
Первая цифра относится к термоэлектродам, вторая — к исполнению. У моделей с кабельным выводом верхний предел падает до 300–400 °C именно из-за вывода, хотя сам кабель КТМС в стальной оболочке рассчитан до 1250 °C.
Что делать, если бирка нечитаема, а датчик стоит на ответственном объекте?
Не подбирать замену по внешнему виду. Slon4.at рекомендует снять сигнал в милливольтах, сверить с НСХ по ГОСТ Р 8.585-2001 и передать идентификацию метрологу — особенно если контур относится к противоаварийной защите или взрывоопасной зоне.