鎧裝熱電偶電纜及鎧裝熱電偶國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)化情況分析

蘇杏麗

(上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究院有限公司，上海 200233)

鎧裝熱電偶電纜及鎧裝熱電偶國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)化情況分析

蘇杏麗

(上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究院有限公司，上海 200233)

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)(ASTM)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 8205-1999)、《工業(yè)鎧裝熱電偶技術(shù)條件》(JB/T 5582-2014)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。

溫度儀表； 鎧裝熱電偶； 金屬保護(hù)套； 絕緣材料； 絕緣電阻

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 18404-2001)、《廉金屬鎧裝熱電偶電纜》(JB/T 8205-1999)、《工業(yè)鎧裝熱電偶技術(shù)條件》(JB/T 5582-2014)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。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 E235-12《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)[1]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。ASTM E585-12《廉金屬鎧裝熱電偶電纜》標(biāo)準(zhǔn)[2]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 E608-13《廉金屬鎧裝熱電偶》標(biāo)準(zhǔn)[3]適用于工業(yè)通用的廉金屬鎧裝熱電偶?！癆STM E2181-11《貴金屬鎧裝熱電偶和鎧裝熱電偶電纜》標(biāo)準(zhǔn)[4]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 E1129-15《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 E1652-15《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)[6]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 E1684-15《微型熱電偶接插件》標(biāo)準(zhǔn)[7]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 E780-17《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)[8]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 E839-11(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 E2820-13《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)[10]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 E1350-13《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)[11]為用戶提供了鎧裝熱電偶安裝前、安裝后或使用過程中測(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)熱電偶。ASTM E2846-11《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 C1605-1982《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 SC65B(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)上次制定的艱難過程記憶猶新，沒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)過曲折的過程，直到2016年才正式出版第2版。

2 最新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的比較

2.1 IEC 61515:2016標(biāo)準(zhǔn)

2016年4月，IEC 61515:2016《鎧裝熱電偶電纜和熱電偶》標(biāo)準(zhǔn)[13]正式修訂出版。IEC 61515:2016標(biāo)準(zhǔn)包括范圍、引用標(biāo)準(zhǔn)、術(shù)語(yǔ)和定義、一般原則、鎧裝熱電偶電纜和鎧裝熱電偶的要求和驗(yàn)證試驗(yàn)、交付條件、包裝、標(biāo)志、證書、資料性附錄(雙支和三支鎧裝熱電偶電纜和熱電偶偶絲間距的替代配置、絕緣材料成分和工作溫度上限)等章節(jié)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了工業(yè)用單支、雙支和三支鎧裝熱電偶電纜及鎧裝熱電偶的要求。此次修訂增加了雙支和三支產(chǎn)品規(guī)格，這在各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中是首次，大部分企業(yè)目前都將這種規(guī)格作為非標(biāo)產(chǎn)品生產(chǎn)。

IEC 61515:2016與IEC 61515:1995的主要技術(shù)變化如下。

①對(duì)雙支和三支類型進(jìn)行了規(guī)范；對(duì)絕緣電阻的要求進(jìn)行了修訂，以便用戶根據(jù)需要，選擇最佳產(chǎn)品。

②擴(kuò)展了新的套管材料。

③增加了測(cè)試項(xiàng)目、方法，以增強(qiáng)用戶體驗(yàn)的友好性。

2.2 我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)現(xiàn)行的鎧裝熱電偶電纜和鎧裝熱電偶標(biāo)準(zhǔn)分別為《工業(yè)鎧裝熱電偶技術(shù)條件》(JB/T 5582-2014)[14]、《廉金屬鎧裝熱電偶電纜》(JB/T 8205-1999)[15]和《鎧裝熱電偶電纜和鎧裝熱電偶》(GB/T 18404-2001)[16]。

1981年，我國(guó)制定了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ZB Y027-81《鎧裝熱電偶技術(shù)條件》。該標(biāo)準(zhǔn)后按新標(biāo)準(zhǔn)號(hào)體系重新編號(hào)，當(dāng)前版本為JB/T 5582-2014《工業(yè)鎧裝熱電偶技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)自20世紀(jì)80年代起，就參與IEC SC65B/WG5溫度工作組，全程參與兩版IEC 61515的制定。雖然1985年版的草案中，我國(guó)有很多指標(biāo)達(dá)不到要求，但是我國(guó)從那時(shí)起就著手技術(shù)攻關(guān)。1987年，我國(guó)制定了JB 8205系列鎧裝熱電偶電纜標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)前的版本是JB/T 8205-1999 《廉金屬鎧裝熱電偶電纜》。2001年，制定了GB/T 18404-2001《鎧裝熱電偶電纜和鎧裝熱電偶》標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)等同采用IEC 61515：1995。在這一版起草之初，由于IEC 61515:1995的技術(shù)要求比當(dāng)時(shí)的JB/T 5582-1991和JB/T 8205-1999低，國(guó)內(nèi)行業(yè)專家都猶豫是否要將IEC標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為國(guó)標(biāo)，后考慮我國(guó)采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的政策和對(duì)標(biāo)委會(huì)采標(biāo)率的評(píng)價(jià)，我國(guó)儀表材料和溫度儀表的標(biāo)準(zhǔn)化主管單位聯(lián)合，將該IEC標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)成國(guó)標(biāo)。該標(biāo)準(zhǔn)適用于由一對(duì)廉金屬偶絲構(gòu)成的一般工業(yè)用鎧裝熱電偶電纜和鎧裝熱電偶。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)比較

IEC 61515:2016與GB/T 18404-2001的技術(shù)差別就是前文提到的IEC 61515:2016與IEC 61515:1995的差別，現(xiàn)對(duì)IEC 61515:2016和JB/T 8205、JB/T 5582-2014的主要技術(shù)條件指標(biāo)進(jìn)行比較。

2.3.1 IEC 61515:2016與JB/T 8205的比較

IEC 61515:2016與JB/T 8205的主要技術(shù)指標(biāo)比較如下。

①尺寸規(guī)范。IEC 61515:2016在JB/T 8205單支尺寸的基礎(chǔ)上，增加了3.2 mm、4.8 mm、6.4 mm、9.5 mm、10.8 mm這5種外徑規(guī)格。

②電纜橫截面。IEC 61515:2016增加了雙支和三支類型橫截面規(guī)范，但對(duì)絕緣層厚度未作相應(yīng)規(guī)定，它應(yīng)當(dāng)滿足絕緣強(qiáng)度要求和絕緣電阻要求。JB/T 8205只給出單支類型。

③表面粗糙度。IEC 61515:2016規(guī)定套管整體表面粗糙度應(yīng)等于或優(yōu)于GB/T 131表面粗糙度3.2 μm ，JB/T 8205無(wú)細(xì)化要求。

④套管完整性檢查。IEC 61515:2016規(guī)定熱電偶電纜應(yīng)浸泡在水中5 min(不包括熱電偶電纜末端)，取出后測(cè)量絕緣電阻，相較于JB/T 8205要求的浸泡60 min，在試驗(yàn)時(shí)間上更快捷。

⑤套管延展性和偶絲延展性。在IEC 61515:2016中，這是2項(xiàng)試驗(yàn)，JB/T 8205對(duì)應(yīng)的則是“可繞半徑”試驗(yàn)。IEC 61515:2016要求“可繞直徑為樣品直徑6倍的芯軸3圈”，JB/T 8205則要求“在5倍其直徑的圓柱體上彎繞5圈”。由此可以看出，JB/T 8205的要求更高。另外，IEC 61515:2016新增了套管材料鑒別技術(shù)要求。

⑥室溫絕緣電阻。雖然IEC 61515:2016和JB/T 8205的熱電偶電纜外徑分類不同，但最小室溫絕緣電阻指標(biāo)基本一致。對(duì)外徑1 mm以上的鎧裝熱電偶，室溫絕緣電阻指標(biāo)大幅提高。

出于電氣安全的考慮，室溫絕緣電阻指標(biāo)一般不是很高。而鎧裝熱電偶的室溫絕緣電阻不僅僅是電氣安全要求，它采用簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的測(cè)試方法，對(duì)產(chǎn)品的原料質(zhì)量、防潮工藝的嚴(yán)密性以及最終產(chǎn)品的密封性進(jìn)行綜合考核。

⑦高溫絕緣電阻。IEC 61515:2016的指標(biāo)體系發(fā)生了變化，IEC 61515:2016按不同外徑分別提出了在300 ℃、500 ℃、800 ℃和1 000 ℃的技術(shù)指標(biāo)，指標(biāo)采用“MΩ·m”形式給出，對(duì)實(shí)際技術(shù)要求有較大的提高。JB/T 8205則只在一個(gè)溫度點(diǎn)檢驗(yàn)，固定加熱長(zhǎng)度為0.5 m。

⑧絕緣強(qiáng)度。IEC 61515:2016增加了絕緣強(qiáng)度技術(shù)要求，這是對(duì)刪除電纜橫截面絕緣層厚度要求的解決方案。絕緣層厚度要求存在兩個(gè)問題：一是尺寸鏈表達(dá)要求難以滿足；二是實(shí)際測(cè)量需要采取損壞性手段，且只測(cè)得測(cè)量斷面的情況，其他斷面情況仍然不明。絕緣強(qiáng)度是鎧裝熱電偶的一項(xiàng)出廠必檢項(xiàng)目。因此，這一要求對(duì)鎧裝熱電偶電纜絕緣材料的選擇和制造工藝過程的控制是綜合性考驗(yàn)。

⑨熱電動(dòng)勢(shì)測(cè)量。IEC 61515:2016和JB/T 8205要求相同，JB/T 8205給出了詳細(xì)的試驗(yàn)方法。

2.3.2 IEC 61515:2016與JB/T 5582-2014的比較

IEC 61515:2016與JB/T 5582-2014的主要技術(shù)指標(biāo)比較如下。

①外觀及裝配質(zhì)量。除成品熱電偶表面應(yīng)目測(cè)干凈、干燥外，IEC 61515:2016規(guī)定：整體表面粗糙度應(yīng)等于或優(yōu)于GB/T 131表面粗糙度3.2 μm。粗糙度應(yīng)通過與表面粗糙度樣塊比較來(lái)確定。

②熱電偶元件。IEC 61515:2016對(duì)JB/T 5582-2014尺寸規(guī)格進(jìn)行擴(kuò)充，增加了3.2 mm、4.8 mm、6.4 mm、9.5 mm、10.8 mm這5種外徑規(guī)格，并對(duì)雙支和三支類型進(jìn)行了規(guī)范。

③熱電偶測(cè)量端區(qū)外徑和熱電偶測(cè)量端縱截面尺寸。IEC 61515:2016和JB/T 5582-2014規(guī)定的接殼型、絕緣型測(cè)量端縱截面一致。

④常溫絕緣電阻。當(dāng)0.5 mm

⑤高溫絕緣電阻。IEC 61515:2016給出了T、J、E、K、N這5類分度號(hào)在溫度分別為300 ℃、500 ℃、800 ℃、1 000 ℃，且0.5 mm≤D≤1.6 mm、1.6 mm3.2 mm時(shí)的最小絕緣電阻。IEC 61515:2016的要求比JB/T 5582-2014的要求更細(xì)化，比其中標(biāo)準(zhǔn)級(jí)的要求高很多，但是比提高級(jí)的要求低。

⑥熱響應(yīng)時(shí)間、熱電動(dòng)勢(shì)及允差、極性和跌落試驗(yàn)。IEC 61515:2016和JB/T 5582-2014對(duì)這4項(xiàng)的要求一致。

⑦偶絲對(duì)電阻(指一對(duì)熱電偶絲的電阻)。JB/T 5582-2014無(wú)該項(xiàng)技術(shù)要求。IEC 61515:2016規(guī)定偶絲對(duì)電阻應(yīng)符合企業(yè)自己的聲明，這看上去是一項(xiàng)很寬松的要求，但是實(shí)際上對(duì)制造企業(yè)的產(chǎn)品工藝一致性提出了很高的要求。我國(guó)企業(yè)通常不提供該項(xiàng)參數(shù)，因?yàn)槠髽I(yè)的鎧裝熱電偶電纜的來(lái)源多樣化，內(nèi)部偶絲的粗細(xì)均勻性難以檢測(cè)，各端點(diǎn)焊接的工藝一致性也不夠穩(wěn)定；偶爾有企業(yè)在樣本中提供該數(shù)據(jù)，來(lái)源往往是國(guó)外產(chǎn)品樣本或按熱電偶絲材標(biāo)準(zhǔn)提供的數(shù)據(jù)估算。IEC 61515:2016雖然提出了該項(xiàng)技術(shù)要求，但是沒有規(guī)定試驗(yàn)方法。由于存在熱電偶的熱電勢(shì)，采用一般模擬萬(wàn)用表測(cè)量會(huì)有較大誤差，因此需要采用恒流法的數(shù)字萬(wàn)用表，正反兩次測(cè)量取平均值。

⑧焊接封頭密封性。IEC 61515:2016對(duì)此作了嚴(yán)格規(guī)定，規(guī)定水淬試驗(yàn)、惰性氣體壓力試驗(yàn)、液氮試驗(yàn)、著色探傷試驗(yàn)，較JB/T 5582-2014增加了著色探傷試驗(yàn)，且將氮?dú)鈿夥崭臑槎栊詺怏w氣氛。IEC 61515:2016另外增加了冷端密封水浸試驗(yàn)、X射線照相檢查。實(shí)際上，X射線照相檢查并不是獨(dú)立的項(xiàng)目，而是熱電偶測(cè)量端縱截面尺寸的試驗(yàn)方法。冷端密封水浸試驗(yàn)則是對(duì)絕緣型工作端產(chǎn)品的冷端密封效果進(jìn)行檢查。

2.3.3 IEC 61515:2016的缺憾

盡管IEC 61515:2016反映了近期技術(shù)的發(fā)展，它采用常溫絕緣電阻、絕緣強(qiáng)度、偶絲對(duì)電阻等低成本測(cè)試項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)工藝和內(nèi)在質(zhì)量的綜合檢測(cè)，是對(duì)國(guó)外企業(yè)質(zhì)量控制方法的總結(jié)，隱含著對(duì)我國(guó)的鎧裝熱電偶電纜和鎧裝熱電偶制造廠的更高要求。但是鑒于各國(guó)熱電偶技術(shù)發(fā)展水平不一樣，該標(biāo)準(zhǔn)還存在以下問題。

①室溫絕緣電阻過低，低于高溫絕緣電阻。IEC 61515:2016對(duì)室溫絕緣電阻的技術(shù)水平偏低。雖然國(guó)際上對(duì)于室溫絕緣電阻的規(guī)定沒有相應(yīng)內(nèi)容進(jìn)行規(guī)范，但是20 MΩ遠(yuǎn)低于同類國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)。只有日本標(biāo)準(zhǔn)中室溫最小絕緣電阻允許采用20 MΩ要求，本標(biāo)準(zhǔn)及其他主要經(jīng)濟(jì)體的標(biāo)準(zhǔn)的要求都不低于100 MΩ。IEC 61515:2016在這一點(diǎn)上的表現(xiàn)非常不協(xié)調(diào)，既比自己規(guī)定的鎧裝熱電偶電纜低，又比IEC 61515:1995低。

IEC 61515:2016標(biāo)準(zhǔn)中，鎧裝熱電偶的室溫最小絕緣電阻如表1所示。

表1 室溫最小絕緣電阻

表1中：對(duì)長(zhǎng)度超過10 m的熱電偶，最小絕緣電阻值應(yīng)由用戶與供方協(xié)商確定。

從表1可以看出，當(dāng)0.5 mm

②表面粗糙度的表達(dá)沒有完全采用當(dāng)前國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

③仍然與ASTM標(biāo)準(zhǔn)有較大差距。對(duì)照ASTM標(biāo)準(zhǔn)，IEC 61515:2016的各項(xiàng)指標(biāo)、參數(shù)等的科學(xué)性、先進(jìn)性和合理性還有待提高。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)比分析了最新鎧裝熱電偶國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)條件指標(biāo)?？傮w而言，我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)水平相當(dāng)，但是在產(chǎn)品類型規(guī)范、套管材料鑒別、高溫絕緣電阻細(xì)分、偶絲對(duì)電阻要求和焊接封頭密封性試驗(yàn)等方面仍存在一定差距，還有很大的提升空間。

隨著全球新一輪科技革命的到來(lái)和“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略的大力推進(jìn)，鎧裝熱電偶作為基礎(chǔ)的測(cè)溫元件，其作用日益凸顯。結(jié)合我國(guó)熱電偶行業(yè)現(xiàn)狀，加快最新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)熱電偶企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、提升我國(guó)熱電偶行業(yè)的整體質(zhì)量水平及其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。

[1] ASTM.Standard specification for type K and type N mineral-insulated, metal-sheathed thermocouples for nuclear or for other high-reliability applications:ASTM E235-12[S].2012.

[2] ASTM.Standard specification for compacted mineral-insulated, metal-sheathed, base metal thermocouple cable:ASTM E585-12[S].2012.

[3] ASTM.Standard specification for mineral-insulated, metal-sheathed base metal thermocouples:ASTM E608-13[S].2013.

[4] ASTM.Standard specification for compacted mineral-insulated, metal-sheathed, noble metal thermocouples and thermocouple cable:ASTM E2181-11[S].2011.

[5] ASTM.Standard specification for thermocouple connectors:ASTM E1129-15[S].2015.

[6] ASTM.Standard specification for magnesium oxide and aluminum oxide powder and crushable insulators used in the manufacture of base metal thermocouples, metal-sheathed platinum resistance thermometers, and noble metal thermocouples:ASTM E1652-15[S].2015.[7] ASTM.Standard specification for miniature thermocouple connectors:ASTM E1684-15[S].2015.

[8] ASTM.Standard test method for measuring the insulation resistance of mineral-insulated, metal-sheathed thermocouples and mineral-insulated, metal-sheathed cable at room temperature: ASTM E780-17[S].2017.

[9] ASTM.Standard tests methods for sheathed thermocouples and sheathed thermocouples cable:ASTM E839-11(2016)[S].2016.

[10]ASTM.Standard test method for evaluating thermal EMF properties of base-metal thermocouple connectors:ASTM E2820-13[S].2013.

[11]ASTM.Standard guide for testing sheathed thermocouples,thermocouples assemblies,and connecting wires prior to,and after installation or service:ASTM E1350-13[S].2013.

[12]ASTM.Standard guide for thermocouple verification:ASTM E2846-11[S].2011.

[13]IEC.Mineral insulated metal-sheathed thermocouple cables and thermocouples:IEC 61515:2016[S].2016.

[14]全國(guó)工業(yè)過程測(cè)量和控制標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).廉金屬鎧裝熱電偶電纜:JB/T 8205-1999[S].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

[15]機(jī)械工業(yè)儀表功能材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).工業(yè)鎧裝熱電偶技術(shù)條件:JB/T 5582-2014[S]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.

[16]機(jī)械工業(yè)儀表功能材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).鎧裝熱電偶電纜和鎧裝熱電偶:GB/T 18404-2001[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2001.

Analysis of Domestic and Foreign Standardizationfor Mineral Insulated Metal Sheathed Thermocouple Cables and Thermocouples

SU Xingli

(Shanghai Institute of Process Automation Instrumentation Co.,Ltd.,Shanghai 200233,China)

Mineral insulated metal sheathed thermocouple is one of the commonly used temperature instruments,and the research on that has been paid much attention all over the world.The standard of IEC 61515：1995 “Mineral Insulated Metal-sheathed Thermocouple Cables and Thermocouples” was revised in 2016 by IEC. To better understand this international standard,the standard systems of mineral insulated metal sheathed thermocouple cables and thermocouples of the United States,Japan,and China are analyzed respectively. The ASTM standards are introduced emphatically,and then,the main technical specifications of IEC 61515:2016 and Chinese current standards GB/T 18404-2001,JB/T 8205-1999,and JB/T 5582-2014 are compared and analyzed. The shortcomings of IEC 61515:2016 about insulation resistance is too low under ambient temperature are introduced briefly. The IEC 61515:2016 standard is of great significance for promoting the progress of thermocouple technology and improving the overall quality level of China’s thermocouple industry.

Temperature instruments;Mineral insulated metal sheathed thermocouple;Metal protecting sheath;Insulation materials； Insulation resistance

蘇杏麗(1981—)，女，學(xué)士，工程師，主要從事工業(yè)過程自動(dòng)化儀表及其技術(shù)的研究。E-mail:sxl@sipai.com。

TH86；TP21

A

10.16086/j.cnki.issn1000-0380.201708016

修改稿收到日期:2017-02-16