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【摘要】管道热处理中热电偶补偿导线的错误使用，是造成温度控制达不到要求的主要原因，重点提出补偿导线的正确使用及注意事项。
【关键词】热处理；补偿导线；正负极
1 引言
在石油化工装置中铬钼钢管道因具有良好的耐高温、抗氢抗硫耐腐蚀的特性而被广泛应用。近些年，铬钼钢管道的焊道多次出现延迟裂纹的现象，裂纹产生的原因主要是焊接过程及热处理控制不好造成的。热处理控制不好往往由于控制的温度达不到热处理的所需温度，不能有效地进行焊前预热和焊后热处理，也就不能有效地消除焊接应力，导致焊道硬度超标等。本文从热处理过程中补偿导线使用对温度的影响角度来分析，以便在今后热处理过程中引起施工人员的注意。
2 热电偶及补偿导线
在热处理过程中，热电偶已经广泛使用于温度测量和控制，如果在使用中不注意正确的使用补偿导线，就会给测温和控温造成很大的偏离，造成热处理达不到规范要求，导致焊道产生延迟裂纹、焊道硬度超标等现象。
2.1热电偶及补偿导线的型号
补偿导线的型号应该和热电偶的分度号相匹配，国产补偿导线的型号和极性可根据其芯线材质、芯线绝缘层的颜色及热电偶分度号来识别（国标GB/T4989-1994热电偶用补偿导线）。我们现场最常见的热电偶为E型、K型。 E型的补偿导线是EX，其绝缘层的颜色为：正极是红色，负极是棕色。 K型补偿导线有KC和KX，其中KC型补偿导线其绝缘层的颜色为：正极是红色，负极是蓝色。 KX型补偿导线其绝缘层的颜色为：正极是红色，负极是黑色。
国内常用的热电偶及补偿导线一览表
热电偶
分度号 补偿导线型号 补偿导线
正极 补偿导线
负极 工作端为100℃，冷端为0℃时的标准热电势（mV）
材料 颜色 材料 颜色
S SC 铜 红 铜镍 绿 0.645±0.037
K KC 铜 红 铜镍 蓝 4.095±0.105
KX 镍铬 红 镍硅 黑 4.095±0.105
E EX 镍铬 红 铜镍 棕 6.317±0.170
J JX 铁 红 铜镍 紫 5.268±0.135
T TX 铜 红 铜镍 白 4.277±0.047
2.2国际上补偿导线的色标
国际上补偿导线的绝缘层护套的颜色执行IEC-584-3-1989的标准，E型补偿导线EX，其绝缘层的颜色为：正极是紫色，负极是白色。 K型补偿导线KC和KX型其绝缘层的颜色为：正极是绿色，负极是白色。
（注：国产补偿导线正极的绝缘层护套颜色都是红色，负极是区分色。国外的补偿导线正极是区分色，负极都是白色）
3 正确使用补偿导线
使用补偿导线时，必须与所用热电偶型号相匹配，且正负极不能接反，补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃。
热电偶和补偿导线均有正负极，故接线时应该将热电偶正极与补偿导线正极连接，热电偶负极与补偿导线负极连接。如果将热电偶补偿导线的正负极与热电偶正负极接反，而热电偶的正负极与仪表的正负极连接是正确的，这样连接后，被控制对象的温度变化趋势与显示仪表是一致的，但实际温度值与仪表显示值是有一定的差距的。
根据热电偶的热电效应原理和中间导体定律可以计算出，当热电偶补偿导线正负极接反，不仅没有起到补偿作用，误差比不接补偿导线还增加一倍，因此补偿导线在连接时一定要注意极性。
在热处理现场经常出现下列问题：现场很多热电偶的接线端（接线柱）也没有标识正负极。补偿导线产品很多标注不规范，难以辨认。有些电缆生产厂家甚至将补偿导线护套颜色标错，在多家热处理现场看到热处理人员使用的K型补偿导线的护套颜色是红绿的，而国产补偿导线的颜色应该是红蓝或红黑。对于不懂得热电偶和补偿导线原理的热处理工来说，是分辨不出来是否接错的。
4 补偿导线的接线
在热处理过程中，一组加热片必须对应一支热电偶，对应一个控制回路。在现场经常出现一支热电偶同时控制几组加热片或几个控制回路的现象，这样加热片下没有热电偶的回路，是形不成闭环控制回路的，因而温度是失控的，就根本达不到热处理的目的。
补偿导线布线一定要远离电源线和干扰源。实在避免不了，要尽可能采用交叉方式，而不要采用平行方式。而现场施工人员往往为了简便布线，把加热片的电源线和补偿导线捆绑一起敷设，虽然敷设简单了，但加剧了对热电偶信号的干扰，造成仪表显示出现较大偏差。
为了提高热电偶连接线的抗干扰性，可以采用屏蔽补偿导线，对于现场干扰源较多的场合，效果较好。但是一定要将屏蔽层在显示仪表一侧进行可靠接地，否则屏蔽层不仅没有起到屏蔽的作用，反而增强干扰。
热处理温控柜端的补偿导线接线柱是有明显标志的，红色接线柱必须接补偿导线的正极，黑色接线柱必须接补偿导线的负极。如果这样连接后，温控柜显示的温度不是室外操作温度，而是显示一个负值，这说明是热电偶与补偿导线之间的极性连接错误，需要把热电偶端的接线调换。在热处理现场，很多不懂热电偶和补偿导线的热处理工，出现这种问题后，往往不到焊道位置（管廊或高空位置）去调换热电偶与补偿导线的接线，而是图方便在温控柜的接线端，把补偿导线调换极性，这样被控制对象的温度变化趋势与显示仪表是一致的，但实际温度值与仪表显示值就出现了测量偏差。
5 现场实例说明
5.1补偿导线极性接错
铬钼钢热处理时，补偿导线的极性如果接反，那么由此产生的误差正好是补偿导线补偿值的2倍。比如热处理时，温控柜是在室外放置，室外操作温度为18℃，热电偶接线处的温度也是18℃。当热处理开始时，热电偶接线柱的温度与温控柜处的温差是很接近（或相同的），而随着热处理温度的升高，焊道周围的温度也不断升高，热电偶与补偿导线的接线处的温度也随之升高（通常热电偶的长度是500mm左右）。当焊道的热处理温度达到恒温状态时，那样热电偶接线柱的温度通常都超过50 ℃的。对于K型热电偶，当补偿导线极性接错的情况下，如果室外温度18℃，热电偶与补偿导线连接处的温度为50℃，那么测量温度大约比实际温度低64℃。如果控制温度设定在725℃，实际温度应该在789℃左右。这样热处理实际的温度就远远超出实际控制值，但监控和打印出来的结果确是符合要求，而实际热处理的效果就达不到热处理工艺的要求。
5.2 补偿导线和热电偶型号不匹配
如果补偿导线的型号用错，那温度就差得更多了。例如：某管道上使用一支E型热电偶，根据经验正常温度应该在230℃左右，但在温控柜显示400℃。在对管道使用红外线测温仪的进行测温时，显示234℃。经检查，发现补偿导线没有选择相配套的EX型补偿导线，而是用了KX型补偿导线。在施工人员更换了补偿导线后，温控柜上显示235℃。由此可见，补偿导线用错将会产生巨大的误差。
6 结束语
从热处理现场，现场从事热处理工作的施工人员，对热处理工艺的要求还是能基本掌握的，但对热电偶和补偿导线的基本知识和原理却了解太少。因此在热处理工作前，一定要加大热处理工作人员的培训和技术交底力度，不仅要有焊接和热处理工程技术人员对他们进行培训教育，还要有专业的仪表专业技术人员对他们进行温控柜、热电偶及补偿导线的基本知识和原理的培训，这样才能保证热处理的质量，而保证铬钼钢管道最终的施工质量。
【关键词】热处理；补偿导线；正负极
1 引言
在石油化工装置中铬钼钢管道因具有良好的耐高温、抗氢抗硫耐腐蚀的特性而被广泛应用。近些年，铬钼钢管道的焊道多次出现延迟裂纹的现象，裂纹产生的原因主要是焊接过程及热处理控制不好造成的。热处理控制不好往往由于控制的温度达不到热处理的所需温度，不能有效地进行焊前预热和焊后热处理，也就不能有效地消除焊接应力，导致焊道硬度超标等。本文从热处理过程中补偿导线使用对温度的影响角度来分析，以便在今后热处理过程中引起施工人员的注意。
2 热电偶及补偿导线
在热处理过程中，热电偶已经广泛使用于温度测量和控制，如果在使用中不注意正确的使用补偿导线，就会给测温和控温造成很大的偏离，造成热处理达不到规范要求，导致焊道产生延迟裂纹、焊道硬度超标等现象。
2.1热电偶及补偿导线的型号
补偿导线的型号应该和热电偶的分度号相匹配，国产补偿导线的型号和极性可根据其芯线材质、芯线绝缘层的颜色及热电偶分度号来识别（国标GB/T4989-1994热电偶用补偿导线）。我们现场最常见的热电偶为E型、K型。 E型的补偿导线是EX，其绝缘层的颜色为：正极是红色，负极是棕色。 K型补偿导线有KC和KX，其中KC型补偿导线其绝缘层的颜色为：正极是红色，负极是蓝色。 KX型补偿导线其绝缘层的颜色为：正极是红色，负极是黑色。
国内常用的热电偶及补偿导线一览表
热电偶
分度号 补偿导线型号 补偿导线
正极 补偿导线
负极 工作端为100℃，冷端为0℃时的标准热电势（mV）
材料 颜色 材料 颜色
S SC 铜 红 铜镍 绿 0.645±0.037
K KC 铜 红 铜镍 蓝 4.095±0.105
KX 镍铬 红 镍硅 黑 4.095±0.105
E EX 镍铬 红 铜镍 棕 6.317±0.170
J JX 铁 红 铜镍 紫 5.268±0.135
T TX 铜 红 铜镍 白 4.277±0.047
2.2国际上补偿导线的色标
国际上补偿导线的绝缘层护套的颜色执行IEC-584-3-1989的标准，E型补偿导线EX，其绝缘层的颜色为：正极是紫色，负极是白色。 K型补偿导线KC和KX型其绝缘层的颜色为：正极是绿色，负极是白色。
（注：国产补偿导线正极的绝缘层护套颜色都是红色，负极是区分色。国外的补偿导线正极是区分色，负极都是白色）
3 正确使用补偿导线
使用补偿导线时，必须与所用热电偶型号相匹配，且正负极不能接反，补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃。
热电偶和补偿导线均有正负极，故接线时应该将热电偶正极与补偿导线正极连接，热电偶负极与补偿导线负极连接。如果将热电偶补偿导线的正负极与热电偶正负极接反，而热电偶的正负极与仪表的正负极连接是正确的，这样连接后，被控制对象的温度变化趋势与显示仪表是一致的，但实际温度值与仪表显示值是有一定的差距的。
根据热电偶的热电效应原理和中间导体定律可以计算出，当热电偶补偿导线正负极接反，不仅没有起到补偿作用，误差比不接补偿导线还增加一倍，因此补偿导线在连接时一定要注意极性。
在热处理现场经常出现下列问题：现场很多热电偶的接线端（接线柱）也没有标识正负极。补偿导线产品很多标注不规范，难以辨认。有些电缆生产厂家甚至将补偿导线护套颜色标错，在多家热处理现场看到热处理人员使用的K型补偿导线的护套颜色是红绿的，而国产补偿导线的颜色应该是红蓝或红黑。对于不懂得热电偶和补偿导线原理的热处理工来说，是分辨不出来是否接错的。
4 补偿导线的接线
在热处理过程中，一组加热片必须对应一支热电偶，对应一个控制回路。在现场经常出现一支热电偶同时控制几组加热片或几个控制回路的现象，这样加热片下没有热电偶的回路，是形不成闭环控制回路的，因而温度是失控的，就根本达不到热处理的目的。
补偿导线布线一定要远离电源线和干扰源。实在避免不了，要尽可能采用交叉方式，而不要采用平行方式。而现场施工人员往往为了简便布线，把加热片的电源线和补偿导线捆绑一起敷设，虽然敷设简单了，但加剧了对热电偶信号的干扰，造成仪表显示出现较大偏差。
为了提高热电偶连接线的抗干扰性，可以采用屏蔽补偿导线，对于现场干扰源较多的场合，效果较好。但是一定要将屏蔽层在显示仪表一侧进行可靠接地，否则屏蔽层不仅没有起到屏蔽的作用，反而增强干扰。
热处理温控柜端的补偿导线接线柱是有明显标志的，红色接线柱必须接补偿导线的正极，黑色接线柱必须接补偿导线的负极。如果这样连接后，温控柜显示的温度不是室外操作温度，而是显示一个负值，这说明是热电偶与补偿导线之间的极性连接错误，需要把热电偶端的接线调换。在热处理现场，很多不懂热电偶和补偿导线的热处理工，出现这种问题后，往往不到焊道位置（管廊或高空位置）去调换热电偶与补偿导线的接线，而是图方便在温控柜的接线端，把补偿导线调换极性，这样被控制对象的温度变化趋势与显示仪表是一致的，但实际温度值与仪表显示值就出现了测量偏差。
5 现场实例说明
5.1补偿导线极性接错
铬钼钢热处理时，补偿导线的极性如果接反，那么由此产生的误差正好是补偿导线补偿值的2倍。比如热处理时，温控柜是在室外放置，室外操作温度为18℃，热电偶接线处的温度也是18℃。当热处理开始时，热电偶接线柱的温度与温控柜处的温差是很接近（或相同的），而随着热处理温度的升高，焊道周围的温度也不断升高，热电偶与补偿导线的接线处的温度也随之升高（通常热电偶的长度是500mm左右）。当焊道的热处理温度达到恒温状态时，那样热电偶接线柱的温度通常都超过50 ℃的。对于K型热电偶，当补偿导线极性接错的情况下，如果室外温度18℃，热电偶与补偿导线连接处的温度为50℃，那么测量温度大约比实际温度低64℃。如果控制温度设定在725℃，实际温度应该在789℃左右。这样热处理实际的温度就远远超出实际控制值，但监控和打印出来的结果确是符合要求，而实际热处理的效果就达不到热处理工艺的要求。
5.2 补偿导线和热电偶型号不匹配
如果补偿导线的型号用错，那温度就差得更多了。例如：某管道上使用一支E型热电偶，根据经验正常温度应该在230℃左右，但在温控柜显示400℃。在对管道使用红外线测温仪的进行测温时，显示234℃。经检查，发现补偿导线没有选择相配套的EX型补偿导线，而是用了KX型补偿导线。在施工人员更换了补偿导线后，温控柜上显示235℃。由此可见，补偿导线用错将会产生巨大的误差。
6 结束语
从热处理现场，现场从事热处理工作的施工人员，对热处理工艺的要求还是能基本掌握的，但对热电偶和补偿导线的基本知识和原理却了解太少。因此在热处理工作前，一定要加大热处理工作人员的培训和技术交底力度，不仅要有焊接和热处理工程技术人员对他们进行培训教育，还要有专业的仪表专业技术人员对他们进行温控柜、热电偶及补偿导线的基本知识和原理的培训，这样才能保证热处理的质量，而保证铬钼钢管道最终的施工质量。