Защитный чехол представляет собой трубку, которая постепенно сужается к одному из концов. Преимущества этих графитовых изделий - высокая твердость, они не становятся хрупкими при резких изменениях температуры, устойчивы к коррозии и, следовательно, имеют длительный срок службы и отсутствие видимых деформаций (трещин и сколов) даже после многих циклов нагревания и охлаждения.
Защитные чехлы и устройства для термопар и термометров обычно изготавливаются из графита ГМЗ и ЗОПГ или силицированного графита. Они используются для защиты термометров от коррозионного воздействия кислот и щелочей. Эти изделия могут использоваться в окислительных средах при температуре до 400-450°C, а также в газообразных и нейтральных средах при температуре до 2300°C.
Защитные чехлы изготавливаются по технологии горячего формования под давлением. Процесс можно разделить на несколько этапов:
- компоненты будущих изделий нагреваются до 350-450 градусов Цельсия;
- смешайте их;
- полученный состав помещают в специальные формы, где под высоким давлением он приобретает необходимую геометрическую форму и размеры; н
- далее проводится измельчение изделий для удаления шероховатостей.
Гильзы для термопар изготавливаются в соответствии с диаметрами термопар: 7,5 мм, 10 мм, 15 мм. Разность плоскостей сужения равна 5-7 градусам. Толщина стенок составляет от 3 до 5 мм.
Графит считается лучшим материалом для защитных оболочек термопар, предназначенных для кратковременного измерения температуры шлака и жидкого чугуна (от 1 до 3 минут), поскольку графит не пропитывается металлами и шлаками и почти не растворяется в них. Материал также обладает низкой механической прочностью при высоких температурах и не может противостоять усилиям движения потока. Время пребывания защитного чехла из графита с толщиной стенки 10 мм в шлаке составляет 6-7 часов, термопары без покрытия в тех же условиях хватает не более чем на 2-3 часа, после чего ее необходимо заменить. При полном погружении графитового чехла или блока в жидкий чугун или шлак время их работы составит 30 часов, после чего графит промывают и сжигают. Тепловая инерция графитового блока с толщиной стенки 30 мм составляет около 8 минут, что можно считать вполне приемлемым при среднем времени выхода шлака. Средний срок службы агрегата для измерения температуры жидкого металла в ваннах электроплавильных сталеплавильных и мартеновских печей, а также заливных ведер составляет 40 измерений.
Использование графитовых колпачков дает возможность измерять температуру контактным методом, что позволяет получить данные, наиболее близкие к фактическим значениям температуры. Защитные чехлы изготавливаются длиной от 400 до 800 мм и диаметром до 90 мм. Если длина изделия достигает 1000-2000 мм, оно изготавливается из двух-четырех частей, соединенных между собой клеем или нарезкой.