需要综合考虑高温氧化、碳化、氮化、硫化、氯化等环境下热电偶的腐蚀情况，按照经济性、保证测温精度和尽可能延长热电偶使用寿命原则来选用，此过程看似简单，其实具有高技术含量。昌晖仪表在热电偶测温技术研究中积累了大量经验，在本文分享给大家。

热电偶工作环境涉及到各种气氛和受力环境。在能源、石化、建材、机械、冶金、航空等行业中的高温构件，多处于各种腐蚀环境中。热电偶的腐蚀可按所处环境分类，如下所示：


高温氧化工作环境对热电偶的腐蚀
高温环境常与氧化有关，因此，热电偶保护管材料应具有足够的抗氧化性能。通常高温下形成的Cr2O3能够满足高温环境的需要。因此，耐热钢和耐热高问合金含有大量的铬，使材料在高温下形成致密Cr2O3保护层。w(Cr)为16%~30%的Fe-Ni-Cr、Ni-Cr系耐热钢和耐热合金在高温氧化及腐蚀性环境中可使用到1000℃。然而，当温度高于1000℃时，Cr2O3剥落严重，这时铝的氧化层比铬氧化层具有更好的保护作用。尤其是合金表面形成的致密a-A1203，在1300℃时仍具有很高的稳定性。此外，人们发现：氟化物的稳定性在很大程度上取决于高温环境的氧分压和生成氧化物时的平衡氧分压。因此，在高温和低氧分压的环境下，一般应选择高温下平衡氧分压极低，且能形成致密A1203的耐热钢和耐热高温合金。表1和表2列出了不同工业环境中气分压和氧化物的平衡氧分压。判断氧化物稳定性最直观的办法是査阅氧化物标准生成自由能与温度关系图。在同一温度下，位置越低的氧化物，其稳定性越大。

表1  在不同工业环境中的氧气分压

高温硫化环境对热电偶的腐蚀
硫化气氛主要出现在化学工业和煤转化气氛中。当硫含量很高时，金属表面就会形成硫化物。其生长速率比氧化物高几个数量级，且常常形成低熔点相。例如，镍基高温合金在高硫环境中常常形成共晶体，其温度仅635℃，使合金材料性能迅速恶化。GH3039高温耐热合金用做热电偶保护管，在高硫气氛中很快发生熔化即为选材不当所致。

在含SO2气氛中随Cr含量增加，抗硫化/氧化作用增强。如果材料在硫化条件的高温下服役，并经常冷却到室温，处于湿润的含硫的酸性条件下，一般采用Nicrofer 3033和alloy33(1.4591)。这种材料由于w(Cr)达到33%，而具有较好的抗硫化作用和耐硫酸腐蚀性能。

还原性含硫气体，如煤气化过程，对金属材料损害很大。实验研究表明，Ni-Fe-Cr合金中w(Cr)至少要达到25%，才能经受煤气化过程中硫的侵蚀；并发现Si的加入可进一步提高合金的抗硫化性能。

高温氯化对热电偶的腐蚀
金属材料暴露在氯(Cl)、盐酸/(HCl)或其他含有卤素的工况，会产生金属卤化物和Cl、F的沿晶腐蚀。

在贫氧的HCl气氛中，或许会形成铁、镍和铬的氯化物。由于大多数金属氯化物即使在中温下仍具有很高的蒸汽压，因此，很可能会发生金属氯化物的蒸发。铁的氯化物在温度仅为167℃就已经形成。由于镍铁的氯化物具有非常低的蒸汽压，镍基合金具有抗各种卤素元素腐蚀的能力。例如，Ni-Cr-Mo合金具有的抗氯化能力。Nicrofer 6020-Alloy 625(2.4859)、Nicrofer 6616-alloy C-4(2.4610)即使在温度达到850℃，10%HCl/H2气氛中仍具有耐腐蚀能力。在稳定的低氧分压气氛下，可以使用纯镍(alloy200)和Ni-Mo合金(Nicrofer 6928-alloy B-2)。

在含氧的Cl2/O2气氛或氯化物沉积时，常常能观察到氯化物致氧化。这是垃圾焚 烧炉中的锅炉管道的主要腐蚀方式。在此环境下，合金 Nicrofer 7216-alloy 600H(2.4816)、Nicrofer45-TM、alloy45-TM 600H(2.4889)等具有优良的抗腐蚀能力。

特别应该注意的是，类似Nicrofer 6025 HT形成氧化铝的合金能够使用在含Cl的氧化 性气氛中。 但是，不适合用在贫氧的HCl气氛，原因在于此类合金易于形成铝的氯化 物AlCl3，并在很低的温度(173℃)下极易剥落和蒸发。

热电偶在特殊工况的应用还有很多，您在页面可获得昌晖仪表工程师的专业建议和帮助。