温感元件动作温度关键在合金熔点灵敏准

慧聪消防网讯摘要：本文阐述了防火止回阀温感元件动作温度关键在于合金熔点要准而灵敏。合金熔点要准而灵敏，需处理和掌握受力与不受力，受力大与小以及规范测试、工艺标准、方法准确，这是保证温感元件动作温度灵敏准的关键。

关键词：合金熔点，温感元件，动作温度。

前言

排油烟气防火止回阀（以下简称防火止回阀）是烟（气）道（管）上的重要组成部分，执行机构又是防火止回阀的必配部件，温感元件更是执行机构的核心配件。GA/T798-2008标准要求温感元件“可分为多次重复动作”“和一次性动作”两种，不仅规定动作温度为70℃或150℃，而且对灵敏度也提出达温后在一分钟内必须动作的要求。温感元件动作温度能否准而灵敏，关键在于控温合金的熔点要准、温感复位合金片要灵敏。要做到控温合金熔点准、温感复位合金片灵敏，长期的实践告诉我们，有三个方面的关键问题需要掌握好。

一、温感元件受力与不受力的动作温度不一样

“标准”规定：“止回阀应具有温感元件控制其自动关闭的功能”，自动关闭功能的执行机构，与其配套的70℃、150℃温感元件必定是在执行机构控制下的受力动作温度，而不是不受力的动作温度。

受力动作温度与不受力动作温度是不一样的。受力动作温度，是温感元件在执行机构上受到大小不同拉力、胀力影响的动态动作温度；不受力动作温度，是温感元件在环境中不受外界任何拉力、胀力影响的静态动作温度。大家知道，合金的熔化除共晶合金外，一般都有一个从固相线（即曲线ACEDB）到液相线（即曲线AFB）量变到质变的渐变过程。固相线温度是金属或合金完全凝固的最高温度，液相线温度则是金属或合金完全熔化的最底温度。从固相线到液相线之间存有一定的温度差，这就是合 金温度的熔化范围。我们讲的熔点是指液相线温度，而不是固相线温度。固相线温度低于液相线的温度，受力动作温度因外界拉力的作用，在固相线至液相线前焊件因受拉力的影响而被“拉断”，而不受力动作温度没有外界拉力影响，焊件的“熔断”则在液相线（合金呈深软坍铺状）。二者动作温度的熔点是不同的，受力的温感元件动作温度比不受力温感元件的动作温度要低，原因就在于一个在固相线至液相线前的温度动作，一个在液相线温度动作。经试验，当温感元件受力1.5㎏时，动作温度比不受力的70℃熔点要低1.5℃-2℃；受力2㎏时，动作温度比不受力的150℃熔点要低2℃-3℃。温感复位合金片是有双层或多层具有不同线膨胀系数合金结合的复合金属。膨胀系数较高的称为主动层，膨胀系数较低的称为被动层。由于复合金属热膨胀系数不同，当环境温度变化时，金属片上下层的伸展产生弯曲和转动，主动层的形变要大于被动层的形变，金属片的整体就会向被动层一侧弯曲，主动层就会带动被动层弯曲伸展，曲率的变化而产生形变。热温度下降冷却后，主动层又会带动被动层使金属片恢复原状。这就是金属片能复位的性能原理所在。

5J1580型双金属线性温度-20℃-180℃，允许使用范围-70℃-350℃。怎样才能使金属片在156℃弯曲或伸展呢？我们对金属片进行过反复试验、调整：第一步，先对不同长度的金属带试验，掌握在50℃、100℃、150℃时长短不同金属带的弯曲系数；第二步，根据不同执行机构配用一头带弯钩复位金属片的长短、宽窄，单片进行不受外力影响的试验，在156℃时片的弯钩部分伸展释放动作一般需60-70秒；第三步，再将复位金属片装在执行机构上进行试验，在受力0.3㎏的情况下，片的弯钩部分伸展释放动作一般在50-60秒。由此可见，金属片因受到外界拉力、胀力的影响，金属片的伸展度比不受力也在发生缓慢变化，形变也在惭变。这就是受力与不受力动作灵敏度不一样的原因所在。

二、温感元件受力大小的动作温度也不一样

防火止回阀的阀门平时处于用时启不用时闭的状态，当热温达到70℃或150℃时温感元件动作强制将阀门锁闭。执行锁闭阀门任务的是执行机构。这个执行机构是有感温元件、弹簧、体板三个部分组成。“标准”对温感元件的动作温度有明确的规定，但对执行机构规格的大小、长短和弹簧的材质、粗细未作明确的要求。因此，生产单位在设计执行机构时，“八仙过海，各显神通”，五花八门，形状多样，各家各异。有的用钢丝绳拉的，有的用弹簧夹矩向外胀的，弹簧用的钢丝有粗有细，长短也不一。就是这些差异，形成温感元件的受力大小也就各不相同。

两种不同金属的温感元件同样要求动作，由于金属动作的性能原理不同，表现出来的形态也不一样。一次性动作温感元件采用控温合金焊接而成的易熔片，考核的指标是在达温后一分钟内熔点准与不准；而可多次重复使用的温感元件采用的是带记忆性的双层复合合金片，考核的指标是达温后在一分钟内的弯曲、伸展的灵敏度。在执行机构中影响温感元件动作温度和灵敏度的主要是弹簧不一，不同规格的弹簧，弹力有大有小不相同，对温感元件动作温度的影响也不一样。经试验，弹簧钢丝¢0.8，圈数17，压下受力2㎜时，产生的弹力为0.42㎏-0.43㎏，影响动作温度0.6℃-0.8℃;弹簧钢丝¢1.0，圈数15，压下受力2㎜时，产生的弹力为0.64㎏-0.66㎏，影响温感元件的动作温度为1℃-1.2℃。对可多次重复使用的温感元件也因“力”而异，在同样的热温度范围内，受力的大与小，对复位合金片灵敏度也有快慢的区别，受力0.3㎏、0.4㎏、0.5㎏、0.6㎏，不同的胀力对金属片的弯曲度和弯钩部分的伸展释放动作灵敏度也就不一样。

面对温感元件受力大小的不同，我们应对的办法是用不同的熔点和灵敏度，去适应和满足不同规格温感元件受力不同的要求。一个“受力”就像一把“锁”，一个熔点和灵敏度就是一把“钥匙”，用这把“钥匙”去开这把“锁”。怎样才能用这把“钥匙”去打开这把“锁”呢？我们采取一对一、“开小灶”的个性化配套服务，根据每个单位执行机构拉力、胀力的大小不同，逐个研制与拉力、胀力相对称的不同熔点。开发一个与动作温度相匹配的新熔点，并不是一件俯首即拾轻而易举的事，有时需要多次甚至十几次反复调整配方的配比，才能逐步达到理想的效果。同样，对可多次重复使用的温感复位合金片，也需要根据不同执行机构规格的不同要求，采取“量体裁衣”，在保证金属片动作的准确、灵敏上下功夫，对金属片的长短、宽狭、厚薄和挡钩弯的大小等方面进行反复试验、调整，努力使其“合身”、配套、到位，达到“标准”在140℃±2℃恒温五分钟不动作，156℃±2℃一分钟内动作的要求。“锁”变“钥匙”跟着变，万变不离其宗，这个“宗”就是牢牢抓住合金的熔点准和灵敏度这个关键技术，才有可能做到满足不同温感元件受力不同的要求，让用户称心满意，“送检”合格，“抽检”也放心。经多年的努力，我司现已是上海金盾消防安全科技有限公司、萃联（中国）消防设备制造有限公司、上海巢福建筑制品有限公司等几十个单位的核心供应商。

三、测试设备、工艺、方法不同动作温度也会不一样

我司配套生产的温感元件，时有少数单位感到熔点不够准、动作不够灵敏。同样的一个熔点、动作温度的温感元件，测试为什么会出现不同的结果有差异呢？原因除受力与不受力、受力大与小因素的影响外，还有主要是由于测试设备、工艺、方法、温度计的使用等不同造成的。经验告诉我们，只有在统一标准的前提下，共同认真规范测试，温感元件的动作温度才能一致相同有保证。

怎样进行规范测试？我们在实践中还掌控好以下几个方面：

（1）测试采用水浴法与油浴法。动作温度低于79℃的，使用水浴法。水浴应采用蒸馏水或净水；动作温度在79℃以上的，使用油浴法。油浴用能耐300℃高温的机油、甘油或橄榄油。用的水和油，需经常定期进行更换，用久油会变稠，水增杂质，也会影响测试的结果。

（2）测试设备。水浴应用符合国家标准的501型超级恒温器；油浴用602型超级恒温油槽。平时小件实验，一般也可用高级控温电炉加热，用1000㏄的烧杯替代水、油浴器。烧杯不宜过小，小的加热升温太快，温度难以掌握而影响动作温度。

水、油浴器测与用烘箱测也不一样。方形烘箱因有四角气体而受阻，箱内受热不够均匀，有时动作温度比水、油浴器测会或高或低1℃-3℃不等。

（3）间接测与直接测，动作温度也有差异。市场上防火止回阀执行机构的装置，有与阀门连体和不连体的两种。连体的与整机一起放入浴池测，因受阀体大而影响导热升温，往往会出现阀体已达温而温感元件还不动作，温差在3℃-5℃不等；而不连体的温感元件单独直接受热升温测，动作温度比连体要精确。

（4）一阶段直测与分阶段测也有区别。“标准”规定防火止回阀温感元件动作温度，是分二个阶段测试的。70℃的温感元件，第一阶段，升温至65℃±0.5℃，恒温5mim不得动作；第二阶段，升温至73℃±0.5℃，再将温感元件放入水浴池1mim内必须动作。150℃温感元件，第一阶段，升温至140℃±2℃，恒温5mim不得动作；第二阶段，升温至156℃±2℃，再将温感元件放入油浴池1mim内必须动作。

如果用一阶段直测的方法，既不符合标准规定的要求，动作温度也会有一定的差异。

（5）掌握好升温速率。升温速率有的要求从环境温度开始升温，一次性升温至测试点温度；有的要求先升温至一定的温度，然后再放慢升温速率，升至测试点温度。如止回阀150℃温感元件动作温度的测试，从环境温度开始升温，在120℃前1mim升温掌握在8℃-10℃。120℃后，再以每mim不大于0.5℃±0.1℃的升温速率，缓升至140℃、156℃。一般升温速率慢比快要好。升温速率也需根据春、夏、秋、冬不同的季节、不同的环境温度作相应调整。环境温度高，升温速率要慢；环境温度低，升温速率可快一点，掌握得不好，温感元件的动作温度也会不一样。

（6）正确使用温度计。测试用的玻璃温度计，一般不宜用普通二、三十元的，误差较大，少至1℃甚至3℃。“标准”要求“动作温度的测量采用二级标准玻璃温度计”，温差在0.1℃内。

测试时，温度计安放的位置也有讲究。温度计的导热头要紧靠温感元件，保持在一个水平线上，不要偏高偏低或远离。摆正温度计的位置，测出的动作温度才能较准确反映合金片的熔点度。

（7）保持油温、水温上下温度的均匀。测试时，要不断搅动油槽、水池内的油或水，“试验区域内的温度偏差不得超过0.5℃”，保证温感元件能在同等的温度环境中受热。不然，温感元件的动作温度也会有差异。

结束语

合金的熔点准而灵敏，这是考量温感元件质量的核心指标。只有合金熔点准、动作灵敏，才能使温感元件在热温、气温、火温、油温、水温达到预定要求的温度时灵敏而准确动作，就像机器人一样为守护防火、隔烟、救火任务站好岗、放好哨，成为消防安全、财产安全、人身安全的“卫士”和“保护神”。（来稿单位：上海海图新型焊接材料有限公司，作者：李根发 陶文春 李龙琴）