La poudre d'oxyde de magnésium de haute pureté-est la charge isolante du noyau des thermocouples blindés scellés, chargée d'isoler les fils internes en alliage des thermocouples des gaines métalliques et de bloquer la perte de chaleur et la pénétration des gaz corrosifs. L'oxyde de magnésium de faible pureté-de faible pureté contient des impuretés solubles excessives, de la vapeur d'eau et des particules grossières, ce qui provoquera une rupture de l'isolation, une oxydation du fil interne et une dérive du signal à long-après un fonctionnement à haute-température. Les fabricants professionnels de thermocouples appliquent des normes strictes d'inspection à l'arrivée de la poudre d'oxyde de magnésium sur quatre dimensions : la pureté chimique, la qualité des particules, la teneur en humidité et la résistance d'isolation à haute température-, qui sont complètement ignorées par les usines de capteurs génériques à petite échelle-.
La pureté chimique est le principal indicateur d’inspection. L'oxyde de magnésium dédié aux canaux chauds nécessite une fraction massique de MgO supérieure ou égale à 99,5 %, avec des limites strictes sur les impuretés telles que le calcium, le silicium, le fer et l'aluminium. L'excès d'impuretés de calcium et de silicium formera des composés de silicate conducteurs après un chauffage à long terme -au-dessus de 300 degrés, réduisant les performances d'isolation et induisant des défauts de court-circuit intermittents-entre les fils positifs et négatifs internes et la gaine métallique. L'oxyde de magnésium de qualité industrielle à faible coût-avec une pureté inférieure à 98 % ne peut pas être utilisé pour les thermocouples à canaux chauds ; après un mois de production continue, la résistance d'isolement chute de 1 000 MΩ à moins de 10 MΩ, déclenchant de fréquentes alarmes TC SHORT. Les thermocouples de qualité médicale et alimentaire-restreignent davantage la teneur en impuretés de métaux lourds pour répondre aux normes de non-précipitation LFGB et FDA.
Le classement uniforme des particules détermine la compacité du remplissage. La poudre doit adopter une distribution granulométrique mixte de poudre fine et de poudre moyennement grossière pour obtenir un remplissage homogène à haute densité -à l'intérieur du tube de gaine. La poudre fine de taille unique- forme de grands vides internes lors du remplissage, retenant l'air et l'humidité à l'intérieur de la sonde ; après chauffage, la vapeur d'eau se dilate et oxyde la jonction chaude de métaux différents, générant une grave dérive du zéro. Le laboratoire d'inspection utilise un granulomètre pour tester les courbes de granulométrie, rejetant les lots avec une distribution granulométrique dominante unique-. Le remplissage d'oxyde de magnésium entièrement compacté peut bloquer plus de 98 % de la pénétration des vapeurs de plastique corrosives externes, prolongeant ainsi considérablement la durée de vie des jonctions de détection des thermocouples.
Le contrôle de la teneur en humidité est essentiel pour empêcher l’oxydation des jonctions internes. La valeur d'humidité maximale autorisée de la poudre d'oxyde de magnésium qualifiée est inférieure ou égale à 0,05 %. La poudre à haute teneur en eau libère de la vapeur d'eau lorsque le thermocouple est chauffé, et la vapeur d'eau réagit avec les alliages de chromel de type K-alumel et de fer de type J-fer-constantan pour former des couches d'oxyde sur la surface de jonction chaude. Les lots de matières premières dépassant la norme d'humidité doivent subir un traitement de séchage à haute température de 12 -heures-avant utilisation, sinon toutes les sondes finies subiront une dérive irréversible après le premier cycle de chauffage. Les matières premières de rechange en poudre d'oxyde de magnésium doivent être stockées dans des fûts scellés remplis d'azote avec un déshydratant pour isoler l'humidité de l'air.
Les tests de résistance d'isolation à haute-température simulent les conditions réelles de travail des canaux chauds. Après avoir rempli d'oxyde de magnésium dans des tubes à gaine en acier inoxydable standard, le banc d'essai chauffe l'échantillon à 400 degrés et mesure la résistance d'isolation entre les fils internes et la gaine. La poudre qualifiée maintient une résistance d'isolation supérieure à 500 MΩ à 400 degrés ; la poudre inférieure montre une résistance tombant en dessous de 50 MΩ à haute température, perdant ainsi la fonction de protection d'isolation. Les sondes à thermocouple Hastelloy résistantes à la corrosion-exigent en outre des tests de vieillissement en vapeur acide de la poudre d'oxyde de magnésium pour vérifier l'absence de précipitation d'impuretés conductrices dans des environnements de traitement du plastique contenant des halogènes-.
L’inspection complète à l’arrivée de l’oxyde de magnésium élimine les risques cachés de défaillance de l’isolation des thermocouples finis à la source des matières premières. Les usines qui achètent de l'oxyde de magnésium non testé à faible coût-réduisent les coûts initiaux des matières premières, mais subissent des pertes massives en raison de défauts fréquents de courts-circuits des thermocouples-et de pièces détachées par lots sur les lignes de production. Les normes standardisées d'inspection de l'oxyde de magnésium garantissent des performances d'isolation stables à long terme -des thermocouples à canaux chauds blindés scellés.
