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Descripción de termopares
Apéndice C
Termopares tipo N
Esta sección describe los termopares de aleación de níquel, cromo y silicio
versus aleación de níquel, silicio y magnesio, normalmente denominados
termopares tipo N. Este tipo es el más reciente de los termopares designados
por letras. Ofrece la mayor estabilidad termoeléctrica en aire a temperaturas
superiores a 1000 °C (1832 °F) y mejor resistencia a la oxidación en aire que
los termopares tipos E, J y K. El elemento térmico positivo, NP, es una
aleación que normalmente contiene aproximadamente 84% de níquel,
14...14.4% de cromo, 1.3...1.6% de silicio, junto con pequeñas cantidades
(que normalmente no superan aproximadamente 0.1%) de otros elementos
como magnesio, hierro, carbono y cobalto. El elemento térmico negativo,
NN, es una aleación que normalmente contiene aproximadamente 95%
de níquel, 4.2...4.6% de silicio, 0.5...1.5% de magnesio, más impurezas
menores de hierro, cobalto, manganeso y carbono que suman un total de
aproximadamente 0.1...0.3%. Las aleaciones tipos NP y NN se denominaban
originalmente [16] nicrosil y nisil, respectivamente.
La investigación presentada en la monografía 161 de NBS demostró que el
termopar tipo N podría utilizarse para temperaturas hasta de helio líquido
(aproximadamente 4 °K), aunque su coeficiente de Seebeck llega a ser muy
bajo a temperaturas inferiores a 20 °K. Su coeficiente de Seebeck a 20 °K es de
unos 2.5 µV/K, aproximadamente un tercio de los termopares tipo E que son
los más adecuados de los tipos de termopares designados por letras para
medidas de hasta 20 °K. No obstante, los elementos térmicos NP y NN
tienen una conductividad térmica relativamente baja y una buena resistencia a
la corrosión en atmósferas húmedas a bajas temperaturas.
Los termopares tipo N son idóneos para su uso en atmósferas oxidantes o
inertes. ASTM [7] establece el límite superior de temperatura sugerido, cuando
se utilizan en tubos de protección de extremo cerrado convencionales, en
1260 °C (2300 °F) para elementos térmicos de 3.25 mm de diámetro. Su límite
superior máximo de temperatura lo definen las temperaturas de fusión de los
elementos térmicos, que son nominalmente 1410 °C (2570 °F) para el tipo NP y
1340 °C (2444 °F) para el tipo NN [5]. La estabilidad termoeléctrica y la vida
útil de los termopares tipo N cuando se utilizan en aire a temperaturas elevadas
depende de factores como la temperatura, el tiempo de permanencia a dicha
temperatura, el diámetro de los elementos térmicos y las condiciones de uso.
Burley [16], Burley y otros [13,44-47], Wang y Starr [17,43,48,49], McLaren y
Murdock [33], Bentley [19], y Hess [50] han investigado y comparado la
estabilidad termoeléctrica y la resistencia a la oxidación en aire de estos
termopares respecto a las de los termopares tipo K.
Los termopares tipo N, en general, están sujetos a las mismas restricciones
ambientales que los tipos E y K. No se recomienda su uso a temperaturas altas en
atmósferas sulfurosas, reductoras o alternativamente reductoras y oxidantes, a
menos que se protejan adecuadamente con tubos de protección. Tampoco
deben utilizarse al vacío (a altas temperaturas) durante tiempo prolongado, ya
que el cromo y el silicio del elemento térmico positivo, una aleación de níquel,
cromo y silicio, se vaporiza de la solución y altera la calibración.
Publicación de Rockwell Automation 1769-UM004B-ES-P - Marzo 2010
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