Puțuri termice sunt cele mai simple dispozitive utilizate pentru măsurarea temperaturii. Cu toate acestea, aceste dispozitive nu au câștigat multă popularitate în aplicațiile industriale. Sonde termice sunt practic utilizate pentru a crea izolație între elementul de detectare a temperaturii și mediul său imediat, care poate fi fie sub formă de lichid, fie de gaz.
„Societatea Americană pentru Testare și Materiale (ASTM) a definit termenul de sondă termică ca un tub de intrare cu capăt închis conceput pentru inserarea unui element de detectare a temperaturii și prevăzut cu mijloace pentru o fixare etanșă la presiune pe un vas.”
Sonde termice sunt în general construite în așa fel încât să acopere și să protejeze în mod eficient elementele de detectare a temperaturii de presiunea ridicată, debitul și alte proprietăți dăunătoare ale proceselor în care sunt inserate. Astfel, cu ajutorul unui termoput, senzorii de temperatură precum termocuplurile și RTD-urile pot fi aplicați în siguranță (fără nicio izolație) pentru măsurarea temperaturii unui proces. Acestea permit îndepărtarea și înlocuirea senzorului de temperatură din proces fără a face niciun compromis cu procesul și mediul ambiant.
Componentele godeurilor termice
Componentele majore ale unui puț termic sunt enumerate mai jos:
Tipuri de puțuri termice
În principal, există două tipuri de godeuri termice, adică godeuri termice de joasă presiune și godeuri termice de înaltă presiune. Există diferite modele pentru aceste două tipuri de termocupluri. Cele mai utilizate modele de puțuri de termopane, în funcție de conexiunile de proces, sunt clasificate mai jos:
- Filetat
- Sudură cu soclu
- Flansat sudat
„Un Thermowell filetat este înșurubat în proces. O sudură cu socket Thermowell este sudată într-o sudură și o sudură în Thermowell este sudată direct în proces. Un Thermowell cu flanșă are un guler cu flanșă care este atașat la o flanșă de împerechere. ” Tipurile de sondă disponibile universal sunt prezentate în figurile de mai jos.
Filetat-Drept Socket-Tapered Flanged-Tapered Weldable-Tapered
Materiale termopan
Următoarele sunt materialele care au fost considerate adecvate pentru construcția de puțuri termice din întreaga lume:
- Oțeluri carbon: Este cel mai ieftin material utilizat în construcția de puțuri termice. Datorită rezistenței sale reduse la coroziune, utilizarea sa este limitată numai la aplicațiile în care sunt implicate temperaturi scăzute și stres.
- Oțeluri Chrome/Moly: Acestea sunt oțeluri de înaltă rezistență utilizate în vase sub presiune și centrale industriale.
- Oțel inoxidabil: Este, de asemenea, un material rentabil pentru construcția de puțuri termice, care este utilizat în principal în zone care necesită rezistență ridicată la coroziune și căldură. O gamă întreagă de materiale din oțel inoxidabil este disponibilă în industrie.
- Incoloy: Este un aliaj format din nichel, fier și crom.
- Inconel: Este un aliaj format din nichel și crom.
- Monel: Este un aliaj format din nichel și cupru.
- Hastelloy: Este un aliaj format din nichel, crom, molibden și tungsten, care este extrem de rezistent la coroziune.
- Aliaj Haynes: Este un aliaj multifuncțional care oferă o rezistență de înaltă calitate la mediile de sulfurare, carburare și purtare de clor.
- Titan: Acest material are o greutate foarte ușoară și oferă o rezistență strălucitoare.
Construcție cu gambă termică
Cele mai disponibile modele de gambă cu puț termopan sunt:
- Gantă dreaptă Thermowell: Păstrează aceeași dimensiune pe toată lungimea de imersie a puțului termic.
- Etanș termostatic: Diametrul său exterior se întâmplă să fie ½ ”aproape de sfârșitul lungimii de imersie a sondei termice, ceea ce duce la un timp de răspuns rapid.
- Puț termic conic: Diametrul său extern scade constant pe toată lungimea de imersie a sondei termice. În general, un puț termic cu conicitate rezistentă își găsește utilizarea în aplicații care implică viteză mare.
Caracteristici principale
- Puțurile termice construite din tije de molibden forate și învelișuri de alumină de înaltă puritate sunt considerate a fi tipuri de puțuri termice foarte costisitoare și complicate.
- Una dintre cele mai folosite variante de termopan care se aplică în principal la presiuni scăzute și temperaturi moderate până la temperaturi ridicate (de exemplu cuptoare industriale) este denumită tub de protecție. Aceste tuburi de protecție sunt formate în general din sticlă sau ceramică din metal sau temperatură înaltă.
- Sonde termice sunt utilizate în principal pentru a lucra cu dispozitive de măsurare a temperaturii, cum ar fi termocupluri și RTD,
- Puțurile termice pot fi utilizate atât la temperaturi ridicate, cât și la temperaturi scăzute. Aplicațiile la temperatură ridicată includ cuptoare de proces, cum ar fi rezervoarele de topire a sticlei, în timp ce aplicațiile la temperatură mai scăzută implică utilizarea unui termometru de radiații ieftin și a contoarelor cu fibră optică.
- Puțurile termice sunt aplicate în general în procese în care există pericolul de coroziune, presiune ridicată, abraziune sau forțe de forfecare la existența elementului de detectare a temperaturii.
- Utilizarea sondelor termice face posibilă îndepărtarea și înlocuirea unui instrument defect din proces, fără a-l afecta.
Criterii de selecție
Următoarele puncte trebuie luate în considerare la selectarea unui puț termic pentru o anumită aplicație:
Limitări
În ciuda tuturor beneficiilor oferite de puțurile termice, acestea suferă de unele limitări serioase menționate mai jos:
- Utilizarea lor pentru măsurarea temperaturii duce la costuri suplimentare de achiziție și instalare.
- Acestea oferă un răspuns lent și lent la variațiile de temperatură.
- Pierderea de căldură pe întreaga lungime a sondei termice poate duce la măsurări inexacte ale temperaturii.