ترموول چیست؟ (انواع Thermowell ابزار دقیق و کاربرد آن)

:تاریخ آخرین بروزرسانی مقاله دی ۳ام, ۱۴۰۲ در ۰۳:۲۱ ق٫ظ

ترموول چیست و چه کاربردهایی دارد؟

ترموول چیست؟ در سلسله مقالات کاربردی که برای شما عزیزان آماده کرده ایم، قصد داریم درباره یکی از تجهزات حرفه ای به نام ترموول ابزار دقیق (Thermowell) یا چاهک محافظ دما یا غلاف محافظ سنسور دما با هم صحبت و درباره معیارها و ویژگی های آن ها، اطلاعات مفیدی را در اختیار شما عزیزان قرار دهیم. خیلی از دوستان مشتریان گرامی از ما سوال می کنند که آیا باید هنگام خرید سنسور دما، چاهک یا ترموول را خریداری کنند یا خیر. اگر بخواهیم کوتاه پاسخ دهیم بایستی خدمت شما عرض کنیم که بستگی به شرایط محیط، پروسه فرآیند، نوع سیال و بسیاری موارد دیگر دارد. در بسیاری شرایط نیاز است و در بسیاری شرایط نیاز نیست.

هدف اصلی ترموول، محافظت از سنسور دما در برابر شرایط سخت محیط در پروسه فرآیند است که این شرایط سخت شامل دماهای بالا، فشارهای زیاد، مواد خورنده یا مواد ساینده باشد. با جداسازی سنسور دما در داخل ترموول، از تماس مستقیم بین سنسور و سیال فرآیند جلوگیری می‌کند و در نتیجه طول عمر سنسور را افزایش می‌دهد و اندازه‌گیری دقیق دما را تضمین می‌کند.

تعریف ترموول:

سنسورهای دما مانند ترمیستورها، ترموکوپل ها و RTD ها توسط انواع ترموول های ابزار دقیق در برابر آسیب های ناشی از سرعت حرکت مواد، فشار بالا و خورندگی محافظت می شوند. آنها همچنین عمر سنسورهای دما را افزایش و بدون کوچک ترین مشکلی، امکان تعویض سنسور دما بدون به هم ریختن سیستم یا پروسه فرآیند فراهم و خطر آلودگی را به شدت کاهش می دهند. برای اطمینان از یکپارچگی، غلاف های محافظ سنسور دما ساخته شده برای مصارف فشار بالا مورد استفاده قرار می گیرند.

ترموول ابزار دقیق وسیله ای است که از طریق دیواره لوله نصب و تا یک نقطه اندازه گیری دما، در سیال امتداد می یابد. سنسور از بیرون به داخل آن قرار گرفته و امکان دسترسی به آن را بدون متوقف کردن فرآیند فراهم می کند. گرما از طریق دیواره غلاف محافظ سنسور دما به غلاف و حسگر منتقل و در معرض سیال فرآیند قرار می گیرد. هنگامی که متعادل شد، سنسور، فرآیند اندازه گیری را انجام و دمای پروسه فرآیند سیال را نمایش می دهد. اگر دمای سیال فرآیند تغییر کند، دمای جدید بایستی از تمامی لایه های آن عبور کند. بسته به کاربرد و نوع مصرف، این می تواند از چند ثانیه تا چند دقیقه طول بکشد. از آنجایی که تعداد کمی از سیستم ها دچار نوسانات ناگهانی دما می شوند، این تنظیمات برای اکثر مصارف کاربردی مناسب است.

به نقل از سایت Okazaki:

چاهک یا ترمووِل (Thermowell)، به منظور محافظت از سنسورهای دما در محیط های پر فشار، خورنده و دمای بالا در پروسه های فرآیند در کارخانه های مختلف استفاده می شود. به طور معمول، ترمووِل را می توان به طور مستقل در پروسه فرآیند نصب نمود.

یک نکته بسیار مهم:

شرکت مانیاد صنعت رادین آژند، یک تولید کننده حرفه ای انواع ترموول ابزار دقیق در ایران است. ما نه تنها قادریم نوع های معمولی این تجهیزات ابزار دقیق را تولید می کنیم، بلکه می توانیم انواع مختلفی از این تجهیزات حرفه ای را مطابق با درخواست شما، بدون هیچ گونه مشکلی بسازیم. همچنین ما در کوتاه ترین زمان ممکن محصول را به دستت تان می رسانیم.

در چه شرایطی باید از ترموول استفاده کنیم؟

• اگر شرایط به این صورت باشد که ناحیه یا جسم مورد اندازه گیری به بیرون نشت کند، خطرناک باشد.
• اگر این احتمال را می دهید که جسم یا ناحیه مورد اندازه گیری، سنسور دما را دچار خورندگی کند.
• هنگامی که فشار به بخش حسگر دما اعمال می شود.
• زمانی که جسم مورد اندازه گیری، دارای سرعت جریان 2 متر بر ثانیه یا بیشتر باشد.
• برای صنایع غذایی و دارویی حتماً بایستی از ترموول استفاده نمایید.
• کلاً شرایطی در محیط باشد که اگر از چاهک دما استفاده نماییم، سنسور را از آسیب های فیزیکی، شیمیایی و خورندگی محفوظ می دارد.

نکته مهم: استفاده از لوله محافظ (چاهک) باعث تأخیر در میزان اندازه گیری می شود تا حرارت به قسمت حسگر دما منتقل شود، برای کنترل شدید این امر لازم است اقداماتی مانند پرکردن لوله محافظ با مایع به طور مرتب انجام شود.

چگونه یک ترموول ابزار دقیق درست انتخاب کنیم؟

این بخش از مقاله بسیار مهم است. از شما درخواست می کنم که حتماً این بخش را چندین بار مطالعه نمایید. خرید تجهیزات ابزار دقیق ترموول، نیازمند رعایت موارد بسیار مهمی است که اگر آن ها را به درستی رعایت نکنید، دچار مشکلات گوناگونی می شود.

برای اکثر صنایع بزرگ و کوچک، کمیت فیزیکی دما، مهمترین متغیر فرآیند (PV) برای اندازه گیری است، زیرا می تواند تأثیر زیادی بر سودآوری، ایمنی و کیفیت فرآیند تولید داشته باشد. انتخاب نوع مناسب ترمووِل (چاه حرارتی) به اطمینان از عملکرد بهینه سیستم، عمر طولانی، تعمیر و نگهداری ساده و یکپارچگی کلی فرآیند در حال اندازه گیری، کمک می کند.

انتخاب میزان اندازه سوراخ ترموول برای حداکثر انعطاف پذیری

در مکان هایی که از چندین نوع تجهیز اندازه گیری و سنجش دما استفاده می گردد، انتخاب قطر سوراخ استاندارد می تواند کارایی و انعطاف پذیری بیشتری را در استفاده در محیط فراهم کند. چاه حرارتی می تواند سنسورهای ترموکوپل، سنسورهای مقاومتی نظیر آر تی دی و ترمیستور، ترمومترهای بی متال و سایر تجهیزات اندازه گیری دما را  در خود جای دهد. برخی اندازه های متداول سوراخ عبارتند از:

0.260 قطر سوراخ:

• ترمومترهای بی متال (1/4 اینچ ساقه (Stem))
• ترموکوپل (#14 Awg)
• 1/4 اینچ و 3/8 اینچ قطر (OD) ترموکوپل سرامیکی و RTD
• دماسنج های تست مایع در شیشه (unarmored)
• سایر حسگرها دارای حداکثر میزان قطر 0.252

0.385 قطر سوراخ:

• ترمومترهای بی متال (3/8 اینچی ساقه (Stem))
• ترموکوپل (#14 Gauge)
• 1/4 اینچ و 3/8 اینچ قطر (O.D) ترموکوپل سرامیکی
  و 3/8 اینچ حسگرهای RTD (استفاده از سوراخ 0.260 برای سنسورهای آر تی دی 1/4 اینچی)
• دماسنج های تست مایع در شیشه (armored)
• سایر حسگرها دارای حداکثر میزان قطر 0.377

ترموول صاف یا مخروطی

ترموول های مخروطی (Tapered Thermowell) مقاومت فوق العاده بیشتری را بدون کاهش یا از بین بردن حساسیت در برابر انواع دیگر ارائه می دهند. به دلیل نسبت مقاومت به وزن بالاتر، همچنین نوع مخروطی نسبت به نوع صاف (Straight)، مقاومت بیشتری در برابر ارتعاشات فرکانس بالا ارائه می دهد. این امکان، عملکرد قابل اعتماد در سرعت های سیال بالا را فراهم می کند. بنابراین، برای سرعت سیال بالاتر، بایستی از نوع مخروطی حتماً استفاده نمایید. برای سرعت سیال کمتر، حتماً از نوع صاف استفاده کنید. هنگام انتخاب چاه حرارتی، به نمودارهای رتبه بندی سرعت و سایر اطلاعات طراحی این تجهیزات ابزار دقیق مراجعه نمایید.

انتخاب صحیح متریال

مهمترین عامل در انتخاب متریال ترموول، تعیین شرایط خورندگی است که این تجهیز در معرض آن قرار می گیرد. متریال توصیه شده را می توانید با مشورت با کارشناسان فنی مطلع شوید. The high mirror polish که به همه ترمووِل ها داده می شود، قابلیت مقاومت در برابر خوردگی آن ها را افزایش می دهد. برخی اوقات، توجه به متریال به جای خوردگی، میزان مقاومت است. به عنوان مثال، یک چاهک دما از جنس استیل ضد زنگ ممکن است برای سیال با میزان فشار بالا مورد نیاز باشد، جایی که یک چاهک برنجی ممکن است از نظر خوردگی رضایت بخش باشد.

اندازه و نوع اتصال

اتصالات ترموول (Process Connection) در انتخاب نوع آن ها بسیار حائز اهمیت است. چاهک های دما در انواع مختلفی طراحی و تولید می شوند. مرسوم ترین نوع اتصالات به صورت رزوه ای “1/2، “3/4 و “1 از NPT هستند. کلا ترموول ها دارای 4 نوع اتصال: رزوه ای، فلنجی، جوشی و کلمپی (Clamp) هستند.

1. ترموول های رزوه ای (Threaded Thermowell) همانطور که در پاراگراف قبلی اشاره کردیم به دلیل هزینه کم و سهولت در نصب، پرکاربردترین نوع ها هستند. این دسته از اتصالات برای فشار بالای 70 بار (1000 psi) به هیچ عنوان توصیه نمی شوند. معمولاً اندازه رزوه استاندارد در این نوع ها 1/2″1/2، “3/4 و “1 از NPT است. این نوع از ترموول ها مستقیماً یا به دیواره لوله قرار گرفته در یک رزوه ترموول پیچ می شوند.
2. ترموول های فلنجی یا فلنج دار (Flanged Thermowell) جزو یکی از پرمصرف ترین نوع ها محسوب می شوند. این نوع از تجهیزات مطابق با استاندارد B 16.5 به صورت Raised Face یا اتصال Ring Type برای میزان فشار از بازه 150 تا 2500 پوند ارائه می شوند.
3. ترموول های جوشی (Weld-in) به طور مستقیم در لوله ها یا مخزن پروسه فرآیند جوش داده می شوند.
4. در ترموول های Socket Weld ممکن است به سوکت (weldolet) جوش داده شوند. از طرف دیگر، این تجهیزات ممکن است به دیواره لوله ها به طور مستقیم جوش داده شوند.

برای خرید یک Thermowell نیاز است مشخصه های دیگری هم علاوه بر موارد بالا در نظر بگیرید که در ادامه خدمت شما عزیزان بیان می کنیم:

• طول میله (stem length)
• طول ناحیه درج یا غوطه وری (insertion length)
• میزان ضخامت
• تشخیص (PMI) یا (MTR)
• تست (NDT)، شامل: (LPI)، اولتراسونیک (UT)، تست سختی، رادیوگرافی (RT) و تست فشار
• برند سازنده
• کیفیت متریال به کار رفته

بررسی انواع ترموول ابزار دقیق

در این بخش قصد داریم انواع ترموول را با جزئیات کامل مورد بررسی قرار دهیم:

• رزوه ای (Threaded thermowells)
• فلنج دار (Flanged thermowells)
• ون استون / لبه دار فلنج دار (Van Stone / Lap Joint flanged thermowells)
• جوشی (Weld-in thermowells)
• جوش سوکت (Socket weld thermowells)
• Sanitary Cap (دارای گواهینامه 3-A)
• ترموول های ابزار دقیق Sanitary Weld-In (دارای گواهینامه 3-A)

اهمیتی ندارد که به ترموول اینکونل، Hastelloy، SS 316/316L، SS 304/304L، Monel، تیتانیوم یا ساده قدیمی ترموول فولادی Cabon نیاز دارید، JMS موجودی از مواد استوک میله Thermowell را برای ساخت سریع آن نگهداری می کند.

ترموول رزوه ای

ترموول رزوه ای (Threaded Thermowell)، تجهیزی است که با استفاده از فرآیند رزوه سازی ساخته می‌شود. در این فرآیند، قسمتی از لوله به شکل مخروطی تغییر شکل داده می‌شود و به صورت پیچشی به بخش بالا می‌رود تا ایجاد یک حلقه یا زمینه برای نصب و قرار دادن حسگر دما فراهم گردد.

فرآیند رزوه سازی در این نوع از تجهیزات، به طور معمول با استفاده از ابزارهای خاصی مانند ماتریس‌ها و مته‌ها انجام می‌شود. این فرآیند کاملاً حرارتی است و هیچگونه نیازی به جوشکاری یا لحیم کاری ندارد. از طریق اعمال فشار و گشتاور، قسمت مخروطی چاه حرارتی به شکلی محکم و ایمن تبدیل و حسگر دما درون آن قرار می‌گیرد.

ترموول رزوه ای برای محیط‌هایی با فشار و دماهای بالا بسیار مفید است. این تجهیزات ابزار دقیق معمولاً در صنایع نفت و گاز، پتروشیمی، نیروگاه‌ها و بسیاری صنایع دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مزایای استفاده از چاهک های حرارتی رزوه ای عبارتند از:

• محافظت از حسگر دما در برابر شرایط سخت فرآیندی نظیر فشار و دما
• افزایش عمر مفید حسگر دما با جدا نگه داشتن آن از محیط فرآیندی
• قابلیت استفاده در برابر مواد شیمیایی خورنده و خوردگی
• نصب و جایگزینی آسان حسگر دما درون ترموول

ترموول فلنج دار

ترموول فلنج دار (Flanged Thermowell) یک تجهیز ساخته شده به منظور محافظت از سنسورهای دما در محیط‌های صنعتی است. این قطعه به صورت یک لوله بسته شده است و سنسور دما در داخل آن قرار می‌گیرد. چاهک دما به عنوان یک حفاظت فیزیکی و ایزوله کننده عمل و سنسور را از عوامل خارجی مضر مانند فشار، جریان، خوردگی، تغییرات شیمیایی و مکانیکی محافظت می‌کند.

از جمله کاربردهای این نوع از غلاف های محافظ سنسور دما می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• صنایع نفت و گاز: در صنایع نفت و گاز، ترموول‌ها برای اندازه‌گیری دما در مخازن، خطوط لوله، برج‌ها و تجهیزات دیگر استفاده می‌شوند. این صنایع معمولاً شرایط سختی را شامل می‌شوند و Thermowellها به عنوان یک عنصر ایمنی و حفاظتی برای سنسورهای دما عمل می‌کنند.
• صنایع شیمیایی: در صنایع شیمیایی که با مواد شیمیایی خطرناک و فرآیندهای بالا دما سر و کار دارند، چاهک های حرارتی برای اندازه‌گیری دما و کنترل فرآیندها استفاده می‌شوند. این صنایع ممکن است شامل مخازن، راکتورها، لوله‌ها و تجهیزات دیگر باشند.
• صنایع برق و الکترونیک: در صنعت برق و الکترونیک، لوله های محافظ سنسور دما به عنوان یک عنصر مهم برای کنترل دما و حفاظت از سنسورها در تجهیزات الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این شامل ترانسفورماتورها، موتورها، پنل‌های برق و سایر تجهیزات برقی است.

ترموول‌ها معمولاً طبق استانداردها و مشخصات فنی داری دارای طراحی و ابعاد خاصی هستند و می‌توانند با توجه به نیازهای خاص هر صنعت تولید شوند. همچنین، متریال ساخته شده آن ها نیز می‌توانند متنوع باشند، از جمله فولاد ضد زنگ، آلیاژهای نیکل، تیتانیوم و سرامیک.

ترموول جوشی

ترموول جوشی (Weld-in Thermowell)، یکی دیگر از انواع چاهک های دما است که حسگر دما را در برابر فشار، سرعت بالا و محیط های خورنده ایزوله و از آن محافظت می کند. این تجهیزات مستقیماً در لوله یا مخزن فرآیند جوش داده می شوند. همانطور که ترموول به خط لوله جوش داده می شود، فقط برای اتصالات دائمی استفاده می گردد. در کاربرد با جریان با سرعت بالا، دمای بالا و / یا فشار بالا استفاده می شود.

اجزای تشکیل دهنده یک ترموول (Thermowell) چیست؟

معمولاً یک ترموول شامل:

1. process connection
2. shank construction
3. Q dimension
4. bore size
5. immersion (“U) length
6. lagging extension (“T”) length

مشخصات ترموول

اطلاع از مشخصات ترموول ها بسیار حائز اهمیت است.

ابعاد Thermowell Root با نماد (Q)

پارامتر “Q” یک ترمووِل، ضخیم ترین بخش آن است که در سمت کنترل دما در اتصالات فرآیند یا فلنج قرار دارد. این پارامتر (Q) به ابعاد سایز سوراخ (Bore) و اتصال فرآیند (Process Connection) مرتبط است.

طول میزان غوطه وری ترموول (“U”)

طول غوطه وری ترموول با نماد “U” نشان داده می شود. طول U فاصله از پایه اتصال فرآیند (Process Connection) تا نوک Thermowell است.

اندازه سوراخ ترموول (“Bore”)

اندازه سوراخ ترموول به عنوان قطر داخلی آن شناخته می شود. اندازه های معمول سوراخ ها 0.260 اینچ و 0.385 اینچ هستند. این اندازه ها برای قرارگیری سنسور با قطر 0.25 یا 0.38 اینچ در نظر گرفته شده است.

طول Lagging ترموول (“T”)

نماد “T” به بخش Lagging ترموول (بخش بالایی) اشاره دارد. طول T بر روی ناحیه سر اتصال سرد فرآیند تعیین می شود و به طور منظم امتداد طول شش گوش Thermowell است.

برای مشاهده، بررسی و استعلام قیمت، بر روی خرید ترموول کلیک کنید.

در این مقاله درباره مورد تعریف ترموول چیست به شما عزیزان پاسخ دادیم، اگر سوالی در خصوص انواع Thermowell ابزار دقیق دارید، با کارشناسان مانیاد صنعت تماس بگیرید.