Termopozos

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Los termopozos son carcasas tubulares en las que se instalan sensores de temperatura en procesos industriales. Consisten en un tubo perforado y mecanizado a partir de una barra sólida, cerrado en un extremo y montado en la corriente del proceso. Sensores como termopares y RTD se insertan por el extremo abierto del termopozo y se colocan en la punta del extremo cerrado. El extremo abierto suele estar fuera de la tubería del proceso. El calor del fluido del proceso se transfiere a las paredes del termopozo y luego al sensor, por lo que este se calienta antes que el sensor. Debido a este aumento de masa térmica, la respuesta del sensor se ralentiza. La construcción y las especificaciones del termopozo se rigen por una norma internacional de la ASME (Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos) denominada PTC 19.3 TW.

¿Qué es PTC 19.3TW?

PTC significa Códigos de Prueba de Rendimiento, que consisten en una serie estándar de pruebas y cálculos experimentales que se realizan para determinar la fiabilidad y la viabilidad de un producto. PTC 19.3 TW es una norma definida para el diseño mecánico de termopozos. Esta norma simula diversos escenarios posibles a los que se somete un termopozo y, según dichas aplicaciones, establece posibles diseños de termopozos que satisfagan las necesidades sin fallos. Actualmente se utiliza la versión 2016 de PTC 19.3 TW, una revisión de PTC 19.3 TW.

Tipos de termopozo:

• Basado en el diseño de Shank

  • Pozo termoeléctrico de vástago recto: Este tipo de termopozos tiene un diámetro de vástago constante en toda su longitud. Presentan una alta resistencia mecánica, ya que no alteran la estructura sólida de la barra. También presentan una respuesta adecuada, aunque inferior a la de otros tipos.
    
  • Pozo térmico cónico: Este tipo de termopozos tiene un diámetro de vástago cónico uniforme desde la base hasta la punta, lo que resulta en un diámetro mínimo en la punta. La menor masa térmica en la punta proporciona una respuesta más rápida que el vástago recto.
    
  • Pozo termométrico de vástago escalonado: Este tipo de termopozos presenta un diseño escalonado con dos diámetros entre la raíz y la punta, con un diámetro menor en la punta. Ofrecen la respuesta más rápida de todos los tipos. Sin embargo, en términos de resistencia mecánica, presentan la menor resistencia, ya que, debido a la adición de un escalón, se ha incrementado el número de puntos de falla.
    

• Sobre la base del montaje

  • Pozo termoroscado: En este tipo de termopozo, se proporcionan roscas macho por encima de la raíz que se montan directamente con las roscas hembra en la conexión al proceso.
    
  • Pozo termobridado: En este tipo de termopozo, se suelda o mecaniza una brida sobre la base del termopozo. Esta brida contiene orificios o roscas de montaje que se utilizan para fijar el termopozo al proceso.
    
  • Pozo termoeléctrico para soldadura por enchufe: Este tipo de termopozo se monta mediante un collar de soldadura que se suelda al termopozo y a la conexión del proceso.
    
  • Pozo termosoldado: En este tipo, el termopozo se suelda directamente a la conexión del proceso.
    
  • Termopozo de unión traslapada (Van Stone): Este tipo de termopozo se utiliza especialmente en separadores de tuberías donde ya existe una brida de montaje en la conexión al proceso. Se mecaniza un pequeño collar en el termopozo para colocarlo en la brida, y luego se atornilla una contrabrida desde arriba para fijarlo rígidamente.
    

• Pozos termoeléctricos especiales

  • Pozos termoeléctricos con collares de velocidad: Al montar un termopozo a través de un separador de tubería, la longitud de inserción aumenta debido a la prolongación del niple desde la tubería, lo que dificulta el paso del termopozo según las normas habituales. Por lo tanto, para reducir la longitud sin soporte, se incluyen collares en el termopozo, que deben ajustarse firmemente al separador de tubería. De esta manera, se reduce la longitud sin soporte, lo que aumenta la estabilidad del termopozo dentro del flujo. En ocasiones, se requiere más de un collar según la longitud del separador.
    
  • Pozos termoeléctricos con trabas helicoidales: En algunos casos, se pueden mecanizar tracas helicoidales en el termopozo a la altura de la inserción. Estas tracas helicoidales impiden la formación de vórtices detrás del termopozo, lo que reduce las tensiones causadas por su desprendimiento. Este tipo de diseño se suele encontrar en chimeneas largas debido a la presencia de corrientes de aire de alta velocidad a mayor altitud. Un concepto similar se puede implementar en los termopozos.
    

Especificaciones dimensionales según ASME PTC 19.3 TW 2016:

Para termopozos rectos y cónicos:

Para termopozos de vástago escalonado