피부 열전대 소개
표면 열전대는 특수 설계된 온도 소자(써모웰 없이 설치 부속품과 함께 제작됨)로, 화관, 가열관, 반응관, 보일러 또는 기타 산업용 튜브 어셈블리의 표면 온도를 측정하는 데 사용됩니다. 이러한 센서는 튜브 내부에 침지되지 않고 표면에만 설치해야 하는 경우에 적합합니다. 표면 열전대라고 불리는 이 센서는 튜브의 표면 또는 스킨에 설치됩니다.‘피부 열전대’피부 열전대의 끝부분은 용접 패드와 가이드 튜브 어셈블리를 통해 측정 대상 튜브 표면에 접촉해야 합니다. 센서 장착을 위해 열전대가 고정된 튜브 내부에 용접 클램프를 용접하여 주기적인 유지 보수 시 열전대를 쉽게 빼내어 튜브에서 분리할 수 있도록 합니다.
구조적 특징
피부열전대는 미네랄 절연 케이블과 헤드 하우징을 연결하여 간단하게 제작됩니다. 정확한 설치와 정밀한 온도 측정을 위해서는 몇 가지 부속품이 함께 제공됩니다. 이러한 추가 부품의 재질은 고객의 요구 사항과 공정의 기술적 필요에 따라 결정됩니다. 피부열전대의 주요 구성 요소는 다음과 같습니다.
- 송신기 포함 또는 미포함 방폭형 헤드 하우징
- MgO 절연 MI 케이블(일명 '외피')
- 용접 패드 (튜브에 용접하고 보호 덮개로 덮음)
- 가이드 튜브 (용접 패드로 부착하고 보호 덮개로 덮어야 함)
- 열 차폐막 (접합부에 미치는 주변 환경의 영향을 중화하기 위한 용도)
- 코일/팽창 루프 (좌우 방향은 열 흐름 방향에 따라 다름)
- 용접 클립/장착 클램프(외피를 추가적으로 지지하기 위한 용도)
- 조절식 피팅/헤드 어셈블리 근처 스터브
그림 1: 히터/반응기 튜브 표면에 용접된 튜브 스킨 열전대 어셈블리
부품 및 액세서리의 기술적 목적
- 방폭형 헤드 하우징은 단자와 세라믹 블록을 덮기 위해 종단부에 연결됩니다. 헤드 장착형 온도 트랜스미터를 제공하거나, 트랜스미터를 사용하지 않을 경우 보상 케이블을 통해 제어실에서 온도 신호를 관찰할 수 있습니다. 헤드 하우징은 이중 케이블 입구와 IP-67 등급의 방폭 기능을 갖추고 있습니다.
- 산화마그네슘은 열전대의 두 소자를 분리하는 절연체로 사용됩니다. 이 두 소자의 금속 성분은 열전대의 종류에 따라 다를 수 있습니다. 예를 들어, 'K'형 열전대의 경우 크로멜과 알루멜 소자가 사용되며, 약 99% 순도의 산화마그네슘 분말로 절연됩니다. 소자와 절연체는 금속 튜브로 덮여 있으며, 이를 '외피'라고 합니다.
- 용접 패드는 열전대 외피와 튜브가 직접 접촉할 수 있도록 튜브의 마지막 끝부분에 직접 용접하여 정확한 온도 측정을 가능하게 하는 데 사용됩니다.
- 가이드 튜브는 열전대 외피의 끝단부를 덮는 용도로 사용되며, 용접 패드의 중간 부분에 용접되어 외피가 그 안에 삽입되어 직접 접촉을 형성할 수 있도록 합니다.
- 용접 패드에 열 차폐막을 사용하여 주변 대기 조건 및 화염 온도가 열전대의 측정 가능한 고온 접합부에 미치는 영향을 방지합니다. 가이드 튜브를 사용하면 튜브 표면의 온도를 더욱 정확하게 측정할 수 있습니다.
- 코일형 외피 또는 팽창 루프는 열팽창으로 인한 튜브의 팽창 영향을 최소화하기 위해 설계됩니다. 열전대 제조 시 팽창 루프를 고려하지 않으면 튜브 팽창 시 손상될 수 있으므로 항상 루프를 고려하는 것이 좋습니다. 이러한 루프는 'S'자형, 코일형, 나선형, 'V'자형 등 다양한 형태로 제작될 수 있으며, 튜브 팽창 방향에 따라 '오른쪽' 또는 '왼쪽' 루프를 형성할 수 있습니다.
- 용접 클립 또는 장착 클램프는 케이블 외피에 추가적인 지지력을 제공하기 위해 일정한 간격으로 튜브 표면에 용접됩니다. MI 케이블 또는 외피는 이 클램프에서 쉽게 분리할 수 있습니다.
- 외피에는 히터 벽과의 연결 요구 사항에 따라 선택적으로 조절 가능한 압축 피팅 또는 스터브를 사용할 수 있습니다. 이 피팅/스터브의 재질은 작동 온도에 따라 스테인리스강 또는 인코넬 등급일 수 있습니다.
기술 사양
| 일련번호. | 기술적 매개변수 | 유형/응답 |
| 1. | 헤드 인클로저 MOC | SS-316, SS-304, 다이캐스트 알루미늄 (ATEX/IECEx/PESO 인증) |
| 2. | 센서 개수 | 심플렉스, 듀플렉스 |
| 3. | 요소의 유형 | K, N, J 및 E (고객 요구사항에 따라) |
| 4. | 핫 접합 유형 | 접지됨과 접지되지 않음 |
| 5. | 쉬스 재질 (Sheath Material) | SS-316, SS-304, SS-321, SS-310, SS-446, SS-347, 인코넬-600, 인코넬-625, 800, 825, 니크로벨/피로실/알로이-TD, HR-알로이160 등. |
| 6. | 보호관 직경 | 12.7mm, 10mm, 9.5mm, 8mm, 6mm 등. |
| 7. | 요소 크기 | 24AWG ~ 8AWG (피복 직경 기준) |
| 8. | 피복 두께 | 1mm ~ 3.18mm (외피 직경 및 소자 크기에 따라 다름) |
| 9. | 응답 시간 | 10초 미만 |
| 10. | 온도 범위 | 0~1250°C (외피 재질 조건 적용 시) |
| 11. | 정확도 등급 | 클래스 1 및 클래스 2 |
| 12. | 색상 코드 표준 | ANSI MC-96.1, IEC-60584 등. |
| 13. | 교정 범위 | 설계 온도 기준(3점/5점/7점/고객 권장 사항)(NABL 표준) |
| 14. | 적용 가능한 테스트 | 응답 시간, 교정, 누출 테스트, 피복 무결성, 방사선 촬영, PMI, DP 등. |
최적의 피부 열전대를 선택하는 방법에 대해 알고 싶으시다면 저희 블로그를 참고해 주세요.“스킨 타입 열전대는 어떻게 선택하나요?”"”
건축 방식에 따른 분류
패드의 구조 유형에 따라 피부 열전대는 다음과 같은 4가지 유형으로 나뉩니다.
- 칼날형 피부 열전대
- 용접 패드형 외피 열전대
- 교체 가능한 곡선형 피부 열전대
- 스트랩형 또는 클램프형 피부 열전대
나이프 엣지 열전대의 응답 시간(약 5~6초)은 다른 세 가지 유형(약 10초)보다 우수합니다. 스트랩 온 구조는 석유화학 산업에서 사용 빈도가 낮습니다. 용접 패드형은 나이프 엣지 구조보다 정확도가 떨어지지만, 두 유형 모두 유사한 반복성을 유지할 수 있습니다. 그림 2-5는 네 가지 유형 모두에 대한 도식적 표현입니다.
그림 2: 나이프 엣지 패드 레이아웃
그림 3용접 패드 레이아웃
그림 4: 곡선형 글꼴 레이아웃
그림 5스트랩 또는 클램온 타입 레이아웃
튜브 표면 열전대 설치를 위한 단계별 절차
1단계: 1성 피부 열전대 설치 시운전의 첫 번째 단계는 피부 열전대가 설치될 히터 튜브 표면을 깨끗하게 하는 것입니다. 이 표면 세척에는 표면에 있을 수 있는 먼지와 녹을 제거하는 작업이 포함됩니다. 먼지 제거는 일반적인 천으로 닦으면 되고, 녹 제거는 연마 작업을 통해 이루어집니다. 연마 시에는 튜브 벽 두께가 줄어들지 않도록 주의해야 합니다. 연마는 주로 열전대 접합부에서 실시합니다. 연마 면적은 열 차폐판의 길이와 고정 클램프의 개수 및 크기에 따라 달라집니다. 설치를 시작하기 전에 헤드 하우징을 덮개에서 분리해야 합니다.
2단계: 2그리고 이 단계는 튜브 표면에 용접 패드(외피 및 가이드 튜브가 부착됨)를 용접하는 것입니다. 용접 전에 열전대와 클램프의 표면 경로를 확인해야 합니다. 외피/접합부가 튜브 표면과 제대로 접촉하도록 용접 패드는 3면에서 용접해야 합니다.
3단계: 3도로 이 단계에서는 열전대 접합부에 주변 환경 조건이 미치는 영향을 최소화하고 정확한 온도 측정을 얻을 수 있도록 용접 패드 위에 튜브 표면에 열 차폐막을 용접해야 합니다. 튜브 표면에 열 차폐막을 용접할 때는 적절한 필렛 용접봉을 선택하고 3면을 모두 용접해야 합니다.
4단계: 4일 이 단계에서는 튜브 표면에 일정한 간격으로 장착 클램프를 용접합니다. 클램프의 개수는 열전대의 전체 길이에 따라 달라지며, 연속된 두 클램프 사이의 최대 권장 거리는 500mm입니다. 이 클램프는 외피와 직접 용접해서는 안 됩니다. 용접 강도를 확인하기 위해 모든 용접 부위에 대해 침투액 검사를 실시할 수 있습니다.
5단계: 5일 이 단계는 헤드 하우징을 열전대 외피 및 리드선과 함께 헤드 내부의 단자대에 다시 연결하는 것입니다. 표면 온도 측정값은 제어실의 보상/연장 케이블을 통해 얻을 수 있습니다.
결론
표면 열전대 설치는 온도 센서를 튜브나 파이프 내부에 담그는 것이 권장되지 않는 다양한 응용 분야에서 튜브 표면 온도를 정밀하게 측정하는 방법을 제공합니다. 템센스코리아 당사는 고객의 기술 요구 사항에 따라 다양한 외피 재질과 크기의 피부 열전대를 제공합니다. 열 차폐판, 용접 패드, 가이드 튜브, 장착 클램프와 같은 관련 액세서리를 사용하면 피부 열전대는 더 빠른 응답 시간으로 정확한 온도 데이터를 제공할 수 있습니다. 팽창 루프가 있는 유연한 구조는 열팽창으로 인한 튜브 팽창의 영향을 최소화하여 성능 저하를 방지하는 추가적인 장점을 제공합니다. 일반 열전대나 RTD에 비해 피부 열전대는 온도 측정에 있어 훨씬 우수한 솔루션이며, 현재 전 세계 다양한 공정 산업에서 널리 사용되고 있습니다.
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자주 묻는 질문
- 피부열전대란 무엇이며, 그 다양한 부속품에 대해 설명하시오.
표면열전대는 광물 절연체를 기반으로 하는 온도 소자로, 관에 담그지 않고 관 표면의 온도를 측정하는 데 특화되어 있습니다. 관의 표면에 설치하기 때문에 표면열전대라고 불립니다. 표면열전대의 부속품으로는 용접 패드, 가이드 튜브, 열 차폐 장치, 장착 클램프, 스터드 등이 있습니다.
- 피부 열전대가 장착된 팽창 루프의 목적은 무엇입니까?
팽창 루프는 튜브에 설치된 열전대에 유연성을 제공하여 열팽창으로 인한 튜브의 열적 팽창 영향을 방지합니다. 팽창 루프는 튜브의 열팽창으로 인해 절연체나 구성 요소가 손상되는 것을 방지하는 데 필수적인 요소입니다.
- 피부 열전대와 함께 사용되는 열 차폐막의 목적은 무엇입니까?
열 차폐재는 용접 패드와 가이드 튜브를 외부에 덮어주는 역할을 하여, 쉬스 팁을 이용한 온도 측정 시 주변 환경의 영향을 차단합니다. 용접 패드와 열 차폐재를 함께 사용하면 정확한 온도 측정과 빠른 응답 속도를 확보할 수 있습니다. 열 차폐재는 '코울'이라는 단열재로 채워져 있습니다.
- 피부 열전대에 제공되는 유도관의 목적은 무엇입니까?
가이드 튜브는 열전대 외피의 외부 덮개 역할을 합니다. 가이드 튜브는 용접 패드와 용접되고, 용접 패드는 다시 튜브와 용접됩니다. 가이드 튜브의 모양은 튜브 직경에 따라 1/4 또는 1/2 곡선형입니다. 열전대 외피는 가이드 튜브에 삽입됩니다.
- 피부 열전대의 외피 재질을 선택하는 설계 기준은 무엇입니까?
외피 재질 선택은 주로 측정하려는 작동 온도에 따라 결정됩니다. 그 외에도 온도를 측정할 튜브의 재질, 외피 재질의 경도, 열전대 소자/MgO 절연체와의 호환성 등의 요소가 고려됩니다.
- 피부 열전대는 어떤 응용 분야에 사용되나요?
표면 열전대는 석유화학, 철강, 발전소, 시멘트, 보일러, 용광로, 화학 응용 분야 등 다양한 산업 분야에서 관 표면 온도 측정에 널리 사용됩니다.
- 피부 열전대의 응답 시간에 영향을 미치는 요인은 무엇입니까?
응답 시간은 주로 열전대 외피와 튜브 사이의 접촉 상태 및 열전대 소자 사이에 사용되는 접합 방식에 영향을 받습니다. 접지 접합 방식은 비접지 접합 방식보다 응답 시간이 더 짧습니다. 마찬가지로, 나이프 엣지형 피부 열전대는 외피 끝과 튜브 표면 사이의 접촉이 우수하여 다른 세 가지 유형보다 응답 시간이 짧습니다. 때로는 외피 본체에 열전도성 실리콘 페이스트를 사용하여 응답 시간을 향상시킬 수도 있습니다.
