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Thermowell은 산업 공정에서 온도 센서를 설치하는 관형 하우징입니다. 단단한 막대 재고에서 드릴링 및 가공한 튜브로 구성되어 있으며, 한쪽 끝이 닫혀 있고 공정 스트림에 장착됩니다. Thermocouple 및 RTD와 같은 센서는 Thermowell의 열린 끝을 통해 삽입되고 닫힌 끝의 끝에 배치됩니다. 열린 끝은 일반적으로 공정 파이핑 외부에 있습니다. 공정 유체의 열은 Thermowell 벽으로 전달된 다음 센서로 전달되므로 센서보다 Thermowell이 먼저 가열됩니다. 이러한 열 질량의 증가로 인해 센서의 응답이 느려집니다. Thermowell의 구조 및 사양은 ASME(American Society for Mechanical Engineers)에서 만든 PTC 19.3 TW라는 국제 표준에 의해 관리됩니다.
PTC 19.3TW란 무엇입니까?
PTC는 성능 테스트 코드를 의미하며, 이는 제품의 신뢰성과 작업성을 결정하기 위해 수행되는 몇 가지 표준 실험 시리즈 테스트 및 계산입니다. PTC 19.3 TW는 써모웰의 기계적 설계를 위해 정의된 표준입니다. 이 표준은 써모웰이 적용되는 다양한 시나리오를 시뮬레이션하고, 해당 응용 프로그램에 따라 어떠한 실패 없이 요구 사항을 충족하는 써모웰 설계를 명시합니다. 현재 PTC 19.3 TW의 개정판인 PTC 19.3 TW 2016 버전이 사용됩니다.
Thermowell의 종류:
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Shank 디자인을 기반으로
- 스트레이트 섕크 써모웰: 이러한 유형의 써모웰은 전체적으로 일정한 섕크 직경을 가지고 있습니다. 막대 재고의 견고한 구조에 변화가 없기 때문에 기계적 강도가 높습니다. 또한 적절한 반응을 가지고 있지만 다른 유형보다 여전히 낮습니다.
- 테이퍼형 써모웰: 이러한 유형의 써모웰은 루트에서 팁까지 균일하게 테이퍼된 섕크 직경을 가지고 있어 팁에서 가장 작은 직경을 제공합니다. 팁의 열 질량이 낮아 스트레이트 섕크보다 더 빠른 반응을 제공합니다.
- 스텝 섕크 써모웰: 이러한 유형의 써모웰은 루트와 팁 사이에 2개의 직경이 있는 계단형 설계를 가지고 있으며, 팁 부분에 더 낮은 직경이 있습니다. 이는 모든 유형 중에서 가장 빠른 반응을 제공합니다. 그러나 기계적 강도 측면에서는 계단을 추가하여 실패 지점의 수가 증가했기 때문에 강도가 가장 낮습니다.
- 스트레이트 섕크 써모웰: 이러한 유형의 써모웰은 전체적으로 일정한 섕크 직경을 가지고 있습니다. 막대 재고의 견고한 구조에 변화가 없기 때문에 기계적 강도가 높습니다. 또한 적절한 반응을 가지고 있지만 다른 유형보다 여전히 낮습니다.
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마운팅을 기준으로
- 나사형 써모웰: 이 유형의 보호관에는 프로세스 연결부에 암나사와 직접 장착되는 루트 위에 수나사가 제공됩니다.
- 플랜지형 써모웰: 이 유형의 써모웰에서 플랜지는 써모웰의 루트 위에 용접되거나 가공됩니다. 이 플랜지에는 써모웰을 프로세스에 장착하는 데 사용되는 장착 구멍 또는 나사산이 포함되어 있습니다.
- 소켓 용접 써모웰: 이 유형의 보호관은 보호관과 공정 연결부에 용접되는 용접 칼라를 사용하여 장착됩니다.
- 용접형 온도 조절기: 이 유형에서는 보호관이 공정 연결부에 직접 용접됩니다.
- 랩 조인트(Van Stone) Thermowell: 이 유형의 써모웰은 특히 프로세스 연결부에 장착 플랜지가 이미 있는 파이프 스탠드오프에서 사용됩니다. 써모웰에 작은 칼라를 가공하여 써모웰을 플랜지에 놓은 다음, 카운터 플랜지를 위에서 볼트로 고정하여 써모웰을 단단히 장착합니다.
- 나사형 써모웰: 이 유형의 보호관에는 프로세스 연결부에 암나사와 직접 장착되는 루트 위에 수나사가 제공됩니다.
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특수 써모웰
- 속도 칼라가 있는 온도 조절기: 파이프 스탠드오프를 통해 써모웰을 장착할 때 파이프에서 니플이 확장되어 삽입 길이가 늘어나 써모웰이 일반 표준에 따라 통과하지 못합니다. 따라서 지지되지 않은 길이를 줄이기 위해 파이프 스탠드오프와 꼭 맞아야 하는 써모웰에 칼라가 제공됩니다. 이렇게 하면 지지되지 않은 길이가 줄어들어 흐름 스트림 내에서 써모웰의 안정성이 높아집니다. 스탠드오프 길이에 따라 두 개 이상의 칼라가 필요한 경우도 있습니다.
- 나선형 스트레이크가 있는 써모웰: 어떤 경우에는 삽입 길이에서 열풍관에 나선형 스트레이크를 가공할 수 있습니다. 이러한 나선형 스트레이크는 열풍관 뒤의 와류 형성을 방해하여 와류 유출로 인한 응력을 감소시킵니다. 이러한 스타일의 설계는 일반적으로 높은 고도에서 고속 기류가 존재하기 때문에 긴 굴뚝에서 발견됩니다. 유사한 개념을 열풍관에 구현할 수 있습니다.
- 속도 칼라가 있는 온도 조절기: 파이프 스탠드오프를 통해 써모웰을 장착할 때 파이프에서 니플이 확장되어 삽입 길이가 늘어나 써모웰이 일반 표준에 따라 통과하지 못합니다. 따라서 지지되지 않은 길이를 줄이기 위해 파이프 스탠드오프와 꼭 맞아야 하는 써모웰에 칼라가 제공됩니다. 이렇게 하면 지지되지 않은 길이가 줄어들어 흐름 스트림 내에서 써모웰의 안정성이 높아집니다. 스탠드오프 길이에 따라 두 개 이상의 칼라가 필요한 경우도 있습니다.
ASME PTC 19.3 TW 2016에 따른 치수 사양:
직선형 및 테이퍼형 써모웰의 경우:
| 설명 | 상징 | 최소 | 맥스 |
| 지원되지 않는 길이 | 엘 | 63.5mm | 609.6mm |
| 보어 직경 | 디 | 3.175.m | 20.955mm |
| 팁 직경 | 비 | 9.2mm | 46.5mm |
| 테이퍼 비율 | 비/에이 | 0.58 | 1 |
| 보어 비율 | 디/비 | 0.16 | 0.71 |
| 종횡비 | 왼쪽/오른쪽 | 2 | – |
| 최소 벽 두께 | (침실)/2 | 3.00mm | – |
| 팁 두께 | 티 | 3.0mm | – |
스텝 섕크 써모웰용
| 설명 | 상징 | 최소 | 맥스 |
| 지원되지 않는 길이 | 엘 | 127mm(127mm) | 609.6mm |
| 보어 직경 | 디 | 6.1m | 6.7mm |
| 스텝 직경 비율 B=0.5인치 |
비/에이 | 0.5 | 0.8 |
| 스텝 직경 비율 B=0.875인치 |
비/에이 | 0.583 | 0.875 |
| 길이 비율 | 엘/엘 | 0 | 0.6 |
| 최소 벽 간격 | (침실)/2 | 3mm | – |
| 팁 두께 | 티 | 3mm | – |
