Osłony termiczne Są to obudowy rurowe, w których montuje się czujniki temperatury w procesach przemysłowych. Składają się z rury, która jest wiercona i obrabiana mechanicznie z litego pręta, który jest zamknięty z jednej strony i montowany w strumieniu procesowym. Czujniki, takie jak termopary i RTD, są wkładane przez otwarty koniec osłony termometrycznej i umieszczane na końcu zamkniętego końca. Otwarty koniec znajduje się zazwyczaj na zewnątrz rurociągu procesowego. Ciepło z płynu procesowego jest przenoszone do ścianek osłony termometrycznej, a następnie do czujnika, więc osłona termometryczna jest podgrzewana przed czujnikiem. Z powodu tego wzrostu masy termicznej reakcja czujnika ulega spowolnieniu. Konstrukcja i specyfikacje osłony termometrycznej są regulowane przez międzynarodową normę opracowaną przez ASME (Amerykańskie Stowarzyszenie Inżynierów Mechaników) zwaną PTC 19.3 TW.
Czym jest PTC 19.3TW?
PTC oznacza Performance Test Codes, są to standardowe eksperymentalne serie testów i obliczeń, które są przeprowadzane w celu określenia niezawodności i funkcjonalności produktu. PTC 19.3 TW to norma, która jest zdefiniowana dla mechanicznego projektowania studzienki termometrycznej. Ta norma symuluje różne możliwe scenariusze, w których poddawana jest studzienka termometryczna, i zgodnie z tymi zastosowaniami określa możliwe projekty studzienek termometrycznych, które spełnią potrzeby bez żadnej awarii. Obecnie używana jest wersja PTC 19.3 TW 2016, która jest rewizją PTC 19.3 TW.
Rodzaje osłon termometrycznych:
Na podstawie projektu Shank
- Osłona termometryczna z prostym trzonkiem: Tego typu studzienki termometryczne mają stałą średnicę trzonu na całej długości. Mają wysoką wytrzymałość mechaniczną, ponieważ nie ma żadnych zmian w stałej strukturze pręta. Posiadają również przyzwoitą odpowiedź, ale nadal jest ona niższa niż w przypadku innych typów.
- Stożkowa osłona termometryczna: Tego typu studzienki termometryczne mają równomiernie stożkową średnicę trzonu od nasady do czubka, co daje najmniejszą średnicę na czubku. Niższa masa termiczna na czubku zapewnia szybszą reakcję niż trzon prosty.
- Osłona termometryczna z trzonkiem stopniowym: Tego typu studzienki termometryczne mają stopniowaną konstrukcję z 2 średnicami między Rootem a Tip, z mniejszą średnicą w części tip. Zapewniają one najszybszą reakcję spośród wszystkich typów. Jednak pod względem wytrzymałości mechanicznej mają najniższą wytrzymałość, ponieważ ze względu na dodanie stopnia zwiększyliśmy liczbę punktów awarii.
- Osłona termometryczna z prostym trzonkiem: Tego typu studzienki termometryczne mają stałą średnicę trzonu na całej długości. Mają wysoką wytrzymałość mechaniczną, ponieważ nie ma żadnych zmian w stałej strukturze pręta. Posiadają również przyzwoitą odpowiedź, ale nadal jest ona niższa niż w przypadku innych typów.
Na podstawie montażu
- Gwintowana osłona termometryczna: W tym typie osłony termometrycznej gwinty męskie znajdują się nad podstawą, która jest bezpośrednio zamontowana za pomocą gwintów żeńskich na przyłączu procesowym.
- Kołnierzowa osłona termometryczna: W tym typie studzienki termometrycznej kołnierz jest spawany lub obrabiany maszynowo nad podstawą studzienki termometrycznej. Kołnierz ten zawiera otwory montażowe lub gwinty, które służą do montażu studzienki termometrycznej w procesie.
- Osłona termometryczna do spawania gniazdowego: Ten typ osłony termometrycznej montowany jest za pomocą kołnierza spawanego, który jest przyspawany do osłony termometrycznej oraz do przyłącza procesowego.
- Termosonda spawana: W tym typie osłona termometryczna jest bezpośrednio przyspawana do przyłącza procesowego.
- Termosonda zakładkowa (Van Stone): Ten typ studzienki termometrycznej jest specjalnie stosowany w rurach dystansowych, w których kołnierz montażowy jest już obecny na przyłączu procesowym. Mały kołnierz jest obrabiany na studzience termometrycznej, za pomocą którego studzienka termometryczna jest umieszczana na kołnierzu, a następnie od góry przykręcany jest przeciwkołnierz, aby sztywno zamontować studzienkę termometryczną.
- Gwintowana osłona termometryczna: W tym typie osłony termometrycznej gwinty męskie znajdują się nad podstawą, która jest bezpośrednio zamontowana za pomocą gwintów żeńskich na przyłączu procesowym.
Specjalne osłony termometryczne
- Osłony termometryczne z kołnierzami prędkościowymi: Podczas montażu osłony termometrycznej przez rurę dystansową długość wsuwania jest zwiększona ze względu na wydłużony nypel z rury, przez co osłona termometryczna nie przechodzi zgodnie z normalnymi normami. Aby zmniejszyć niepodpartą długość, na osłonie termometrycznej, która musi być ściśle dopasowana do osłony termometrycznej, są przewidziane kołnierze. Dzięki temu zmniejszamy niepodpartą długość, co zwiększa stabilność osłony termometrycznej wewnątrz strumienia przepływu. Czasami w zależności od długości osłony wymagany jest więcej niż jeden kołnierz.
- Osłony termometryczne z listwami śrubowymi: W niektórych przypadkach na osłonie termometrycznej na długości wsuwania można wykonać helikalne paski. Te helikalne paski utrudniają tworzenie się wirów za osłoną termometryczną, co zmniejsza naprężenia spowodowane przez odrywanie się wirów. Ten styl konstrukcji jest zwykle spotykany w długich kominach ze względu na obecność prądów powietrza o dużej prędkości na większych wysokościach. Podobną koncepcję można wdrożyć w osłonach termometrycznych
- Osłony termometryczne z kołnierzami prędkościowymi: Podczas montażu osłony termometrycznej przez rurę dystansową długość wsuwania jest zwiększona ze względu na wydłużony nypel z rury, przez co osłona termometryczna nie przechodzi zgodnie z normalnymi normami. Aby zmniejszyć niepodpartą długość, na osłonie termometrycznej, która musi być ściśle dopasowana do osłony termometrycznej, są przewidziane kołnierze. Dzięki temu zmniejszamy niepodpartą długość, co zwiększa stabilność osłony termometrycznej wewnątrz strumienia przepływu. Czasami w zależności od długości osłony wymagany jest więcej niż jeden kołnierz.
Dane wymiarowe wg ASME PTC 19.3 TW 2016:
W przypadku osłon termometrycznych prostych i stożkowych:
| Opis | Symbol | Min | Maksymalnie |
| Nieobsługiwana długość | L | 63,5 mm | 609,6 mm |
| Średnica otworu | D | 3,175 mln | 20,955 mm |
| Średnica końcówki | B | 9,2 mm | 46,5 mm |
| Współczynnik stożka | B/A | 0.58 | 1 |
| Stosunek średnicy otworu | d/b | 0.16 | 0.71 |
| Proporcje obrazu | Lewa/B | 2 | – |
| Minimalna grubość ścianki | (Pokój)/2 | 3,00 mm | – |
| Grubość końcówki | T | 3,0 mm | – |
Do osłon termometrycznych z trzonem stopniowym
| Opis | Symbol | Min | Maksymalnie |
| Nieobsługiwana długość | L | 127 mm | 609,6 mm |
| Średnica otworu | D | 6,1 mln | 6,7 mm |
| Współczynnik średnicy stopnia Dla B=0,5 cala | B/A | 0.5 | 0.8 |
| Współczynnik średnicy stopnia Dla B=0,875 cala | B/A | 0.583 | 0.875 |
| Współczynnik długości | Ls/L | 0 | 0.6 |
| Minimalna grubość ścianki | (Pokój)/2 | 3mm | – |
| Grubość końcówki | T | 3mm | – |
