Pokiaľ ide o meranie teploty v priemyselných aplikáciách, Thermowells sú bežne používaným riešením. Chránia teplotné senzory pred drsným prostredím vrátane tokov vysokej rýchlosti. Rovnako ako každá technológia však existujú obmedzenia na používanie termowells v tokoch vysokej rýchlosti. Ako dodávateľ Thermowells som sa stretol s rôznymi scenármi, v ktorých sa tieto obmedzenia začínajú hrať, a v tomto blogu sa do nich ponorím podrobne.
Pochopenie termowells vo vysokých tokoch rýchlosti tekutín
Termowells sú v podstate tubulárne tvarovky, ktoré sa vkladajú do procesného prúdu do snímačov teploty domu. Pôsobia ako bariéra medzi senzorom a tekutinou a chránia senzor pred fyzickým poškodením, koróziou a oderom. V tokoch tekutín s vysokou rýchlosťou, ktoré sa nachádzajú v odvetviach, ako je výroba energie, ropa a plyn a chemické spracovanie, sa očakáva, že Thermokys vydržia sily vyvíjané rýchlym pohybujúcim sa tekutinou a zároveň zabezpečujú presné merania teploty.
Obmedzenia používania termokysy vo vysokej rýchlostnej tekutine toky
Vortex - indukované vibrácie
Jedným z najvýznamnejších obmedzení sú vibrácie indukované vírmi (VIV). Keď tekutina preteká okolo termowell, vytvára víry na po prúde Thermowell. Tieto víry sa striedavo vrhajú z každej strany termowell, čím sa vytvára kolísavá sila, ktorá môže spôsobiť vibráciu termowell. Ak sa frekvencia týchto vibrácií zhoduje s prirodzenou frekvenciou termowell, dôjde k rezonancii. Rezonancia môže viesť k veľkým vibráciám amplitúdy, ktoré môžu spôsobiť zlyhanie únavy termowell.
Intenzita Viv závisí od niekoľkých faktorov, vrátane rýchlosti tekutiny, priemeru a dĺžky termowell a hustoty tekutiny. Napríklad pri toku pary s vysokou rýchlosťou v elektrárni môže vysoká hustota kvapaliny a rýchlosť zhoršiť Viv. Táto vibrácia nielen riskuje štrukturálnu integritu Thermowell, ale môže tiež ovplyvniť presnosť meraní teploty. Konštantný pohyb môže spôsobiť pohyb teploty vo vnútri Thermowell, čo vedie k nekonzistentným hodnotám.
Erózia a korózia
Toky vysokej rýchlosti tekutiny často nesú strhané častice, ako je napríklad piesok, bahno alebo malé kovové fragmenty. Tieto častice môžu spôsobiť eróziu povrchu Thermowell, pretože ich ovplyvňujú vysokými rýchlosťami. Erózia môže postupne znižovať hrúbku steny termowell, oslabiť jeho štruktúru a zvýšiť riziko zlyhania.
Korózia je ďalším problémom. Kvapalina s vysokou rýchlosťou môže narušiť vrstvu ochranného oxidu na povrchu Thermowell, ktorá ju vystavuje korozívnym prvkom v tekutine. Napríklad v ropnom a plynárenskom priemysle, kde tekutina môže obsahovať kyslé komponenty, môže kombinácia prietoku vysokej rýchlosti a korózie významne skrátiť životnosť termowell.
Pokles tlaku
Vloženie termowell do toku tekutiny s vysokou rýchlosťou vytvára prekážku, ktorá spôsobuje pokles tlaku v prúde tekutiny. V niektorých aplikáciách môže byť problematický pokles veľkého tlaku, pretože môže ovplyvniť výkon iných komponentov v systéme. Napríklad v potrubnom systéme môže nadmerný pokles tlaku znížiť prietok a účinnosť čerpadiel a iných zariadení.
Rozsah poklesu tlaku závisí od tvaru a veľkosti termowell. Termowell s väčšou prierezovou plochou vo všeobecnosti spôsobí väčší pokles tlaku. V aplikáciách s vysokou rýchlosťou je minimalizácia poklesu tlaku rozhodujúca na udržanie celkovej účinnosti systému.
Čas odozvy
Termowell pridáva ďalšiu vrstvu medzi snímačom teploty a tekutinou, ktorá môže zvýšiť čas odozvy merania teploty. V tokoch tekutiny s vysokou rýchlosťou, kde sa teplota môže rýchlo meniť, môže byť časom pomalého odozvy významným obmedzením. Napríklad v chemickom reaktore, kde je nevyhnutná presná kontrola teploty, môže oneskorené hodnotenie teploty viesť k nepresnému riadeniu procesu a potenciálne ovplyvniť kvalitu produktu.
Zmiernenie obmedzení
Optimalizácia dizajnu
Na riešenie problému Viv je možné optimalizovať dizajn Thermowell. Napríklad použitie kratšieho a hrubšieho termowell môže zvýšiť jeho prirodzenú frekvenciu, čím sa zníži riziko rezonancie. Aerodynamické tvary, ako sú zefektívnené alebo zúžené termowells, môžu tiež pomôcť znížiť tvorbu vírov. Naša spoločnosť ponúka celý radPrírubové termowellsaZávitové termowellsktoré sú navrhnuté s ohľadom na tieto zásady optimalizácie.
Výber materiálu
Výber správneho materiálu pre termowell môže zmierniť účinky erózie a korózie. Na aplikácie s vysokými rýchlosťami abrazívne tekutiny sa môžu použiť materiály s vysokou tvrdosťou a odolnosťou proti opotrebeniu, ako napríklad z nehrdzavejúcej ocele potiahnutej volfrámom. V korozívnych prostrediach môžu zliatiny korózie - rezistentné zliatiny, ako sú Hastelloy alebo Inconel, poskytnúť lepšiu ochranu.
Monitorovanie a údržba
Pravidelné monitorovanie termowells je nevyhnutné na detekciu skorých príznakov poškodenia, ako je erózia alebo vibrácie. Na vyhodnotenie stavu Thermowell sa môžu použiť metódy deštruktívneho testovania, ako je ultrazvukové testovanie alebo vizuálna kontrola. Ak sa zistia nejaké problémy, včasná údržba alebo výmena môžu zabrániť nákladným zlyhaniam.
Náš sortiment a riešenia produktov
Ako dodávateľ Thermowells chápeme výzvy spojené s používaním termowells v tokoch vysokej rýchlosti. Náš sortiment obsahuje rôzne termowells, napríkladPrírubové termowellsaZávitové termowells, ktoré sú navrhnuté tak, aby spĺňali konkrétne požiadavky rôznych aplikácií.
Ponúkame na mieru navrhnuté termowells, ktoré je možné optimalizovať pre toky vysokej rýchlosti. Náš inžiniersky tím môže úzko spolupracovať so zákazníkmi pri analýze svojich podmienok aplikácie vrátane rýchlosti tekutín, teploty a korozivity a odporučiť najvhodnejší dizajn a materiál Thermowell.
Záver
Zatiaľ čo Thermowells sú cenným nástrojom na meranie teploty v tokoch vysokej rýchlosti, majú obmedzenia. Vortex - indukované vibrácie, erózia, korózia, pokles tlaku a čas odozvy sú niektoré z kľúčových výziev, ktoré je potrebné riešiť. Tieto obmedzenia sa však môžu zmieriť so správnym návrhom, výberom materiálu a údržbou.
Ak čelíte výzvam pri meraní teploty vo vysokých tokoch rýchlosti alebo hľadáte vysoko kvalitné termowells, sme tu, aby sme pomohli. Naše odborné znalosti a sortiment produktov vám môžu poskytnúť potrebné riešenia. Kontaktujte nás a prediskutujte svoje požiadavky a začnite rokovania o obstarávaní.
Odkazy
- ISO 10451: 2015, Industrial - Process Thermowells.
- ESDU 80020, Vortex - indukované vibrácie kruhových valcov v prietoku.
- ASME PTC 19.3TW - 2010, Špecifikácia pre Thermowells.
