Датчики температуры применяются в промышленности очень широко. И крепятся к процессу зачастую абсолютно по-разному. Сегодня мы с вами узнаем, как правильно устанавливать датчики и познакомимся со вспомогательной арматурой для этого - бобышками, гильзами и штуцерами. Откроем сундучок с полезными “фишками” и лайфхаками. Ну и на десерт - подарок. Сурово-технарский комикс :)
Виды креплений термодатчиков
Канальный монтаж датчиков температуры - самый распространенный
И чаще всего термопреобразователи вкручивают в небольшую стальную втулку с внутренней резьбой и немного смешным названием - бобышку. Ее приваривают к трубопроводу или емкости, где нужно измерять температуру.
Конструктивно бобышки бывают трёх видов:
Выбор высоты бобышки зависит от необходимой глубины погружения сенсора. Сенсор - чувствительный элемент - всегда находится в заглушенном конце монтажной части датчика. А длина монтажной части термопреобразователя - то есть его погружная часть - выбирается в зависимости от диаметра трубы, куда он будет установлен. При выборе длины погружной части датчика полезно ориентироваться на ГОСТ 8.586.5-2005.
Компания ОВЕН изготавливает температурные датчики длиной от 10 мм до нескольких метров.
Датчики с неподвижным штуцером
Такие датчики просто вкручиваются в бобышки, т.к. их штуцер приварен к монтажной части. В этом случае применяют угловые или прямые бобышки.
Маркировка стандартных бобышек, принятая в ОВЕН:
Датчики, имеющие подвижный штуцер
Конструктивно у такого датчика есть штуцер с наружной резьбой, который “ходит” между головкой и упорной шайбой. Для установки на объект таких датчиков применяется бобышка с внутренним упором.
Бобышка с внутренним упором бывает только прямой, и имеет порожек, до которого должна “доходить” упорная шайба такого датчика. Благодаря этому упору монтажная часть датчика не “проскочит” внутрь бобышки. Потом в бобышку закручивается подвижный штуцер, чтобы термопреобразователь не скользил туда-сюда. Пожалуй, это самый удобный вариант монтажа погружного датчика в трубопровод - крутить нужно не весь датчик целиком, а только штуцер.
Маркировки бобышек ОВЕН для датчиков с подвижным штуцером:
Датчики с гладкой погружной частью
Чтобы смонтировать такой термодатчик в бобышку, необходимо закрепить съемный подвижный штуцер ШП ОВЕН на любом месте монтажной части термопреобразователя.
Конструктив подвижного штуцера прост: две металлические детали, вкручиваемые по резьбе одна в другую, сжимая находящееся между ними кольцо из фторопласта. Чем сильнее вкручивают одну деталь в другую, тем больше кольцо сжимается и “выпирает” из своего паза, плотно обхватывая трубку монтажной части датчика. Так ШП можно зафиксировать на датчике в конкретном месте. И все - датчик можно вкручивать в бобышку!
Маркировки подвижных штуцеров, принятые в компании ОВЕН:
— диаметр монтажной части:
Для термодатчика с диаметром монтажной части 8 мм нужен ШП с внутренним отверстием 8,5 мм, чтобы он без проблем оделся на датчик (см.рисунок)
— из чего сделан:
материал штуцера (сталь) может иметь другую стойкость к измеряемой среде и рабочей температуре по сравнению с материалом монтажной части датчика. В ШП ОВЕН фиксатор изготовлен из материала Фторопласт-4 с максимальной температурой применения +260 °С. Если есть вероятность, что при эксплуатации штуцер нагреется больше, то нужно выбирать модель с фиксатором в виде стального конуса.
Защитные гильзы ОВЕН ГЗ для термопреобразователей
Используются для защиты термопреобразователей при их работе в среде с высоким давлением. Позволяют извлечь датчик, не нарушая герметичность системы и не прерывая тех. процесс. Если среда может привести к коррозии материала термодатчика, применяются гильзы из коррозионностойких материалов - например, стали AISI 316 Ti или фторопласта.
Защитные гильзы конструктивно делятся на два вида:
Резьбовые гильзы монтируют в бобышки типа Б.П.1 или Б.У.1. Важно, чтобы резьба на штуцере датчика и на гильзе совпадали. Иначе датчик не получится вкрутить. Примечательно, что на практике случаи подбора не подходящих друг к другу элементов случаются довольно часто.
Фланцевые гильзы монтируются при помощи ответного фланца. Резьба и диаметр погружной части преобразователя и гильзы также важны.
Для чего нужны жидкое масло и термопаста?
Невозможно достигнуть идеально плотного контакта “металл к металлу”, когда термодатчик вкручен в гильзу. Между ними всегда будет зазор, заполненный воздухом. Это плохо, т.к. воздух увеличивает время реакции датчика на изменение температуры. Чтобы уменьшить негативный эффект, этот зазор заполняют теплопроводными веществами - термопастой или маслом, чаще всего трансформаторным.
При установке датчика и гильзы в стенку резервуара используют приваренную угловую бобышку ( ее “скос” создает угол 45° к поверхности), а гильзу заполняют жидким маслом или термопастой. И можно не опасаться, что масло выльется. А при необходимости установить термодатчик в дно резервуара мы советуем использовать только термопасту.
Как крепить накладные температурные датчики
Этот тип крепления датчиков примечателен тем, что чувствительный элемент не погружен в измеряемую среду. Применяется там, где по каким-либо причинам нельзя “врезаться” в трубу.
Накладные датчики обязательно нужно устанавливать на участке трубы без теплоизоляции. Рекомендуется для лучшего контакта сенсора с трубой зачистить ее поверхность. Но часто этого недостаточно - для улучшения теплопередачи советуем использовать термопасту. Сенсор обязательно нужно плотно прижать к поверхности. Такой датчик удобно фиксировать хомутом - нейлоновым или металлическим. Кстати, некоторые накладные датчики ОВЕН поставляются уже с хомутами в комплекте.
Этот метод измерения температуры - косвенный; тепловая инерция и точность измерения здесь зависит от толщины стенки трубы, ее теплопроводящих свойств и правильности монтажа термопреобразователя.
Этот метод измерения неприменим там, где требуется высокая точность измерения - например, в связке с теплосчетчиками для коммерческого учета тепла. Там применяются только датчики канального монтажа.
Где посмотреть правила монтажа датчиков температуры?
Регламентирует правильность установки датчиков температуры ГОСТ 8.586.5-2005. Монтирование средств контроля температуры рассмотрено в пункте 6.3.
А вот и обещанный комикс: советы по установке термодатчиков от Сурового технаря! Распечатывайте на цветном принтере как памятку!
Автор статьи: Сергей Филимонов.