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專注航空、新能源汽車等新興行業(yè)溫度傳感器的研發(fā)及制造
熱套管插入和浸入長度
熱套管是溫度元件（如 RTD溫度傳感器 或熱電偶或溫度計(jì)）的工業(yè)外殼。熱套管直接暴露于過程流體/介質(zhì)。在熱套管內(nèi)，安裝了元件/儀表。
熱套管將熱量傳遞到溫度元件。根據(jù)元件類型，可以知道流體溫度。因此，Thermowell 保護(hù)溫度元件免受惡劣條件和過程流體的影響。它能夠在不影響過程系統(tǒng)的情況下移除溫度元件以進(jìn)行更換、維修或測試。
通常，熱電偶套管配有全溫元件，如維連RTD溫度傳感器或熱電偶或溫度計(jì)。少數(shù)例外是軸承 RTD溫度傳感器、皮膚型熱電偶、風(fēng)管溫度計(jì)等，其中不適用/不需要熱電偶套管。
當(dāng)熱套管組件插入管道時(shí)，它會受到振動(dòng)。這種振動(dòng)是由在熱套管兩側(cè)交替產(chǎn)生的渦流引起的。渦流會導(dǎo)致熱電偶套管組件振動(dòng)，并可能導(dǎo)致過早失效。這就是為什么需要根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)確定和設(shè)計(jì)熱套管的原因。
熱套管應(yīng)根據(jù) ASME PTC 19.3 TW – 2016 規(guī)范基于溫度、壓力、介質(zhì)和流體速度的操作和最大值進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造。正確選擇的熱套管將保護(hù)溫度元件免受振動(dòng)損壞。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于由棒料加工而成的熱電偶套管，包括焊接到法蘭或螺紋連接到法蘭以及焊接到帶有或不帶有焊接接頭的工藝容器或管道的熱套管。由管道制造的熱套管不在本標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)。
法蘭和焊接設(shè)計(jì)如下所示。詢價(jià)時(shí)最好提供具有所需規(guī)格的熱套管草圖。草圖應(yīng)包括尖端直徑、尖端厚度、井內(nèi)徑、錐形長度、無支撐直徑、儀器連接細(xì)節(jié)等。
熱套管一般規(guī)格
它應(yīng)該涵蓋以下最低限度的方面。
TW 至少應(yīng)該是一件 SS316（根據(jù)服務(wù)可以使用不同的材料）。有時(shí)不允許焊接法蘭和熱套管的異種金屬。有時(shí)，特定要求需要對熱套管進(jìn)行硬化。表面硬化厚度和表面硬化對浸入長度很重要。
內(nèi)襯/套筒式熱電偶套管是用于化學(xué)腐蝕性流體的經(jīng)濟(jì)解決方案?；目梢允荢S316。但是，根據(jù)流體的不同，襯里可以選擇為 Hastelloy-C、鎳、鈦、鉭、銀。這將提供不銹鋼的強(qiáng)度和襯里的耐腐蝕性。
在為高溫應(yīng)用選擇正確的熱套管設(shè)計(jì)和材料時(shí)應(yīng)特別小心。應(yīng)咨詢供應(yīng)商進(jìn)行溫度測量，例如 > 900 o C
有時(shí)使用“保護(hù)管”代替熱電偶套管來保護(hù)熱電偶。這些保護(hù)管通常由陶瓷材料制成，安裝在高溫?zé)煔夂凸艿缿?yīng)用中。保護(hù)管也可以由鉻鎳鐵合金制成，并且它們的末端是敞開的，以提高響應(yīng)速度和傳熱速度。
TW 應(yīng)采用錐形設(shè)計(jì)，并應(yīng)從實(shí)心棒材上鉆孔。
熱套管的儀器連接應(yīng)為 ½” NPT (F) – 即用于熱套管內(nèi)的溫度元件連接。
熱電偶套管的孔徑尺寸應(yīng)適合相應(yīng)的溫度元件外徑。例如適用于 6 mm OD 護(hù)套 RTD溫度傳感器。
通常應(yīng)選擇法蘭式熱電偶套管。焊接熱套管只能安裝在流體速度和密度高、彎曲載荷對于法蘭熱套管來說太高的地方。
熱電偶套管是優(yōu)選在90?安裝ö從管軸線。但允許安裝在與管道軸線成45 ° 的位置或管道彎頭上。
當(dāng)熱電偶套管安裝在 DP 型流量變送器（孔板元件、文丘里管或皮托管）或渦流型流量計(jì)附近時(shí)，應(yīng)保持足夠的距離以避免流量測量誤差。
TW 應(yīng)進(jìn)行焊接接頭的染料滲透測試、水壓測試、孔同心度。如果適用，應(yīng)考慮相關(guān)當(dāng)局的認(rèn)證。
熱套管尺寸和長度的一般指南
了解插入長度和浸入長度之間的區(qū)別很重要。
熱套管浸入長度
熱套管的浸入長度是熱套管尖端與被測介質(zhì)中浸入點(diǎn)之間的距離。熱套管浸入長度的標(biāo)準(zhǔn)符號是“R”。
熱套管插入長度
熱套管的插入長度是熱套管尖端與（但不包括）其他連接到容器的裝置的外螺紋之間的距離。熱套管插入長度的標(biāo)準(zhǔn)符號是“U”。
插入長度“U”始終等于或大于熱套管的浸入長度“R” 。
API RP 551：垂直于管壁安裝的 TW 的最小浸入長度應(yīng)為 5厘米。
一般的經(jīng)驗(yàn)法則是使用至少等于熱套管直徑 10 倍的浸入長度。
一些客戶根據(jù)管道尺寸對插入長度有特定要求或標(biāo)準(zhǔn)要求。例如 DEP 31.38.01.11-Gen。
一些客戶指定熱套管尖端應(yīng)在管道 ID 的 1/3 和 2/3 之間或容器 ID 的 1/2 之間，以獲得更好的溫度精度。
熱套管長度
法蘭型設(shè)計(jì)的熱套管總長度可通過以下詳細(xì)信息計(jì)算得出：
?噴嘴頸部長度
?絕緣厚度
?最小插入長度要求
如果根據(jù) PTC 19.3 的熱套管尾流頻率計(jì)算失敗，則可以執(zhí)行以下操作。
?在指定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)增加根部和尖端直徑。但是，這可能會導(dǎo)致響應(yīng)時(shí)間延遲。
?U 長度減少（但是，保持 API RP 551 和/或合同規(guī)范規(guī)定的最低要求）
?減少噴嘴頸部長度（例如 200 毫米到 150 毫米）
?考慮列式設(shè)計(jì)的熱套管
?增加噴嘴的尺寸（例如 30mm 到50mm法蘭）
