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¿Qué es un termopoco? Tipos y criterio de selección

Los termopozos se utilizan para proteger los sensores de temperatura, tales como termopares, termistores y termómetros bimetálicos, contra los daños causados por presión excesiva, velocidad del material y corrosión. También aumentan la longevidad del sensor, permiten la sustitución del sensor sin necesidad de vaciar el sistema y reducen la probabilidad de contaminación.

Los termopozos diseñados para aplicaciones de alta presión normalmente se mecanizan a partir de barras para garantizar su integridad. Termopozos más pequeños para uso en entornos de baja presión se pueden construir a partir de tubos con un extremo soldado.

Tipos de Termopozos

Los termopozos se clasifican de acuerdo con el diseño del vástago. Un termopozo recto tiene el mismo diámetro en toda su longitud de inserción y ofrece protección contra la corrosión y la erosión. Termopozos escalonados generalmente tienen un diámetro de ¾ " en la parte superior, que se reduce a ½" de diámetro cerca de la punta. El área reducida de superficie permite velocidades más suaves y respuestas más rápidas a la temperatura para dispositivos de detección.

Los termopozos cónicos tienen un diámetro que disminuye gradualmente a lo largo de la longitud de inserción. Estos modelos ofrecen una resistencia superior, así como tiempos de respuesta rápidos a los cambios de temperatura. Los termopozos cónicos se utilizan con mayor frecuencia en aplicaciones de alta velocidad. Los estudios de caso realizados con termopozos rectos y cónicos utilizados en tuberías de gas natural revelaron que los termopares rectos sufrían una falla prematura cuando eran expuestos a vibraciones inducidas de flujo.
 Termopozo escalonado - Serie 260W
Termopozo escalonado - Serie 260W
Termopozo recto - Serie 385S
Termopozo recto - Serie 385S
Termopozo cónico - Serie 385H
Termopozo cónico - Serie 385H

Tipo de Conexión

Los termopozos pueden ser conectados a un RTD, termistor o termopar por medio de varios tipos diferentes de conexión. Algunos de los más comunes son:
  • Termopozo Roscado (Threaded
  • )
  • Termopozo Soldable (Weld-in)
  • Para conexión soldable (Socket weld)
  • Junta tórica (O-ring)
  • Termopozo Bridado (Flange)
Las conexiones roscadas están hechas de materiales que pueden ser soldados y proporcionan una resistencia adicional. En procesos en los que los contaminantes de los hilos se deben evitar, tales como en las industrias alimentarias y farmacéuticas, se utilizan comúnmente las conexiones soldables. Las conexiones de O-ring utilizan una junta tórica para sellar el interior de un manguito soldado a un tanque. La construcción de doble soldadura del termopozo bridado ANSI B16.5 sella juntas abiertas interiores y exteriores para evitar que las sustancias corrosivas entren en las grietas.
Termopozo bridado - Serie 260F y 385F
Termopozo bridado - Serie 260F y 385F

Tamaño del Diámetro

En los procesos donde se utilizan varios tipos de dispositivos de medición, la elección de un tamaño de diámetro estándar permite una mayor flexibilidad. Se permite que un solo termopozo se utilice para un termopar, RTD, termómetro bimetálico o termómetro de prueba. Estos diámetros estándar se adaptan a los dispositivos de detección de temperatura más utilizados e incluyen los siguientes:

0,26 "de diámetro:
Termómetros bimetálicos con vástago de ¼"
Termopares calibre #20 líquido sin blindaje en tubo de vidrio termómetros otros dispositivos con un diámetro máximo de 0,25 "

0,385 "de diámetro:
Termopares calibre #14 líquido con blindaje en tubo de vidrio termómetros otros dispositivos con un diámetro máximo de 0,35"

Selección de Materiales

Seleccionar el material adecuado es crucial para la longevidad de un termopozo. El tipo de producto químico, la temperatura y la tasa de flujo a los cuales estará expuesto el termopozo deben ser considerados cuando se especifica el material. Los efectos corrosivos de los productos químicos se incrementan bajo concentraciones y temperaturas más altas. Además, las partículas suspendidas en el líquido pueden causar erosión. La lista de procedimiento incluye algunos de los materiales más utilizados para la construcción de termopozos:
  • Aceros al carbono
  • Aceros de Molibdeno/Cromo
  • Acero inoxidable
  • Incoloy®
  • Inconel®
  • Monel®
  • Hastelloy®
  • Aleación Haynes®
  • Titanio
Los aceros de carbono tienen una baja resistencia a sustancias corrosivas y están limitadas a aplicaciones de baja temperatura y presión. El material más utilizado para termopozos es el acero inoxidable. Un termopozo de acero inoxidable es asequible y altamente resistente al calor y a la corrosión.

El acero de Molibdeno/Cromo es un acero inoxidable de alta resistencia utilizado para los recipientes presurizados. La adición de molibdeno mejora la resistencia a la corrosión. La aleación Haynes se compone de cobalto, níquel, cromo y tungsteno. Se utiliza frecuentemente para entornos que contienen sulfatación, carburación y cloro.

Longitud de Inserción

La longitud de inserción es la distancia desde el punto de conexión del termopozo hasta la punta. Para lograr la mayor exactitud posible, la longitud de inserción debe ser lo suficientemente larga para permitir que toda la parte sensible a la temperatura del dispositivo de medición se pueda ampliar hasta el medio que se está midiendo.

Cuando se mide la temperatura de líquidos con un sensor de temperatura, el dispositivo debe ser extendido a la solución por toda la longitud de la parte sensible a la temperatura más un mínimo de una pulgada. Para gas o aire, se tiene que sumergir la longitud de la parte sensible a la temperatura más un adicional de tres pulgadas. La parte sensible a la temperatura de un termopar o termistor es corta; por lo tanto, se puede utilizar un termopozo con una longitud de inserción más corta.

La parte sensible a la temperatura de los termómetros bimetálicos, RTD y líquidos en termómetros de vidrio es entre 1 y 2" y se deben sumergir al menos 2½" en líquido para una precisión aceptable.

Conclusión

Todos los sensores de temperatura son susceptibles al deterioro por la exposición al flujo, al calor y a la presión. Con el tiempo, el entorno de procesamiento puede afectar al rendimiento, así como la integridad estructural del sensor.

Por ejemplo, los metales usados en la fabricación de una sonda de termopar son vulnerables a ambientes corrosivos. Además, los cables de los termopares miden, en promedio, de 0,10 a 0,20" de diámetro y serán sometidos a cambios metalúrgicos con la exposición prolongada al calor. Los termopozos protegen el sensor de medición de los efectos dañinos del entorno de procesamiento para evitar desviaciones en la medición. Todos los datos de temperatura para procesos críticos deben ser documentados con dispositivos de grabación, tales como controladores de temperatura.

Además, los sensores de temperatura utilizados en estos procesos deben ser calibrados periódicamente para verificar su exactitud. Calibradores de bloque seco ofrecen calibración trazable NIST para el termistor, termopar y sondas RTD.

Equipos sin contacto, tales como cámaras térmicas y pirómetros, calibradores de infrarrojos para cuerpo negro proporcionan una precisión de 1 por ciento, pero con alta repetitividad. Aunque las calibraciones se puedan realizar internamente, un laboratorio de calibración acreditado AS17025 asegurará que los métodos utilizados son trazables por NIST.

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