ترموول چیست؟ انواع و ویژگی‌های آن| تاجران برخط صنعت
ترموول (Thermowell) دیواره یک دماسنج صنعتی است که از ترموکوپل در برابر پروسه‌های سخت محافظت می‌کند. پروسه‌های سخت مواردی همچون فشار بالا، جریان با سرعت بالا، ضربات ناشی از برخورد، خوردگی و مانند آن هستند. در مواقعی که ترموکوپل اگر به صورت مستقیم در محیط استفاده شود بخاطر پروسه‌های سخت به سرعت آسیب جدی می‌بیند، استفاده از ترموول ضروری به نظر می‌رسد. ترموول‌ها از اهمیت بالایی در صنایعی نظیر نفت و گاز، پتروشیمی، فولاد و فرآیندهای شیمیایی برخوردار هستند. انتخاب ترموول مناسب برای هر فرآیند بسیار مهم است تا دقت و قابلیت اعتماد ترموکوپل تضمین شود.
اولین تولیدکننده ترموول کوره احیا در ایران
تاجران برخط صنعت اولین تولید کننده ترموول کوره احیا در ایران است.
پیش از پرداختن به تعریف ترموول لازم است که به ترموکوپل اشاره‌ای داشته باشیم. ترموکوپل، دستگاه دماسنجی است که طی فرآیند خاصی دما را اندازه‌گیری می‌کند. ترموول ساختاری دارد که اطراف ترموکوپل را احاطه می‌کند. در واقع می‌توانیم بگوییم ترموول به نوعی محافظ ترموکوپل است. مجموعه ما افتخار تامین متریال برای شرکت‌های زیر را دارد:
- فولاد مبارکه اصفهان
- فولاد سیرجان ایرانیان
- گل گهر سیرجان
- آهن و فولاد ارفع
- فولاد کاوه جنوب کیش
- جهان فولاد سیرجان
- فولاد غدیر ایرانیان
- شرکت معدنی و صنعتی چادرملو
کاربرد ترموول
ترموول‌ها دارای کاربرد زیادی هستند. از آن‌ها برای محافظت از ترموکوپل‌ها استفاده می‌شود. ترموول‌ها عمر ترموکوپل را افزایش می‌دهند. همچنین با وجود آن‌ها امکان تعویض ترموکوپل بدون نیاز به تخلیه کامل محیط و به آسانی وجود دارد. ترموول‌هایی هستند که برای فشارهای بالا طراحی شده‌اند. در واقع در ساخت آن‌ها از فولادهای آلیاژی خاص استفاده شده است. از ترموول‌های سایز کوچک‌تر در فشارهای پایین استفاده می‌شود.
ترموول چه کاری انجام می‌دهد؟
ترموول در صنایع کارایی فراوانی دارد. در واقع می‌توانیم ترموول را از ابزارهای حیاتی در صنعت معرفی کنیم. این ابزار در صنعت برای کنترل و نظارت بر دما استفاده می‌شود. توسط آن شما می‌توانید بر میزان فشار، رطوبت، لرزش و ارتعاشات نظارت داشته باشید. در ادامه برخی از کاربردهای مهم ترموول را نام برده‌ایم:
- کنترل فشار
- کنترل فرآیندها
- سنجش دما در محیط‌های سخت
- نظارت بر تجهیزات
- افزایش ایمنی
- ثبت دما در فرآیندهای تحقیقاتی
ترموول در صنایع مختلف
ترموول با قابلیت مقاومت در برابر دما، فشار، مواد خورنده و عوامل خارجی، در صنایع مختلف کاربردهای گسترده‌ای دارد. این تجهیز علاوه بر حفاظت و حمایت از ترموکوپل، دقت اندازه‌گیری را بهبود می‌بخشد و عمر مفید حسگرها را افزایش می‌دهد. صنایعی که ترموول در آن‌ها کاربرد گسترده‌ای دارند شامل موارد زیر است:
- نفت و گاز
- فولاد
- پتروشیمی
- شیمیایی
- برق و الکترونیک
- خودروسازی
- سیستم‌های کنترل صنعتی
- متالوژی
ویژگی‌های ترموول با کیفیت
برای انتخاب ترموول مناسب و با کیفیت بالا، شاخص‌های مختلفی وجود دارند. در ادامه این بخش به توضیح هرکدام از آن‌ها پرداخته‌ایم:
متریال ترموول (جنس)
جنس ترموول باید به گونه‌ای باشد که با ویژگی‌های جریان فرآیندی از همه لحاظ بخصوص خوردگی، مشخصه‌های مکانیکی و تاثیرات شیمیایی سازگار باشد. در حالت عادی از مواد زیر برای ساخت ترموول استفاده می‌کنند:
- اینکونل
- استنلس استیل
- کروم-مولیبدن استیل
- سیلیکون برنز
- مونل
- متریال‌های پایه نیکل
- تیتانیوم
در صورتی که فشار و حرارت کم باشد، می‌توانیم از موادی چون تفلون و انواع فولاد ضد زنگ استفاده کنیم. اگر ترموول را با جنس و شکل اشتباهی انتخاب کنید، ممکن است عواقب خطرناکی به دنبال داشته باشد. برای ترموول استانداری تحت عنوان ASME-PTC 19.3 تعیین شده است. این استاندارد را برای اطمینان از دوام ترموول در شرایط سخت تعیین کرده‌اند. همچنین طی پروسه انتخاب باید استاندارهای طراحی پایپینگ را نیز در نظر داشت.
چگونه یک ترموول ساخته می‌شود؟ پروسه ساخت ترموول به ابعاد و اندازه، محل کاربرد و نوع مصرف آن بسیار وابسته است. یکی از روش‌های ساخت ترموول، ماشینکاری یک قطعه گرد فلزی یکپارچه است. برای اتصال ترموول به سایر قطعات، یک سر آن را یا به صورت جوشی، یا پیچی و یا فلنجی تولید می‌کنند. گاهی اوقات تیوب‌های محافظ نیاز اضطراری به ماشینکاری ندارند که در این صورت برای ساخت ترموول از روش‌های دیگری نیز استفاده می‌شود. برای مثال ممکن است برای دماهای خیلی بالا از موادی مانند سرامیک و سیلیکون در ساخت ترموول استفاده کنیم.
شکل ظاهری ترموول
از لحاظ شکل ظاهری می‌توانیم ترموول را به سه دسته تقسیم کنیم:
مستقیم یا Straight: ترموول مستقیم، استحکام بالایی دارد. اما در این نوع سطح مقطع حالت یکسانی دارد و جریان‌های گردابی در آن زیاد است.
پله‌ای یا Stepped: ترموول نوع پله‌ای بر خلاف نوع مستقیم استحکام بالایی ندارد. اما امکان دارد طی عبور جریان، مسیر سیال شکسته شود و در نتیجه جریان‌های گردابی آن کمتر باشد.
مخروطی یا Trapered: از هر دو جهت (استحکام و جریان‌های گردابی) این مورد گزینه بهتری است. در اکثر تجهیزات متوسط و کوچک بطور معمول از این نوع ترموول استفاده می‌کنند. ترموول مخروطی به دلیل ساختار خاص، فرکانسی با نقطه تشدید بالاتر دارد. در نتیجه زمانی که سرعت سیال عبور از لوله بالا باشد، این نوع میتواند انتخاب مناسبی باشد.
انتخاب ترموول مناسب
برای انتخاب کردن ترموول مناسب، موارد مختلفی مطرح هستند. در ادامه این بخش هر کدام از این موارد را بررسی کرده‌ایم.
تعیین کردن طول مناسب
اگر می‌خواهید طول مناسب را برای ترموول انتخاب کنید، ابتدا باید حداقل طولی را که احتیاج دارید معین کنید. میزان طول ترموول به شدت به طول تجهیز و نقاط بررسی دما بستگی دارد.
نوع اتصال ترموول
می‌توانید برای اتصال این ابزار به لوله از سه روش زیر استفاده کنید:
- فلنجی
- پیچی
- جوشی
نوع اتصال ترموول به خط لوله را باید با توجه به الزامات پایپینگ و نوع تجهیز انتخاب کرد. ویژگی‌های این اتصال شامل موارد زیر می‌شوند:
- اندازه و نوع رزوه در Thermowell پیچی
- اندازه و نوع فلنج در Thermowell فلنجی
انواع دیگری از اتصال نیز وجود دارند که البته نسبت به مواردی که ذکر شد کاربرد کمتری دارند.
قطر مجرای داخلی ترموول
در مجرای داخلی ترموول، ترموکوپل قرار می‌گیرد. استاندارد اندازه قطرها از 0.260 اینچ تا 2 اینچ متغیر است. این اندازه با توجه به قطر ساقه ترموکوپل و سایر شرایط محیطی انتخاب می‌شود. در نتیجه برای تعیین قطر سوراخ ترموول‌ها باید قطر ساقه ترموکوپل مشخص باشد.
انواع ترموول
طی توضیحات قبلی به انواع این ابزار اشاره کردیم. در این ادامه بخش، توضیحات دقیق‌تری در رابطه با آن می‌دهیم:
اگر بخواهیم ترموول‌ها را بر اساس شکل دسته‌بندی کنیم، در نوع صاف، شاهد قطر یکسان در تمام طول مسیر هستیم. در این نوع شاهد محافظت در برابر خوردگی و فرسایش ترموکوپل هستیم. بزرگترین مزیت این نوع استحکام بالای آن است. اما مشکل این نوع ایجاد جریان‌های گردابی توسط ترموول در مسیر سیال است.
پله‌ای نوع دیگر ترموول است که درباره آن نیز گفته شد. معمولا در نوع پله‌ای قطر قسمت بالایی تا 3 اینچ و قسمت پایین یک اینچ است. در واقع نزدیک زبانه قطر آن کاهش می‌یابد. این نوع استحکام کمتری نسبت به نوع مستقیم دارد اما مزیت‌های آن شامل موارد زیر می‌شود:
- امکان جریان نرم‌تر
- امکان ایجاد گردابه کمتر
- امکان پاسخ دمای سریع‌تر برای ترموکوپل
لازم به ذکر است ایرادی که در رابطه با این نوع وجود دارد استحکام کمتر آن نسبت به نوع مستقیم است.
نوع سوم با نام مخروطی (Trapered) شناخته می‌شود. قطر آن به صورت تدریجی، در طول قسمت فرو رونده (Insertion) کم می‌شود. نوع مخروطی نیز از استحکام مناسبی برخوردار است. علاوه بر آن پاسخ سریعی هم در برابر تغییرات دمایی دارد. ترموول مخروطی را می‌توان برای استفاده در حالت سرعت سیال بالا بکار برد. طبق تحقیقات انجام‌شده، ترموول مستقیم در قیاس با مخروطی، در معرض ارتعاشات ناشی از جریان، دچار شکست زودرس می‌شود.
Solid Bore , Built Up
از نظر ساخت نیز می‌توانیم ترموول‌ها را به دو نوع Solid Bore و Built Up تقسیم کنیم. Solid Bore نوعی است که به صورت یکپارچه ماشینکاری می‌شود. این در حالی است که در نوع دیگر جوش‌کاری به شکل نفوذ کامل انجام می‌شود. برای این نوع بهتر است از تست‌های رادیوگرافی استفاده شود.
