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Termopozos para termómetros de resistencia Pt100 y termopares
Los termopozos son cuerpos huecos que sirven de dispositivo protector para termómetros u otros dispositivos de medición de temperatura.Se introducen directamente en el medio y separan el termómetro mecánica y térmicamente del medio que se va a medir.
Esto significa que el propio termómetro no entra en contacto directo con el líquido, el gas u otras sustancias, lo que prolonga la vida útil del dispositivo y protege el medio ambiente y al personal de servicio.
Si la vaina está instalada y diseñada correctamente, la temperatura en su interior es la misma que en el proceso. Dependiendo del diseño, los cambios de temperatura dan lugar a un ajuste de temperatura retardado entre el medio y el sensor de temperatura.
Los termopozos permiten sustituir el termómetro de resistencia durante el funcionamiento y, de este modo, posibilitan el mantenimiento ininterrumpido o la sustitución del sensor sin interrupciones.
Suelen instalarse en condiciones de funcionamiento críticas, como medios agresivos, altas presiones o elevadas velocidades de flujo.
Diseños de termopozos
- Tubos protectores de una sola pieza
Los termopozos de una pieza se fabrican a partir de barras macizas.
Suelen utilizarse para altas cargas químicas y del lado del proceso.
Actualmente, la longitud máxima está limitada a 2 m por razones de producción (perforación profunda). Si se necesitan termopozos más largos, se sueldan varias piezas perforadas.
Los termopozos de una pieza se utilizan casi exclusivamente en la industria petroquímica.
- Tubos protectores de varias piezas
Los termopozos de varias piezas se fabrican a partir de un tubo cerrado en el extremo por una sección de base. En el otro extremo del tubo suele haber una rosca para alojar el sensor de temperatura u otras piezas de conexión, como tubos de cuello o bridas.
Se utilizan para cargas de proceso bajas o medias.
La longitud máxima suele ser de varios metros. Se utiliza con frecuencia en las industrias química, de aparatos y de ingeniería mecánica.
- Termopozos según DIN
Los termopozos más comunes se definen y describen en la norma DIN 43772.
En ella se definen normas independientes del fabricante y del país que garantizan un determinado nivel de calidad, seguridad e intercambiabilidad de los dispositivos de medición de la temperatura.
Especificando los materiales, dimensiones y espesores de pared a utilizar, se pueden leer en diagramas las presiones máximas de funcionamiento a diferentes temperaturas.
En muchos sistemas antiguos, a menudo se siguen instalando termopozos según la antigua norma DIN 43763.
Como ayuda a la hora de renovar los termopozos o sustituir los insertos de medición de los termómetros, encontrará a continuación una comparación de la antigua norma 43763 con la nueva norma 43772.
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Comparación entre la antigua DIN 43763 y la nueva DIN 43772DIN 43763 (alt)
FormaDIN 43772
FormaDiseño/conexiónLongitud de instalación
L1Longitud total
L3A1sin500517710727100010171400141720002017B12GG 1/2 A160305B2G 1/2 A250395B3G 1/2 A400545C1G 1 A160305C2G 1 A400545D14para soldar en65140D2125200D365200D5125260E13cónico,
con borde para tuerca de unión225307E2285367E3345427F13Fcónico,
con brida225307F2285367F3345427G13Gcónico,
con G 1 A225307G2285367G3345427
- Termopozos en diseños especiales
Los termopozos de diseño especial son dispositivos de protección fabricados especialmente que se utilizan en condiciones de funcionamiento extremas. Se utilizan para proteger los sensores de temperatura de cargas mecánicas, presión y medios agresivos. Se utilizan con mayor frecuencia cuando las longitudes de instalación especificadas en la norma DIN no son suficientes para el proceso.
Su diseño requiere una planificación y fabricación precisas, para lo que deben tenerse en cuenta los siguientes puntos:- Material
Die Auswahl des Materials erfolgt hauptsächlich nach der chemischen Beständigkeit gegenüber dem Medium. Häufig werden verschiedene Edelstahllegierungen verwendet.
Bei besonderen Anforderungen werden auch Hochtemperaturlegierungen wie Inconel®, Hastelloy®, Monel® oder Beschichtung aus PTFE, Halar® oder Stelit® verwendet. - Máx. temperatura
A la hora de seleccionar el material del manguito protector, hay que tener en cuenta la temperatura máxima admisible, además de la resistencia química del material.
A menudo se utilizan aleaciones de alta temperatura como Inconel®, Hastelloy®, Monel® o aleaciones especiales de acero inoxidable.
También puede ser necesario el aislamiento térmico para garantizar la funcionalidad del termómetro. - Máx. Presión
El cálculo de la presión se basa en normas como ASME o DIN.
El grosor de la pared y las propiedades del material del termopozo son decisivos para la resistencia a la presión. Hay que tener en cuenta que cuanto mayor sea el grosor de la pared, mayor será el tiempo de respuesta.
Además de la presión de funcionamiento, también deben respetarse las presiones máximas y un amortiguador de seguridad conforme a las especificaciones estándar.
Los termopozos de una pieza suelen utilizarse para aplicaciones en entornos de alta presión (> 200 bar). - Cálculo de vibraciones
Los análisis de vibraciones son esenciales para los tubos de protección en diseños especiales, ya que las frecuencias resonantes pueden poner en peligro la estabilidad mecánica.
Métodos como el análisis de elementos finitos (FEA) o según ASME PTC 19.3 TW-2016 permiten realizar cálculos precisos. La longitud, el diámetro y la velocidad de flujo del medio desempeñan aquí un papel fundamental.
Una geometría optimizada y, en caso necesario, sistemas de amortiguación evitan las vibraciones de resonancia y, por tanto, la rotura del tubo protector.
Algunos fabricantes ofrecen herramientas de cálculo gratuitas o suministran el cálculo de vibraciones para el tubo de protección fabricado. - Zeugnisse / Prüfungen
Bei Schutzrohren in Sonderbauform wird oftmals vom Kunden auch ein 3.1 oder 3.2 Werkszeugnis nach DIN EN 10204 gefordert.
Die Zeugnisse bestätigen, dass das gelieferte Material mit den Anforderungen der Bestellung übereinstimmt, und enthalten spezifische Prüfergebnisse (z. B. chemische Zusammensetzung, mechanische Eigenschaften).
Die Prüfungen werden vom Hersteller selbst durchgeführt, und die Ergebnisse werden von dessen Qualitätssicherungsabteilung bestätigt.
Beim 3.2 Werkszeugnis wird die 3.1 Prüfung durch eine unabhängige Stelle oder den Kunden selbst überwacht oder verifiziert. Das wird z.B. bei sicherheitskritischen Anwendungen, wie bei der Luft-/Raumfahrt, Schiffsbau oder Hochdruckanwendungen gefordert.
Der Nachweis einer Innen- oder Außendruckprüfung geben zusätzliche Sicherheit bei kritischen Anwendungen.
- Material
Conexión de los termopozos
- Conexión roscada
El termopozo se enrosca a través de una rosca exterior (normalmente BSP, NPT o rosca métrica) en el correspondiente orificio roscado o pieza de conexión roscada del recipiente, tubería o aparato.
La conexión roscada se utiliza principalmente para temperaturas y presiones moderadas.
La estanqueidad se consigue con anillos de estanqueidad (por ejemplo, cobre, PTFE, FKM) o con cinta de estanqueidad (por ejemplo, cinta de teflón) para roscas NPT.
Ventajas: Fácil de instalar, ampliamente utilizado, buena estanqueidad.
- Conexión de brida
El termopozo se conecta a un sistema de brida de acoplamiento mediante una brida (por ejemplo, DIN, ANSI o JIS).
La conexión por brida se utiliza principalmente en la industria química y petroquímica, así como en aplicaciones de alta temperatura o alta presión.
El sellado se consigue con juntas planas (por ejemplo, de grafito, PTFE o metal) o, en el caso de aplicaciones de alta presión, con juntas en espiral o juntas de anillo metálico.
Ventajas: Permite un desmontaje fácil y un sellado seguro con juntas.
- Conexión soldada
El termopozo se suelda directamente en el sistema.
Ideal para condiciones extremas como altas presiones, medios agresivos o fuertes vibraciones.
El termopozo soldado es estándar en la industria petroquímica.
Ventajas: Máxima estanqueidad y estabilidad y sin riesgo de fugas debido a conexiones mecánicas.
- Conexión sanitaria, higiénica o alimentaria
La conexión sanitaria, higiénica o alimentaria se utiliza allí donde se requieren condiciones higiénicas.
La industria alimentaria, la industria de bebidas y la industria farmacéutica son ámbitos de aplicación típicos.
La conexión higiénica garantiza una limpieza fácil sin que se formen los llamados espacios muertos en los que pueden quedar restos de producto, lo que a su vez puede provocar la formación de gérmenes y la contaminación del producto.
Además, las conexiones higiénicas permiten sustituir el termopozo rápidamente, a menudo sin herramientas adicionales. En el mercado existen muchos cierres estandarizados e higiénicos (por ejemplo, Tri-Clamp, rosca de tubo de leche).
Ventajas: Fácil limpieza, evita espacios muertos, fácil sustitución.
Material de los Termopozos
Los termopozos se fabrican principalmente en acero inoxidable o, en el caso de los termómetros mecánicos, en latón.Si existen condiciones de funcionamiento especiales, se utilizan aleaciones especiales como Hastelloy®, Inconel® o Monel®.
También se emplean revestimientos parciales o totales de plástico (por ejemplo, PTFE), Halar® o Stelit® para altas tensiones químicas.
Las temperaturas muy elevadas o determinados gases agresivos requieren el uso de termopozos cerámicos.
Al seleccionar el material de los termopozos, debe tenerse siempre en cuenta la resistencia química al medio y la resistencia máxima admisible a la temperatura y la presión del material.