|
Allgemeines
Thermoelemente mit auswechselbarem Meßeinsatz werden verwendet zur Temperaturmessung in
· Behältern und Rohrleitungen,
· in gasförmigen und flüssigen Medien wie Luft, Dampf, Gasen, Wasser, Öl usw.,
· im Nieder- und Hochdruckbereich.
Dieser Katalog enthält einbaufertige Thermoelemente sowie leere Armaturen (ohne Meßeinsatz)
· für Einsatztemperaturen bis 1000 °C,
· für Drücke bis 650 bar,
· auch für Einsatz in explosionsgefährdeten Räumen und Anlagen.
Alle Armaturen dieses Kataloges können durch Austausch des Meßeinsatzes zum Widerstands-thermometer umgerüstet werden.
Aufbau und Typenwahl
Das äußere Schutzrohr wird durch eine Schraub-, Schweiß- oder Flanschverbindung mit dem Behälter oder der Rohrleitung verbunden. Der Meßeinsatz mit dem darin eingebauten Thermopaar wird in das Schutzrohr eingeschoben und im Anschlußkopf mit der Ausgleichsleitung verbunden. Er kann ohne Betriebsunterbrechung ausgetauscht werden.
Schutzrohre und Befestigungen
Die Auswahl eines Schutzrohres richtet sich nach den räumlichen Verhältnissen am Einbauort (Befestigungsart) sowie nach den Beanspruchungen durch Temperatur, Druck, Strömung und chemischen Angriff.
Ausführliche Hinweise über günstigen Einbau von Thermoelementen finden sich in den VDE-VDI-Richtlinien.
Beständigkeit metallener Schutzrohrwerkstoffe:
· St 35.8 WNr. 1.0305
für Temperaturen max. 550 °C an Luft. Geringe Beständigkeit gegen schwefelhaltige Gase; mittlere Beständigkeit gegen stickstoffhaltige Gase
· St 35.8 WNr. 1.0305 - feueremalliert
für Temperaturen max. 550 °C, max. 1 bar Überdruck für den Niederdruckbereich in Öfen, Rauchgaskanälen und Behältern
· X10Cr Al 24 WNr. 1.4762
für Temperaturen max. 1200 °C an Luft. Große Beständigkeit gegen schwefelhaltige Gase; geringe Beständigkeit gegen stickstoffhaltige Gase
· 13 Cr Mo 44 WNr. 1.7335
· 10 Cr Mo 9 10 WNr. 1.7380
warmfeste Cr-Mo-Stähle, entsprechend den AD-Merkblättern in Druckbehältern für Betriebstemperaturen max. 560 °C geeignet
· X 8 Cr Ni Nb 16 13 WNr. 1.4961 hochwarmfester austenitischer Stahl, entsprechend den AD-Merkblättern in Druckbehältern für Betriebstemperaturen max. 750 °C
· C 22 WNr. 1.0402 unlegierter Kohlenstoffstahl, entsprechend den AD-Merkblättern in Druckbehältern für Betriebstemperaturen max. 450 °C geeignet
· Cu Sn 6 WNr. 2.1020 Kupfer-Zinn-Knetlegierung mit guten Wärmeleiteigenschaften und Korrosionsbeständigkeit (z. B. in Seewasser), Betriebstemperaturen max. 250 °C
· X 6 Cr Ni Ti 18 10 WNr. 1.4541
· X 6 Cr Ni Mo Ti 17 22 2 WNr. 1.4571 Temperaturen max. 700 °C an Luft geeignet; nichtrostende und säurebeständige Stähle, vorwiegend für die Chemie und Petrochemie; gute Beständigkeit in aggressiven Medien wie z. B. bei der Warmwasseraufbereitung, in Dampfkraftwerken und in der Nahrungsmittelindustrie
Für extreme Korrisionsbedingungen können Schutzrohre aus Sonderwerkstoffen geliefert werden,
z.B. aus:
· WNr. 1.4841, 2.4816, 2.4858, 2.4610, 2.4617, Titan, Tantal usw.
· Kupfer oder Stahl mit Überzug aus Tantal
· Stahl oder nichtr. Stahl mit Teflon-Beschichtung
· Bepanzerungen gegen Abrieb für verschiedene Temperaturbereiche
Zweckmäßig ist es, für das Schutzrohr möglichst den gleichen Werkstoff zu verwenden, aus dem der Behälter, die Rohrleitung usw. der Einbaustelle besteht.
Aufgeschweißte Einschraubzapfen oder Flansche bestehen im Allgemeinen aus Werkstoffen der gleichen Legierungsgruppe wie die Schutzrohre.
Insbesondere die Frage der chemischen Beständigkeit muss in jedem Einzelfall sorgfältig geprüft werden; oft bringen erst Betriebsversuche Aufschluss, da schon geringe Verunreinigungen im Medium das Verhalten eines Werkstoffes stark verändern können.
Die Belastbarkeit von Schutzrohren hängt von zahlreichen Faktoren ab und lässt sich nur näherungs-weise berechnen. Richtwerte können aus den Belastungsdiagrammen am Ende dieses Kataloges (nach DIN 43763) entnommen werden, die für senkrechte Anströmung gelten.
Abweichende Einbaulängen, die Verwendung anderer Schutzrohrwerkstoffe mit abweichendem Dauerstandverhalten, andere Anströmungsverhältnisse, Medien mit anderer Dichte oder zusätzliche Korrosionsbeanspruchungen führen zu anderen Belastungsgrenzen.
Meßeinsätze
Thermoelement-Meßeinsätze mit 1 oder 2 Thermopaaren stehen in zwei Bauarten zur Verfügung:
· Typ TM mit Einsatzrohr. Die Thermodrähte sind in Keramik-Mehrlochkapillaren in ein Einsatzrohr aus Edelstahl eingebaut.
· Typ TM-F mit Mantelleitung. In einen äußeren Edelstahlmantel sind die Thermodrähte in hoch verdichtetes MgO- oder Al2O3-Pulverfest eingebettet. Diese Meßeinsätze sind besonders erschütterungsfest.
Maximale Einsatztemperaturen von Meßeinsätzen:
|
Thermopaar-Typ
|
TM mit Einsatzrohr
|
TM-F mit Mantelleitung
|
|
L,J
K,N
S
|
600 °C
850 °C
--
|
800 °C
1100 °C
1100 °C1)
|
- 1) ab 900 °C Gefahr des Stabilitätsverlustes durch 2.4816 Werkstoffabscheidungen
Die Thermospannungen entsprechen
· DIN IEC 584 Toleranzklasse 1 bzw.
· DIN 43710
Achtung:
Für das Thermopaar Fe-CuNi ist bei Neuanlagen nur noch der Typ J nach DIN IEC 584 zulässig. Die Grundwerte unterscheiden sich vom bisherigen Typ L Nach DIN 43710, welcher nur noch zum Ersatz in bestehenden Anlagen verwendet werden soll.
Die Meßstellen der Thermopaare sind elektrisch vom Einsatzrohr bzw. vom Mantel isoliert. Die punkt-förmige Meßstelle liegt wenige mm vor dem Boden des Einsatzrohres.
Das Einsatzrohr bzw. der Meßeinsatzmantel ist mit einem keramischen Anschlußsockel verbunden, der mit 2 Schrauben im Anschlußkopf befestigt wird. Durch Andrückfedern wird die Spitze des Meßeinsatzes gegen den Boden des Schutzrohres gedrückt. Dadurch wird ein besserer Wärmeübergang erreicht, Vibrationen des Meßeinsatzes werden vermieden und Wärmedehnungen ausgeglichen.
Für die explosionsgeschützten Ausführungen EExd werden spezielle, den Ex-Schutz-Bestimmungen entsprechende Mantelleitungs-Meßeinsätze verwendet, die jeweils nur in die Armaturen der betreffenden Schutzart eingebaut werden können.
Meßeinsätze nach anderen Normen, Toleranzen oder Ausführungen zum Einbau in die Schutzarmaturen dieses Kataloges werden in unserem Katalog „Meßeinsätze“ angeboten.
Die Bestellung eines Thermoelementes erfolgt dann über 2 Bestellnummern:
· Typ der Armatur „ohne Meßeinsatz“ aus dem Variantenprogramm
· Typ des Meßeinsatzes aus unserem Katalog „Meßeinsätze“
Anmerkung:
Die maximale Betriebstemperatur einer Armatur ist die kleinere Komponente von Meßeinsatz und Schutzrohr.
Anschlußköpfe
Für unterschiedliche Betriebsbedingungen stehen 6 Ausführungen mit Anschlußmaßen nach DIN 43729 zur Verfügung.
Alle Ausführungen sind spritzwasserdicht, Schutzart IP 53, 54 bzw. IP 65. Sie sind geeignet für Umgebungstemperaturen bis 200 °C, bzw. 120 °C für die Kunststoffausführung.
Für unsere gesamten Standardausführungen wird der Anschlußkopf Typ BUS, bzw. C verwendet, der sich besonders bewährt hat. Für Ex-geschützte Thermoelemente finden Spezial-Anschlußköpfe Verwendung.
Schnellansprechende Thermoelemente
Schutzrohre nach DIN haben durch ihre stabile Bauform eine verhältnismäßig große Masse; die Folge hiervon ist eine längere Ansprechzeit des Meßfühlers.
Schnellansprechende Thermoelemente haben eine verjüngte Schutzrohrspitze und enthalten dünnere Mantelleitungs-Meßeinsätze. Dadurch wird die Wärmekapazität des Meßfühlers stark verringert und die Ansprechzeit erheblich verkürzt, ohne dass die mechanische Belastbarkeit des Thermoelementes merkbar beeinträchtigt wird.
Die Tabelle gibt Richtwerte über die Ansprechzeiten schnellansprechender Thermoelemente (gemessen zwischen 20 und 100 °C) im Vergleich zu Meßeinsätzen ohne zusätzliches äußeres Schutzrohr.
|
Ansprechzeiten (Richtwerte) in Sekunden
|
|
|
|
im Wasser, v = 0,4 m/s
|
an Luft, v = 3 m/s
|
|
|
Typ
|
0,5
Wertzeit
|
0,9
Wertzeit
|
0,5
Wertzeit
|
0,9
Wertzeit
|
|
Thermo-
|
AS, BS, CS
|
10
|
35
|
60
|
180
|
|
element
|
D4S
|
12
|
43
|
145
|
450
|
|
|
D5S
|
14
|
45
|
180
|
510
|
|
|
TM 6 mm
|
15
|
40
|
50
|
140
|
|
Meßeinsatz
|
TM-F 6 mm
|
3,0
|
7,5
|
45
|
120
|
|
|
TM-F 3 mm
|
0,8
|
2,1
|
15
|
48
|
Meßumformer
Alle Fühler dieses Kataloges (außer Typ KTH und KT) können mit eingebautem Meßumformer ausgestattet werden. Es sind 2 Versionen möglich:
· Meßeinsatz und Meßumformer als eine Einheit
· Meßeinsatz und Meßumformer als getrennte Einheiten, wobei der Anschlußkopf mit hohem Deckel versehen ist und der Meßumformer in diesem montiert ist. Vorteil: Meßeinsatz und Meßumformer sind getrennt auswechselbar
Explosionsschutz
Thermoelemente Typ A, B, C, F, D und PC sind auch in Schutzart Eexib II CT4 bis T6 lieferbar, geeignet zum Einbau in eigensicheren Stromkreisen gemäß PTB-Konformitätsbescheinigung
Nr. Ex-80/2006x.
Einschweiß-Schutzrohre Typ D nach DIN 43763
Die von uns verwendeten Schutzrohre sind gemäß DIN 43763 gefertigt. Diese Norm schreibt u. a. Werkstoff- und Druckprüfung vor.
Lieferprogramm
Die Produktgruppe „Thermoelemente mit auswechselbarem Meßeinsatz“ umfasst 6 Grundtypen, die auf den Übersichtsseiten dargestellt sind.
Standardausführungen
Standardausführungen sind eine Auswahl besonders häufig angewendeter Bauformen. Sie sind kurzfristig, häufig ab Lager lieferbar und werden auch bei kleinen Stückzahlen preisgünstig angeboten.
Varianten
Varianten erweitern den Umfang des Standardprogramms durch Kombinieren von Bauformen, Werkstoffen und Abmessungen
Durch Verwendung standardisierter Baugruppen und Einzelteile lassen sich eine Vielzahl von Ausführungsformen, mit denen die meisten anwendungstechnischen Forderungen erfüllt werden können, kurzfristig und rationell herstellen.
Sonderausführungen
Sonderausführungen für spezielle Einsatzzwecke, die z. B.
· andere Schutzrohrwerkstoffe,
· metallene oder nichtmetallene Schutzrohrbeschichtungen, oder
· andere Dimensionen
erfordern, sind auf besondere Anfrage lieferbar. Wir bitten dazu um folgende Informationen:
· Beschreibung des Meßproblems und der Einbauverhältnisse ( möglichst mit Skizze)
· Beschreibung des Meßfühlers (Abmessungen und Werkstoffe) wenn bereits Vorstellungen zur Konstruktion bestehen
· Angabe der Bestell-, Zeichnungs- oder Auftragsnummer, wenn früher bereits eine ähnliche Sonderausführung von uns bezogen wurde.
Einzelteile
Meßeinsätze, Schutzrohre und hlußköpfe der Katalogtypen können auch als Baugruppen bzw. Einzelteile bezogen werden.
|
