غلاف ترموکوپل یک پوشش محافظ است که از سنسور در برابر آسیب‌های فیزیکی، شیمیایی و حرارتی محافظت می‌کند. انتخاب غلاف مناسب بر اساس شرایط محیطی، دما و نوع کاربرد اهمیت بالایی دارد. در این مقاله به بررسی انواع غلاف‌های ترموکوپل و کاربردهای هرکدام پرداخته می‌شود.
ما در این مقاله در رابطه با ترموکوپل چیست؟ و انواع ترموکوپل به صورت مفصل صحبت کزده ایم.
انواع غلاف ترموکوپل
1. غلاف ترموکوپل فلزی:
غلاف‌های فلزی معمولاً از جنس‌هایی مانند استیل ضدزنگ، اینکونل، و تیتانیوم ساخته می‌شوند. این غلاف‌ها برای محیط‌هایی با فشار بالا و دماهای زیاد (معمولاً تا 1200 درجه سانتی‌گراد) مناسب هستند. غلاف‌های استیل ضدزنگ در محیط‌های مرطوب و خورنده که نیاز به مقاومت شیمیایی دارند، انتخاب ایده‌آلی محسوب می‌شوند. اینکونل نیز به دلیل مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون و حرارت‌های بسیار بالا، در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی کاربرد دارد.
2. غلاف ترموکوپل سرامیکی :
غلاف‌های سرامیکی به دلیل مقاومت بالای خود در برابر حرارت و خوردگی، در محیط‌های بسیار گرم (تا 1600 درجه سانتی‌گراد) و خورنده استفاده می‌شوند. این غلاف‌ها در صنایع فلزات، شیشه و سرامیک که دماهای بسیار بالا و محیط‌های تهاجمی حاکم است، کاربرد دارند. با این حال، سرامیک‌ها شکننده بوده و در برابر ضربات مکانیکی مقاومت کمی دارند.
3. غلاف ترموکوپل کامپوزیتی:
غلاف‌های کامپوزیتی از ترکیبی از مواد سرامیکی و فلزی تشکیل شده‌اند و برای محیط‌هایی که هم نیاز به مقاومت شیمیایی و هم مقاومت مکانیکی بالا دارند، مناسب هستند. این غلاف‌ها معمولاً در صنایع هوافضا و نظامی استفاده می‌شوند که هم دقت بالا و هم مقاومت به شرایط سخت محیطی لازم است.
4. غلاف ترموکوپل کوارتزی:
این نوع غلاف‌ها از جنس شیشه کوارتز ساخته شده‌اند و برای محیط‌های خنثی و غیرخورنده با دمای بالا کاربرد دارند. غلاف‌های کوارتزی به دلیل شفافیت حرارتی و مقاومت در برابر شوک‌های حرارتی، در آزمایشگاه‌ها و تحقیقات علمی استفاده می‌شوند.
5. غلاف ترموکوپل آلومینایی:
غلاف‌های آلومینایی از اکسید آلومینیوم ساخته شده و مقاومت بسیار بالایی در برابر دماهای بالا و خوردگی دارند. این غلاف‌ها در صنایع شیمیایی و فرآیندهایی که نیاز به دقت بالای دمایی دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
6. غلاف ترموکوپل نیکل آلیاژی (Monel):
غلاف‌های نیکلی که معمولاً با نام مونل شناخته می‌شوند، مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی ناشی از مواد شیمیایی و گازهای خورنده دارند. این غلاف‌ها برای محیط‌های خورنده مانند صنایع شیمیایی، دریایی و نفت و گاز که حاوی ترکیباتی مانند کلر، نمک و اسیدهای قوی هستند، مناسب هستند. همچنین این غلاف‌ها در برابر فشار بالا و دمای نسبتاً زیاد (تا حدود 1000 درجه سانتی‌گراد) مقاومت خوبی دارند.
7. غلاف ترموکوپل مولیبدنی:
مولیبدن یک فلز مقاوم در برابر دمای بسیار بالا است که توانایی تحمل دماهای فراتر از 2000 درجه سانتی‌گراد را دارد. غلاف‌های مولیبدنی برای کاربردهای خاص مانند کوره‌های الکتریکی با دماهای بالا و فرآیندهایی که نیاز به مقاومت در برابر اکسیداسیون و خزش دارند، استفاده می‌شوند. اما این غلاف‌ها در حضور اکسیژن آسیب‌پذیر هستند و بهتر است در محیط‌های خلأ یا گازهای محافظ استفاده شوند.
اگر تمایل به خرید ترموکوپل دارید کلیک کنید
معیارهای انتخاب و خرید غلاف ترموکوپل
در انتخاب غلاف‌های ترموکوپل، چندین فاکتور مهم وجود دارد که باید با توجه به شرایط کاری و محیطی در نظر گرفته شوند. این فاکتورها تأثیر مستقیم بر عملکرد، دقت و عمر ترموکوپل دارند. در ادامه به بررسی مهم‌ترین این فاکتورها می‌پردازیم:
1. دمای کاری:
دمای محیط کاری تأثیر زیادی بر نوع غلاف انتخابی دارد. غلاف‌های مختلف توانایی تحمل محدوده‌های دمایی متفاوتی دارند:
- غلاف‌های فلزی (مثل استیل ضدزنگ و اینکونل) برای دماهای تا 1200 درجه سانتی‌گراد مناسب هستند.
- غلاف‌های سرامیکی مقاومت بیشتری در برابر دماهای بالا (تا 1600 درجه سانتی‌گراد) دارند.
- غلاف‌های مولیبدنی حتی تا دماهای بالاتر از 2000 درجه سانتی‌گراد مقاوم هستند، اما باید در محیط‌های بدون اکسیژن استفاده شوند.
2. مقاومت در برابر خوردگی:
محیط‌های خورنده می‌توانند به ترموکوپل و غلاف آن آسیب بزنند. بنابراین مقاومت شیمیایی غلاف در برابر عوامل خورنده مثل اسیدها، بازها، نمک‌ها و گازهای خورنده بسیار مهم است:
- استیل ضدزنگ مقاومت خوبی در برابر محیط‌های خورنده و مرطوب دارد.
- اینکونل در برابر اکسیداسیون و گازهای خورنده بسیار مقاوم است.
- غلاف‌های نیکلی (مونل) برای محیط‌های خورنده قوی‌تر مانند صنایع شیمیایی و دریایی مناسب‌اند.
ما در این مقاله به بررسی فلنج استنلس استیل ضدزنگ 304 به صورت جزئی پرداخته ایم.
3. مقاومت مکانیکی:
مقاومت در برابر شوک‌های مکانیکی و ضربات فیزیکی نیز باید در نظر گرفته شود، مخصوصاً در محیط‌های صنعتی که احتمال برخورد یا ضربه وجود دارد:
- غلاف‌های فلزی مثل استیل ضدزنگ، مقاومت مکانیکی بالایی دارند.
- غلاف‌های سرامیکی شکننده‌اند و در برابر ضربات فیزیکی آسیب‌پذیرتر هستند، اما برای دماهای بالا بسیار مؤثرند.
4. مقاومت در برابر شوک حرارتی:
شوک‌های حرارتی ناشی از تغییرات سریع دما می‌تواند به غلاف‌ها آسیب بزند. برخی غلاف‌ها توانایی بیشتری در مقابله با این تغییرات دارند:
- غلاف‌های کوارتزی به دلیل توانایی بالا در مقابله با شوک حرارتی، برای کاربردهایی با تغییرات ناگهانی دما مناسب هستند.
- غلاف‌های فلزی معمولاً توانایی محدودی در برابر تغییرات ناگهانی دما دارند.
5. مقاومت در برابر فشار:
برخی از محیط‌ها مانند محیط‌های تحت فشار بالا (مثلاً در اعماق زمین یا زیر آب) نیاز به غلاف‌هایی دارند که فشار محیط را تحمل کنند:
- غلاف‌های فلزی به‌ویژه استیل و اینکونل، به دلیل استحکام مکانیکی خود برای محیط‌های پرفشار مناسب هستند.
- غلاف‌های سرامیکی مقاومت کمتری در برابر فشار دارند و ممکن است در محیط‌های پرفشار ترک بخورند.
6. محیط گازی یا مایع:
نوع محیطی که ترموکوپل در آن کار می‌کند، تأثیر مستقیم بر انتخاب غلاف دارد. در محیط‌های گازی یا مایع، شرایط خاصی مثل وجود مواد خورنده یا ترکیبات شیمیایی ممکن است مورد نیاز باشد:
- غلاف‌های نیکل یا مونل برای محیط‌های گازهای خورنده و محیط‌های دریایی ایده‌آل هستند.
- غلاف‌های آلومینایی و سرامیکی در محیط‌های گازی و مواد مذاب با دمای بالا کاربرد دارند.
7. هزینه و صرفه‌جویی:
هزینه ساخت و نگهداری غلاف‌ها می‌تواند یک فاکتور مهم باشد. غلاف‌های فلزی عموماً ارزان‌تر از غلاف‌های سرامیکی و کامپوزیتی هستند. انتخاب غلاف مناسب باید به گونه‌ای باشد که علاوه بر برآورده کردن نیازهای فنی، از نظر اقتصادی نیز مقرون به‌صرفه باشد.
8. عمر مفید:
عمر مفید غلاف بستگی به مقاومت آن در برابر عوامل مخرب مانند خوردگی، شوک حرارتی، فشار و تغییرات محیطی دارد. غلاف‌های با مواد مقاوم‌تر معمولاً طول عمر بیشتری دارند و هزینه‌های تعمیر و نگهداری کمتری در طولانی‌مدت ایجاد می‌کنند.
9. دقت اندازه‌گیری:
انتخاب نادرست غلاف می‌تواند بر دقت اندازه‌گیری تأثیر بگذارد. برخی غلاف‌ها به دلیل خواص حرارتی و انتقال دما، می‌توانند زمان پاسخگویی سنسور را کاهش دهند و بر دقت اندازه‌گیری تأثیر بگذارند.
10. وزن و اندازه:
برای برخی کاربردها، وزن و اندازه غلاف می‌تواند فاکتور مهمی باشد، مخصوصاً در فضاهای محدود یا کاربردهایی که وزن سبک نیاز است. غلاف‌های سرامیکی و کامپوزیتی معمولاً سبک‌تر از غلاف‌های فلزی هستند.
لینک مفید:
مشاوره قبل از خرید
برای کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با خرید محصولات می‌توانید با شماره تلفن‌های زیر تماس بگیرید: