O que é um poço termométrico?
Poços termométricos | Termômetros bimetálicos | Termorresistência e termopar
O poço termométrico é um equipamento projetado para proteger instrumentos de temperatura dos efeitos nocivos de meios corrosivos, das altas pressões e dos esforços causados pelo processo em aplicações industriais. Sem a proteção de um poço termométrico, os instrumentos de temperatura podem ficar inoperantes, colocando toda a sua operação em risco.
Criamos este artigo para fornecer uma base de informações sobre poços termométricos. Se você é um iniciante no setor ou apenas quer uma atualização sobre como os poços funcionam, este é um ótimo lugar para começar.
Neste artigo, você descobrirá onde os poços termométricos são usados, aprenderá sobre os diferentes tipos de poços termométricos, verá como eles se conectam ao processo e muito mais.
Como os poços termométricos são utilizados?
Os poços termométricos são feitos de barras de metais apropriados, que posteriormente confeccionados em processos altamente precisos, dispõem de furações e roscas internas onde é inserido o instrumento de temperatura, como um termômetro bimetálico, termômetro acionado por gás, uma termorresistência ou um termopar. O poço termométrico atua então, como uma proteção que evita que a corrosão, pressão do processo e que altas velocidades danifiquem os instrumentos. Os poços termométricos protegem o seu processo, o meio ambiente e a sua equipe.
Você pode encontrá-los poços termométricos em aplicações industriais que exigem monitoramento de temperaturas extremas de ar, gás ou líquido em ambientes extremos.
Exemplos incluem:
Figura 1. Ambientes de temperaturas extremas.
Quais são as partes de um poço termométrico?
Aqui estão as partes fundamentais de um poço termométrico, começando pela sua parte superior.
Figura 2. Diferentes partes de um poço termométrico.
Como selecionar o poço termométrico apropriado para sua aplicação?
Ao selecioná-lo, há muitos fatores que você precisa considerar:
Compatibilidade de materiais
Os poços são feitos com muitos tipos de materiais e níveis de classificação. Os materiais variam de aço carbono, aço ligados, aço inoxidável, aço inoxidável duplex e materiais exóticos como Monel®, Inconel®, Hastelloy® e outros. Antes de escolher qual é o melhor para suas aplicações, você deve:
• Verificar se a seleção do material é compatível com o meio do processo, bem como com a tubulação ou o recipiente da aplicação.
• Considerar a temperatura do meio de processo, pois pode desempenhar um papel importante na corrosão.
• Conhecer os esforços do processo no poço termométrico. Os poços termométricos geralmente falham devido as tensões geradas pelo processo, causadas normalmente por elevadas vazões de processo, é, não, pelos efeitos da temperatura e pressão, como muitos acreditam.
Tipos de conexão ao processo
Após selecionar o material do poço termométrico compatível com seu meio de processo, você precisará determinar como deseja que ele se conecte ao processo. Há muitos tipos de conexão para escolher, mas vamos nos concentrar nas três mais comuns.
• Roscado: Poços termométricos roscados são normalmente a opção mais utilizada devido a seu baixo custo e facilidade de instalação e manutenção.
Figura 3. Poços termométricos roscados.
• Flangeado: Os poços flangeados são aparafusados a um contra flange que geralmente é instalado em um bocal conectado à sua tubulação ou vaso. Os flanges vêm em vários tamanhos, tipos de faces de vedação e classes de pressão, comum conforme norma ASME B16.5.
As dimensões mais comuns são de 1”, 1 ½” ou 2”, os tipos de face são face com ressalto, face plana ou junta de anel com classes de pressão de 150#, 300#, 600# ou classes até 2500#. Se necessário, flanges em conformidade para os mercados europeus e asiáticos (DIN, EN ou JIS), ou flanges personalizados também estão disponíveis para atender às várias demandas do mercado.
Figura 4. Poços termométricos flangeados.
• Soldados: Poços termométricos são soldados diretamente em seu vaso ou tubulação ou soldados em um soquete que foi soldado na tubulação ou vaso.
Figura 5. Poços termométricos soldados.
Tipos de haste
Esta é a parte do poço termométrico que é inserida no seu processo. Os tipos de haste são retos, escalonados e cônicos.
• Hastes retas são o design original de haste para um tubo de proteção ou poço termométrico. Isso tem o mesmo diâmetro externo da raiz até a ponta. Eles são os poços mais robustos, recomendados em aplicações expostas a corrosão e/ou abrasão.
• Hastes escalonadas têm uma parede de diâmetro menor na ponta do que na raiz do poço, proporcionando rigidez e um tempo de resposta mais rápido, já que as primeiras 2 ½ polegadas têm um diâmetro externo reduzido para melhorar a transferência de calor.
• Hastes cônicas têm um diâmetro de ponta menor que a base ou raiz do poço e são normalmente as mais comuns devido à sua maior resistência à vibração e tempo de resposta.
Figura 6. Diferentes tipos de hastes.
Compreendendo os efeitos do processo nos poços termométricos:
Conforme mencionado anteriormente, os poços termométricos geralmente falham devido aos esforços dinâmicos do processo, e, não, pelos efeitos da temperatura e da pressão. A figura abaixo dá uma ideia da turbulência que pode ser criada pelo processo.
Para determinar se seu poço é adequado para sua aplicação, padrões normativos foram desenvolvidos para calcular os esforços no poço termométrico. Estes padrões avaliam as forças causadas pela pressão externa e a combinação de forças estáticas e dinâmicas resultantes geradas pelo fluido. Esta análise é normalmente conhecida como cálculo da “frequência de ressonância”, executada pela norma ASME PTC 19.3 TW.
Figura 7: 
Uma esteira de vórtices é a região de fluxo circulante imediatamente atrás de um corpo sólido em movimento ou estacionário “parado”, causada pela vazão do fluido circundante. Os vórtices alternados que ocorrem conforme o meio flui pela haste criam turbulência. Isso faz com que o poço termométrico ressoe ou oscile. Esse fenômeno é conhecido também como desprendimento de vórtice ou esteira von Kármán
A taxa de desprendimento é calculada e comparada à frequência natural do poço termométrico. Se a frequência for muito próxima da frequência natural do poço, o desprendimento de vórtices pode danificar o poço, resultando em danos ao instrumento de temperatura e mais adiante no seu processo, conforme a haste quebrada flui pelo seu sistema.
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