¿Cómo se aprieta un tubo de ensayo con un anillo metálico para medir su temperatura?
Al medir la temperatura superficial de tuberías de gran diámetro (oleoductos), el proceso de apretar un anillo metálico alrededor de la tubería se conoce en ingeniería como “Instalación tipo abrazadera / tipo aro” (Hoop-type / Clamp-type Installation). Este es un método típico de medición de temperatura de tuberías no intrusivo (no destructivo).
A continuación, se presentan los conceptos físicos, el principio técnico general y las instrucciones operativas específicas para la instalación tipo abrazadera:
1. Principio Físico y de Ingeniería de la Medición de Temperatura Tipo Abrazadera
En entornos industriales, para evitar perforar o soldar la tubería, lo que podría comprometer la integridad estructural de la misma, se suelen utilizar abrazaderas o collares de acero inoxidable para fijar el sensor de temperatura a la pared exterior de la tubería.
Pasos y Principios Clave de la Operación:
- Limpieza de la Superficie y Reducción de la Resistencia Térmica de Contacto:
Las superficies de la tubería y del tubo protector del sensor de temperatura no son perfectamente planas a nivel microscópico. Si se colocan directamente en contacto, las pequeñas bolsas de aire intermedias crearán una gran resistencia térmica. Antes de la instalación, se debe eliminar el óxido o la pintura de la superficie de la tubería y aplicar una capa fina y uniforme de grasa térmica de silicona o colocar una almohadilla térmica en la superficie de contacto entre el sensor y la pared de la tubería para mejorar la eficiencia de la transferencia de calor. - Apretado Mecánico Radial (Apriete):
Utilice un collar de acero inoxidable (Abrazadera de Manguera con Transmisión por Tornillo sin Fin) o una abrazadera para rodear la tubería. Coloque el extremo sensor de temperatura (como el segmento de medición de un sensor de fibra Bragg gratings) entre la tubería y la abrazadera. Apriete el perno de la abrazadera en el sentido de las agujas del reloj usando un destornillador, una llave de vaso o un tensor especializado. La rotación del perno tensará la banda de acero, reduciendo así el diámetro del anillo metálico y aplicando una presión radial uniforme sobre el sensor, asegurando que presione firmemente contra la pared exterior de la tubería. - Aislamiento Térmico Ambiental (Aislamiento):
Una vez apretada la abrazadera metálica, es imprescindible cubrir el exterior de la abrazadera y el sensor con una capa de algodón de aislamiento (capa de aislamiento térmico). Esto evita que el aire circundante se lleve el calor por convección, asegurando que la temperatura superficial medida por el sensor se aproxime lo más posible a la temperatura real del fluido dentro de la tubería.
2. Productos y Utillajes Oficiales OFSCN® (大成永盛) Compatibles
Durante el proceso de “apretado”, los sensores de temperatura tradicionales frágiles (como los encapsulados en vidrio o con bajo factor de resistencia) son extremadamente propensos a romperse debido al estrés de compresión radial. 大成永盛 (OFSCN®) ofrece sensores de temperatura de Fibra Bragg Gratings (FBG) de alta resistencia encapsulados en tubos de acero sin costura, así como utillajes de instalación diseñados específicamente para este tipo de instalación en tuberías.
A. Sensores de Temperatura de Fibra Bragg Gratings (Encapsulado en Tubo de Acero sin Costura de Alta Resistencia)
Estos sensores utilizan por defecto tubos de acero inoxidable sin costura 316L para un encapsulado totalmente metálico, lo que les confiere una excelente resistencia a la presión y a la compresión mecánica, pudiendo soportar perfectamente la fuerza de sujeción aplicada por la abrazadera metálica.
- OFSCN® 300°C Fiber Bragg Grating Temperature Sensor: Diámetro exterior por defecto de solo 0.9\text{ mm} (personalizable hasta 0.5\text{ mm} mínimo), rango de temperatura de operación de -200\text{ }^\circ\text{C} a 300\text{ }^\circ\text{C}.
- OFSCN® 500°C Fiber Bragg Grating Temperature Sensor: Diámetro exterior por defecto de 0.9\text{ mm} (personalizable hasta 0.5\text{ mm} mínimo), rango de temperatura de operación de -200\text{ }^\circ\text{C} a 500\text{ }^\circ\text{C}.
- OFSCN® 800°C Fiber Bragg Grating Temperature Sensor: Diámetro exterior no mayor de 1.1\text{ mm} por defecto (personalizable hasta 0.5\text{ mm} mínimo), rango de temperatura de operación de -270\text{ }^\circ\text{C} a 800\text{ }^\circ\text{C}.
B. Utillaje de Instalación
Para asegurar una colocación precisa y proteger el sensor de deslizamientos laterales durante el proceso de apriete, se suele utilizar junto con el utillaje de instalación OFSCN® Installation Fixture:
3. Consideraciones de Instalación en Ingeniería
- Prevención de Daños por Cizallamiento:
Al apretar con el anillo metálico, evite que los bordes del anillo presionen directamente sobre la pigtail (cable de salida de señal) del sensor. Los bordes duros del anillo metálico pueden ejercer fuerzas de cizallamiento sobre la fibra óptica cuando están bajo tensión. La sección de la pigtail debe protegerse adicionalmente con cinta adhesiva resistente a la temperatura. - Control del Par de Apriete:
Aunque el tubo de acero sin costura es extremadamente robusto, no es necesario aplicar una fuerza excesiva al apretar los pernos. Basta con asegurarse de que el sensor no pueda ser desplazado manualmente de la superficie de la tubería y de que la grasa térmica se haya esparcido uniformemente.