금속 링으로 튜브를 조여 온도를 측정하려면 어떻게 해야 합니까?
대구경 파이프(배관) 표면 온도 측정 시, 금속 링으로 조이는 공정을 엔지니어링에서는 “밴드형 설치”(Hoop-type / Clamp-type Installation)라고 합니다. 이는 전형적인 비침습식(비파괴) 배관 온도 측정 방법입니다.
밴드형 설치의 물리적 개념, 일반적인 기술 원리 및 구체적인 작업 지침은 다음과 같습니다.
1. 밴드형 온도 측정의 물리 및 엔지니어링 원리
산업 현장에서는 배관에 구멍을 뚫거나 용접하여 배관의 압력 지지 구조를 손상시키는 것을 피하기 위해, 스테인리스 스틸 밴드나 호스 클램프를 사용하여 온도 센서를 배관 외벽에 고정합니다.
핵심 작업 단계 및 원리:
- 표면 세척 및 접촉 열 저항 감소:
배관 표면과 온도 센서의 보호관은 미세한 수준에서 절대적으로 평평하지 않기 때문에, 직접 접촉 시 사이에 존재하는 공기 틈이 거대한 접촉 열 저항을 형성합니다. 설치 전에 배관 표면의 녹이나 페인트를 반드시 제거하고, 센서와 배관 벽의 접촉면에 얇고 균일한 서멀 그리스 또는 서멀 패드를 도포하여 열전도 효율을 높여야 합니다. - 방사상 기계적 고정(조이기):
스테인리스 스틸 호스 클램프(Worm Drive Hose Clamp) 또는 밴드를 사용하여 배관을 감쌉니다. 온도 센서의 감온부(예: 광섬유 브래그 격자 센서의 측정 구간)를 배관과 밴드 사이에 배치하고, 드라이버, 소켓 렌치 또는 전용 텐셔너를 사용하여 밴드의 볼트를 시계 방향으로 조입니다. 볼트 회전은 강철 밴드를 당겨 금속 링의 직경을 줄이며, 센서에 균일한 방사상 압력을 가하여 배관 외벽에 단단히 밀착시킵니다. - 환경 단열(보온):
금속 링을 조인 후에는 반드시 밴드와 센서 외부를 **보온재(단열층)**로 감싸야 합니다. 이는 외부 공기 대류에 의한 열 손실을 방지하고, 센서가 측정하는 표면 온도가 배관 내부 유체의 실제 온도에 최대한 가깝도록 보장합니다.
2. OFSCN® (북경 대성 영성 과학 기술 유한 회사) 공식 제품 및 지그
“조이는” 과정에서 전통적인 취성 온도 센서(예: 유리 캡슐 또는 약한 강도 캡슐)는 방사상 압축 응력으로 인해 쉽게 파손될 수 있습니다. 대성 영성 (OFSCN®)은 무봉 탄소강관으로 캡슐화된 고강도 광섬유 브래그 격자(FBG) 온도 센서와 이러한 배관 설치에 특화된 설치 지그를 제공합니다.
A. 광섬유 브래그 격자 온도 센서(고압축 무봉 탄소강관 캡슐화)
이 센서는 기본적으로 316L 스테인리스 스틸 무봉 탄소강관으로 완전 금속 캡슐화되어 있어, 금속 밴드가 가하는 고정력을 완벽하게 견딜 수 있는 탁월한 내압 및 기계적 압축 저항 능력을 갖추고 있습니다.
- OFSCN® 300°C Fiber Bragg Grating Temperature Sensor: 기본 외경은 0.9\text{ mm} (최소 0.5\text{ mm} 까지 맞춤 제작 가능)이며, 작동 온도 범위는 -200\text{ }^\circ\text{C} 에서 300\text{ }^\circ\text{C} 입니다.
- OFSCN® 500°C Fiber Bragg Grating Temperature Sensor: 기본 외경은 0.9\text{ mm} (최소 0.5\text{ mm} 까지 맞춤 제작 가능)이며, 작동 온도 범위는 -200\text{ }^\circ\text{C} 에서 500\text{ }^\circ\text{C} 입니다.
- OFSCN® 800°C Fiber Bragg Grating Temperature Sensor: 기본 외경은 1.1\text{ mm} 이하 (최소 0.5\text{ mm} 까지 맞춤 제작 가능)이며, 작동 온도 범위는 -270\text{ }^\circ\text{C} 에서 800\text{ }^\circ\text{C} 입니다.
B. 설치 지그
조이는 과정에서 센서를 정확하게 위치시키고 측면 미끄러짐을 방지하기 위해, 일반적으로 OFSCN® Installation Fixture 설치 지그와 함께 사용됩니다.
3. 엔지니어링 설치 주의사항
- 전단 손상 방지:
금속 링으로 조일 때, 금속 링의 가장자리가 센서의 테일 와이어(신호 인출선)에 직접 닿지 않도록 주의해야 합니다. 금속 링의 단단한 가장자리는 하중을 받을 때 광섬유에 전단력을 가하기 쉽습니다. 테일 와이어 부분은 내열 테이프로 추가적인 보호 조치를 해야 합니다. - 조임 토크 제어:
무봉 탄소강관은 매우 견고하지만, 볼트를 조일 때 무한정 힘을 가할 필요는 없습니다. 센서가 배관 표면에서 수동으로 움직이지 않고, 서멀 그리스가 균일하게 압착될 정도면 충분합니다.