온도센서
써모웰
써모웰(Thermowell)은 Drilled Bar와 Flange 등으로 구성되며 고압, 고속의 유체가 흐르는 온도측정장소에서 온도센서를 보호하기 위해 널리 사용되고 있습니다.
써모웰은 고객의 플랜트 또는 프로세스에 적합하게 설계되고 제작되어야 하며 엄격한 검사 및 시험을 통해 제품의 신뢰성이 확보되어야 합니다.
㈜우진는 축적된 기술을 바탕으로 고객의 다양한 환경에 적합한 써모웰은 물론 고객의 특수한 환경에 최적화한 오버레이 또는 용사, 유리코팅, 테프론 라이닝, 텅스텐 코팅을 적용한 제품을 공급하고 있습니다.
강도계산
써모웰은 외팔보(cantilever)의 형태로 공정 배관에 설치되어 공정 조건으로부터 온도 센서를 보호하는 역할을 합니다.
공정의 유체가 온도, 압력, 유속을 가지고 써모웰 주변을 지나므로 층류, 난류 및 천이류의 다운스트림에 의한 저압 와류가 생성됩니다.
유체 흐름 방향의 항력과 교차하는 와류발산에 의해 생성되는 양력에 의한 복합 응력으로 써모웰에 피로 유발로 인한 기계 고장을 일으킬 수 있습니다.
배관 설계자는 다양한 도구를 사용하여 써모웰 고장을 예측하고 피하는 노력을 하고 있으며 현재는 ASME PTC 19.3 TW-2016가 대다수 써모웰에 대한 설계 표준이 되었습니다.
ASME PTC 19.3 TW-2016은 써모웰에 대한 특정한 공정조건에서 4가지 양적 기준으로 고장예측을 하고 있습니다.
1. 주파수 제한(Frequency Limit) : 써모웰의 공진 주파수가 충분히 높아서 유체 흐름에 의해 파괴적인 진동이 여기되지 않아야 합니다.
2. 동적응력 제한(Dynamic Stress Limit) : 기본 동적 응력의 최대값이 응력 한계의 허용수치를 초과하지 않아야 합니다.
3. 정적응력 제한(Static Stress Limit) : 써모웰에서 평형 상태 응력의 최대값이 Von mises criteria에서 정하는 허용 응력을 초과하지 않아야 합니다.
4. 수압 제한(Hydrostatic Pressure Limit) : 외부 압력이 써모웰 끝부분, 몸통, 플랜지, 나사산의 압력 등급을 초과하지 않아야 합니다.
또한, 공정 환경에 대한 써모웰 재질의 적합성도 고려해야 합니다. 즉 설계자는 부식 및 침식이 써모웰에 미치는 영향과 공정에서 노출시 재질 특성에 미치는 영향에 대해 평가해야 합니다.
