Cannes pyrométriques industrielles

Sommaire

1. Matériaux de gaine
2. Raccordement mécaniques
3. Capacités en température
4. Ensembles de thermocouples à insert
5. Gaines de protection
   1. Pour les thermocouples
   2. Pour les thermorésistances (RTD)
6. Gaines céramiques pour hautes températures
7. Doigts de gant
8. Résumé

Pour des environnements industriels exigeants, des ensembles de capteurs pour usage intensif offrent une protection robuste et des performances à haute température. Ces solutions résistantes aux intempéries sont généralement associées à des gaines de protection métalliques robustes , disponibles en droites et coudées, pour des mesures en un point ou multipoints .

Gaines de protection métalliques

Le choix du matériau de gaine dépend de l’environnement de service et de la plage de températures. Les options courantes incluent :

• Fonte et acier doux
  Économiques pour des applications générales.
• Alliages d’acier inoxydable
  Offrent une bonne résistance à la corrosion et à l’oxydation.
• Alliages nickel-chrome, fer-nickel, chrome-fer
  Choisis pour des températures plus élevées ou des environnements corrosifs.

Raccordements mécaniques

Les assemblages peuvent inclure :

• Brides réglables
• Bagues soudées ou réglables

Ces raccords offrent de la flexibilité pour l'installation et la maintenance.

Températures admissibles

• Jusqu'à 1 250 °C avec des thermocouples à gaine métallique standard.
• Jusqu'à 1 600 °C en utilisant gaines de protection en céramique , disponibles en :
• Porcelaine d'alumine (Pythagoras)
• Alumine recristallisée (Alsint)
• Mullite
• Carbure de silicium

Thermocouples à insert interchangeable

Les capteurs à insert sont compatibles avec toutes les têtes de raccordement courantes et configurations de gaine, y compris :

• Tubes de protection métalliques
• Gaines secondaires en céramique
• Doigts de gant

Ils comportent souvent :

• Une étancheité intégrée
• Borniers céramiques , certains avec connecteurs à ressort pour un contact optimal de la pointe
• En option transmetteurs montés en tête

Gaines de protection

Les gaines protègent le capteur des environnements sévères tout en permettant une mesure précise de la température. Le choix du matériau est crucial et varie selon le type de capteur et l'environnement.

Pour les thermocouples

• Tubes métalliques (jusqu'à 1 250 °C) avec des thermocouples en métaux de base.
• Tubes en céramiques (jusqu'à 1 600 °C)  avec des thermocouples au platine.

Matériaux courants et limites de température

Pour les sondes Pt100

Les capteurs Pt100 sont sensibles à la contamination à haute température, en particulier par les métaux de base. Par conséquent, des matériaux spécialisés sont utilisés :

• Acier inoxydable 316 – Résistant à la corrosion
• Acier au chrome-nickel 310 – Bonne tenue dans les atmosphères sulfurées
• Inconel 600 / Incoloy 800 – Haute résistance à la corrosion, ne convient pas pour le soufre à haute température
• Nickel et alliages de nickel – Pour les applications corrosives
• Revêtements fluoroplastiques – Pour des environnements chimiques corrosifs

Les options céramiques comprennent alumine recristallisée , utilisée lorsque des températures plus élevées ou une inertie chimique sont requises.

Gaines céramiques pour hautes températures

Pour des températures extrêmes ou des environnements corrosifs où les métaux sont inadaptés, on utilise des gaines céramiques :

Diamètres extérieurs standard de 4 mm à 50 mm, avec des longueurs jusqu'à plus de 2 m disponibles.

Doigts de gant

Doigts de gant  sont des tubes de protection à extrémité fermée, conçus pour l'insertion de thermocouples ou de Pt100. Ils offrent une excellente protection mécanique et isolation du process , permettant le retrait du capteur sans interruption du système.

Construction et conception

• Comportent généralement un raccord process mâle à filetage conique et une entrée femelle pour capteur .
• Conçus pour minimiser l'espace d'air pour une meilleure réponse thermique et étanchéité à l'atmosphère mesurée  .
• Peut inclure une extrémité à alésage réduit pour un meilleur contact du capteur et une réponse plus rapide.

Matériaux et températures maximales

Ces matériaux sont sélectionnés en fonction des mêmes contraintes environnementales que pour les gaines de protection.

Résumé

• Gaines de protection métalliques (jusqu'à ~1 250 °C) : Courantes dans les applications industrielles utilisant des thermocouples en métaux de base ; la sélection des matériaux inclut les aciers inoxydables, l'Inconel 600, l'Incoloy 800, etc.
• Gaines de protection céramiques (jusqu'à ~1 800 °C) : Utilisées avec des thermocouples au platine ou dans des environnements corrosifs et à haute température. L'alumine recristallisée, la mullite et le carbure de silicium offrent chacun des avantages spécifiques.
• Ensembles d'inserts : Compatibles avec des gaines métalliques et céramiques, avec bornier ou transmetteur monté en tête. Les conceptions à ressort améliorent le contact et le transfert thermique.
• Applications Pt100 : Nécessitent une sélection minutieuse des matériaux en raison de la sensibilité du platine ; les gaines en Inconel, Incoloy et revêtues de fluoroplastique sont des choix courants.
• Doigts de gant : Offrent une protection mécanique des éléments de capteur dans les environnements de procédé. Des conceptions normalisées sont disponibles en laiton, aciers inoxydables, Inconel et Incoloy.

Astuce : Les choix de matériaux et de conception doivent être guidés par la  plage de température requise, le type d'atmosphère  (oxydante, réductrice, corrosive), contrainte mécanique, et type de capteur .

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