Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
В сложной сфере нефтехимической промышленности, где сходимость летучих соединений, сложных реакций и строгих мер безопасности имеет первостепенное значение, выделяется один критический фактор – точный контроль температуры. В этом сложном ландшафте роль термопары становится ключевой. Эти незаменимые датчики температуры играют многогранную роль, предлагая множество преимуществ, которые в совокупности повышают операционную эффективность, увеличивают производительность и обеспечивают соблюдение строгих стандартов безопасности, определяющих отрасль.
Нефтехимический сектор – это обширная область, охватывающая широкий спектр продуктов, получаемых из нефти и природного газа, включая, помимо прочего, пластмассы, моющие средства, косметику, растворители, удобрения, синтетические ткани, асфальт и фармацевтические препараты. Процессы, связанные с преобразованием сырья в эти конечные продукты, включают сложные реакции, разделение и трансформацию, которые все вращаются вокруг ключевого аспекта – контроля температуры.
В основе этих процессов лежит взаимосвязь между химическими реакциями и катализаторами, каждый из которых уникальным образом зависит от определенных температурных порогов для достижения оптимальных результатов как по количеству, так и по качеству. Именно в этом контексте на первый план выходят термопары, предлагая сочетание точности и адаптируемости в широком диапазоне температур. Предоставляя данные о температуре реакций в реальном времени, термопары дают операторам возможность принимать обоснованные решения, тем самым не только повышая эффективность реакций, но и смягчая потенциально дорогостоящие отклонения, которые могут поставить под угрозу как сам процесс, так и конечный продукт.
Спектр процессов в нефтехимической промышленности характеризуется не только замысловатой химией, но и жесткими требованиями безопасности. Многие материалы, используемые в процессах, могут обладать коррозионными свойствами или нести повышенные риски воспламенения. В таких опасных и агрессивных средах надежная работа датчиков температуры приобретает первостепенное значение. Точные измерения температуры не только обеспечивают целостность текущего процесса, но и играют решающую роль в обеспечении благополучия персонала и долговечности оборудования.
В нефтегазовом секторе, где эффективное управление углеводородами является не просто задачей, а обязательством. В этих условиях использование взрывозащищенных (Ex d) или искробезопасных (Ex i) термопарных сборок не просто рекомендуется, а является обязательным. Точное измерение таких параметров, как уровень, расход, давление и температура, становится прочной основой для поддержания точного и непрерывного контроля процесса, обеспечивая бесперебойное выполнение операций при соблюдении строгих стандартов безопасности, присущих отрасли.
Диапазоны температур, в которых работают термопары в нефтехимическом секторе, широки. Требования варьируются от криогенных температур, преобладающих в газодобыче и опускающихся значительно ниже нуля, до превышающих 800°C (1472°F) в таких операциях, как печи крекинга и установки регенерации серы, а также факельные системы. Адаптивность термопар к такому обширному диапазону термических условий демонстрирует инженерное мастерство и полезность термопар.
Для нефтехимической промышленности используются специальные компоненты с термопарой, такие как защитные гильзы, которые используются в зонах дымовых газов котлов, печей, обжиговых печей, теплоутилизационных установок, мусоросжигателей, риформеров и газификаторов; выбор материала конструкции рекомендуется основывать на рабочей температуре, давлении и других параметрах процесса. Общее руководство по выбору материалов для защитных трубок можно рассматривать как приведенное в таблице ниже.
| Рабочая температура | Материал изготовления |
| До 800°C | Обычные нержавеющие стали 321 SS, 316 SS |
| 800°C до 1100°C | Жаростойкая нержавеющая сталь, нержавеющая сталь 310, нержавеющая сталь 446, и высоколегированные стали, такие как Incoloy 800 и Inconel 600 |
| 1100°C до 1500°C | Керамические материалы марок 610 и 710 |
Размеры термопары, защитной гильзы и защитной оболочки будут зависеть от параметров технологического процесса.
Использование керамических защитных трубок обычно применяется для высокотемпературных применений; они обладают свойством передавать электрическое поле без проводимости и высокой устойчивостью к термическому удару. Защитная оболочка/керамика преимущественно используется с термопарами Типов R, S и B. Таблица ниже является руководством.
| Применение | Материал | |
| Черная металлургия | Доменные печи | |
| Купол воздухонагревателя | Карбид кремния | |
| Главный воздуховод горячего дутья | Inconel 600 | |
| Мартеновская печь | ||
| Дымоходы и труба | Inconel 600, Нержавеющая сталь 446 | |
| Котёл-утилизатор тепла | Inconel 600, Нержавеющая сталь 446 | |
| Цементная промышленность | Уходящие дымовые газы | Керамика и карбид кремния |
| Сушилки | Карбид кремния | |
| Энергетика | Угольно-воздушные смеси | Твердый спеченный карбид вольфрама |
| Дымовые газы | Нержавеющая сталь 446 | |
| Подогреватель | Нержавеющая сталь 446 | |
| Труба котла | Нержавеющая сталь 304, Нержавеющая сталь 316,Нержавеющая сталь 310 | |
| Мусоросжигательная печь | До 1050 °C | Inconel 600, Нержавеющая сталь 446 |
| Выше 1050 °C | Керамика 610/710 (Главная), Карбид кремния (вторичный) | |
| Химическое | Уксусная кислота | |
| 10–50%, 20°C | SS 304, Hastelloy® C, Monel® 400 | |
| 50%, 100°C | SS 316, Hastelloy® C, Monel® 400 | |
| 99%, 21–100°C | Hastelloy® C, Monel® | |
| Спирты (этиловый, метиловый) | ||
| 20–100°C | SS 304 | |
| Аммиак | ||
| Все концентрации, 20°C | SS 304, SS 316 | |
| Хлорид аммония | ||
| Все концентрации, 100°C | SS 316, Monel® | |
| Cоляной раствор | Monel® 400 | |
| Бром | Tantalum, Monel® 400 | |
| Ацетат бутила | Monel® 400/td> | |
| Гидроксид кальция | SS 304 | |
| До 50%, 100°C | SS 304, Hastelloy® C | |
| Хлор (газ) | ||
| Влажный (7–100°C) | Hastelloy® C, Tantalum | |
| Хромовая кислота (10–50%, 100°C) | SS 316, Hastelloy® C (все концентрации) | |
| Ацетат этила | SS 304, Monel® 400 | |
| Хлористый этил (20°C) | SS 304, низкоуглеродистая сталь | |
| Сульфат этила (20°C) | Monel® 400 | |
| Хлорид железа (5%, 20°C до кипения) | Tantalum, Hastelloy® C | |
| Формальдегид | SS 304, SS 316 | |
| Муравьиная кислота (5%, 20–66°C) | SS 316 | |
| Соляная кислота | ||
| До 5% (20°C) | Hastelloy® С | |
| До 25% (100°C) | Hastelloy® B | |
| Фтористоводородная кислота (60%, 100°C) | Hastelloy® C, Monel® | |
| Перекись водорода | SS 304, SS 316 | |
| Сероводород (влажный/сухой) | SS 316 | |
| Фосфорная кислота | ||
| До 10% (20°C): Hastelloy® C | SS 316 | |
| 10% (100°C) | Hastelloy® C | |
| 30–85% (100°C) | Hastelloy® B | |
| Гидроксид натрия | Nickel 200 | |
| Серная кислота (до 90%, 20°C) | Hastelloy® B | |
Хорошо известно, что карбид кремния обеспечивает превосходную устойчивость к эрозионному и химическому воздействию в восстановительных средах. Его использование в качестве нагревательного элемента также подтверждает его пригодность для применения при высоких температурах. Однако в стандартной форме, поскольку он содержит свободный кремнезем, он легко подвергается воздействию в сильных окислительных средах.
С разработкой спеченного карбида кремния Hexoloy SA, материала из карбида кремния без свободного кремнезема, теперь обеспечивается превосходная химическая стойкость как в восстановительных, так и в окислительных средах.
Свойства Hexoloy SA делают его идеальным кандидатом для защитных оболочек термопар:
Области, где Hexoloy SA успешно применяется, включают: – переработку полезных ископаемых, плавку и рафинирование цветных металлов, высокотемпературные технологические печи, химические мусоросжигатели, рекуператоры и потоки агрессивных химических веществ. Его высокотемпературные возможности сделали его чрезвычайно эффективным в углеперерабатывающей промышленности, включая газификацию при температурах выше 1600°C.
Другой доступной защитной оболочкой является металлокерамика. Это композитный материал, состоящий из хрома и оксида алюминия. Эта комбинация металла и керамики демонстрирует превосходную стойкость к окислению при температуре выше 1200°C и обеспечивает стойкость к смачиванию многими металлами и сплавами.
Она обладает высокой теплопроводностью и превосходит керамику по термостойкости (к тепловому удару), но все равно следует предварительно нагреть перед погружением в расплавленные металлы.
Рекомендуется для использования в следующих технологических средах:
Поскольку хромовая фаза становится реакционноспособной при повышенных температурах, металлокерамика не рекомендуется для использования в науглероживающих или азотирующих средах, а также в расплавленном алюминии. Ее максимальная рабочая температура (непрерывно) составляет 1400°C.
