Термометры биметаллические БТ-51.211: устройство, применение и технические характеристики

Термометр биметаллический БТ-51.211 представляет собой показывающий прибор для измерения температуры поверхностей трубопроводов, технологического оборудования и агрегатов в энергетике, жилищно-коммунальном хозяйстве и промышленных отраслях. Основное назначение – локальный контроль температуры в диапазоне от -60 до +600 °C без использования внешних источников энергии. Модель БТ-51.211 является одним из наиболее распространенных и надежных приборов в линейке термометров с радиальным расположением шкалы и осевым присоединительным штуцером.

Устройство и принцип действия

Конструкция термометра БТ-51.211 основана на принципе деформации биметаллического элемента при изменении температуры. Основные компоненты прибора:

• Чувствительный элемент (биметаллическая спираль или спираль): Изготавливается из двух прочно соединенных металлических лент с различными коэффициентами линейного расширения (обычно инвар и никельсодержащий сплав). При нагреве или охлаждении спираль закручивается или раскручивается.
• Корпус (головка): Защищает механизм от внешних воздействий. Изготавливается из стали, алюминиевого сплава или пластмассы, в зависимости от модификации и рабочего диапазона.
• Циферблат (шкала): Круговая шкала с нанесенными градуировочными метками. Выполняется в бело-черном цветовом решении для лучшей читаемости. Класс точности прибора, как правило, 1,0 или 1,5.
• Стрелка: Закреплена на оси, связанной с биметаллическим элементом. Перемещается по шкале, указывая текущее значение температуры.
• Защитное стекло: Обычно силикатное, может быть заменено на ударопрочный материал (поликарбонат) в специальных исполнениях.
• Присоединительный штуцер (гильза): Стальная трубка с резьбой (обычно G½» или M16x1.5) для монтажа прибора в подготовленное отверстие или термометрическую гильзу. Длина погружаемой части (длина гильзы, L) является ключевым монтажным параметром.
• Механизм передачи: Система рычагов и осей, преобразующая вращение спирали в движение стрелки.

Принцип работы: при изменении температуры контролируемой среды (или поверхности, к которой крепится штуцер) биметаллическая спираль деформируется. Это движение через передаточный механизм вызывает поворот стрелки на определенный угол, соответствующий температуре по градуированной шкале.

Основные технические характеристики и параметры

Термометры БТ-51.211 выпускаются в различных модификациях, определяемых рабочим диапазоном, материалом корпуса, длиной гильзы и классом защиты.

Таблица 1. Основные параметры термометров БТ-51.211

Параметр	Значение / Описание
Тип	Биметаллический, показывающий, стационарный
Диаметр корпуса	100 мм (стандартно, возможны другие исполнения)
Диапазоны измеряемых температур	От -60…+40 °C до +200…+600 °C. Стандартные ряды: 0…100°C, 0…150°C, 0…300°C, 0…400°C, 0…600°C.
Класс точности	1,0; 1,5 (в зависимости от диапазона)
Присоединительная резьба штуцера	G½» (К½») трубная цилиндрическая, M16x1.5, M20x1.5, реже G¼»
Длина погружаемой части (гильзы, L)	От 63 до 500 мм (стандартные ряды: 63, 100, 160, 250 мм). Выбирается исходя из условий монтажа и глубины погружения в среду.
Рабочее положение	Радиальное (ось штуцера перпендикулярна плоскости циферблата). Шкала ориентирована для удобного считывания при фронтальном расположении.
Материал корпуса	Сталь, алюминиевый сплав, ударопрочная пластмасса (для низких температур и неагрессивных сред)
Материал штуцера (гильзы)	Нержавеющая сталь 12Х18Н10Т (AISI 321) или углеродистая сталь с покрытием
Класс защиты от пыли и влаги	IP54, IP55 (стандартно). Возможно исполнение IP65 для пыле- и влагонепроницаемого исполнения.
Стойкость к вибрации	Группа V3 по ГОСТ 12997 (до 200 Гц, ускорение до 20 м/с²)
Климатическое исполнение	УХЛ2, У2, ХЛ2 по ГОСТ 15150 (для умеренного и холодного климата)

Области применения и особенности монтажа

Термометры БТ-51.211 нашли широкое применение в системах, где необходим надежный и автономный визуальный контроль температуры:

• Энергетика: Контроль температуры трубопроводов пара, питательной воды, мазута, маслосистем турбин и насосов на ТЭЦ, ГРЭС, АЭС (в нерадиоактивных контурах).
• ЖКХ: Тепловые пункты (ИТП, ЦТП), контроль температуры теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах, бойлерные установки.
• Промышленность: Химическая, нефтегазовая, пищевая отрасли – контроль температуры в технологических линиях, емкостях, теплообменниках.
• Судостроение: Контроль систем судовой энергетики.

Правила монтажа:

• Штуцер термометра ввинчивается непосредственно в резьбовое отверстие на трубопроводе (через переходную бобышку) или в термометрическую гильзу (пневмо- или гильзу).
• Использование гильзы обязательно для трубопроводов высокого давления (свыше 2,5 МПа) и для агрессивных сред. Гильза защищает чувствительный элемент от давления и коррозии.
• Длина погружаемой части (L) должна быть выбрана так, чтобы чувствительный элемент находился в центре потока измеряемой среды. Минимальная глубина погружения нормируется и указывается в паспорте прибора.
• Монтаж должен исключать механические напряжения на корпусе и штуцере. Затяжку производят только за шестигранник под штуцером, не допуская вращения корпуса.
• Для удобства считывания показаний корпус после монтажа можно повернуть вокруг оси штуцера, ослабив стопорную гайку (в конструкциях, где это предусмотрено).

Преимущества и ограничения

Преимущества:

• Полная энергонезависимость и автономность работы.
• Простота конструкции, высокая надежность и долговечность.
• Устойчивость к перегрузкам (кратковременный выход за пределы шкалы обычно не выводит прибор из строя).
• Ремонтопригодность (возможность замены механизма, стрелки, стекла).
• Относительно низкая стоимость.
• Хорошая виброустойчивость.

Ограничения:

• Необходимость визуального считывания показаний (нет возможности дистанционной передачи сигнала).
• Наличие инерционности, особенно в гильзах большого диаметра.
• Чувствительность к резким механическим ударам по корпусу, которые могут повредить передаточный механизм.
• Требовательность к правильности монтажа (глубина погружения, отсутствие напряжений).
• Верхний предел измерения ограничен свойствами биметалла (обычно +600°C).

Сравнение с другими типами термометров

Таблица 2. Сравнение БТ-51.211 с другими типами термометров

Тип термометра	Основные отличия от БТ-51.211	Область предпочтительного применения
Манометрический (дилатометрический) термометр	Использует давление жидкости или газа в термобаллоне. Часто имеет возможность дистанционной установки головки (по капилляру). Более сложная конструкция, чувствителен к повреждению капилляра.	Когда необходима выносная индикация на расстояние до 60 м, или для взрывоопасных зон в специальном исполнении.
Электронный термометр с термосопротивлением (ТСМ, ТСП)	Высокая точность, возможность интеграции в АСУ ТП, дистанционная передача сигнала. Требует источника питания и измерительного прибора (вторичного прибора).	Системы автоматического контроля и регулирования, технологические процессы, требующие высокой точности и регистрации данных.
Стеклянный жидкостный термометр (например, ТТЖ-М)	Более высокая точность (0,5-1°C), но хрупкая конструкция, меньшая виброустойчивость, сложность считывания (менее наглядная шкала).	Лабораторные установки, эталонные измерения, точки, где критична точность, а вибрации отсутствуют.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Как правильно выбрать длину погружаемой части (гильзы) L для термометра БТ-51.211?

Длина L должна быть не менее глубины монтажного отверстия (бобышки) или гильзы. Рекомендуется, чтобы чувствительный элемент (расположенный в нижней части штуцера) находился в центре потока измеряемой среды. Для трубопроводов стандартно выбирают L, равную 2/3 диаметра трубы. Обязательно учитывайте толщину изоляции, если прибор будет монтироваться с ее учетом.

2. Можно ли использовать БТ-51.211 для измерения температуры агрессивных сред (кислоты, щелочи)?

Непосредственный контакт штуцера прибора с агрессивной средой возможен только если он изготовлен из соответствующей нержавеющей стали (например, 12Х18Н10Т). Однако для большинства агрессивных сред и сред под высоким давлением настоятельно рекомендуется использование термометрической гильзы (пневмогильзы). Гильза из подходящего материала (сталь, латунь, нержавеющая сталь) герметично вваривается в трубопровод, а термометр вкручивается уже в гильзу. Это защищает прибор и позволяет его заменять без остановки процесса.

3. Что делать, если стрелка термометра не двигается или показывает явно неверное значение?

Возможные причины и действия:

• Механическое заедание: Возможно из-за удара или попадания влаги/пыли в механизм. Требуется поверка и ремонт в специализированной службе.
• Несоответствие глубины погружения: Чувствительный элемент находится вне потока среды (например, в воздушной полости гильзы). Проверить правильность монтажа и длину гильзы.
• Разгерметизация и коррозия биметалла: При длительной работе в агрессивных условиях без гильзы. Прибор подлежит замене.
• Нарушение калибровки: Требуется поверка и юстировка прибора.

Самостоятельный ремонт, кроме замены стекла, не рекомендуется.

4. Как часто требуется поверка термометров БТ-51.211?

Межповерочный интервал (МПИ) устанавливается для конкретной модели в паспорте и обычно составляет 2-4 года, в зависимости от условий эксплуатации и требований технологического регламента. Поверка осуществляется в аккредитованных метрологических лабораториях методом сравнения с эталонным термометром в термостате. Для критически важных точек энергоблока МПИ может быть сокращен.

5. В чем разница между исполнениями с корпусом из стали и алюминиевого сплава?

Стальной корпус (например, из стали 12Х18Н10Т) обладает повышенной коррозионной стойкостью и механической прочностью. Он применяется в более тяжелых условиях: на открытом воздухе, в агрессивных промышленных атмосферах, на судах. Корпус из алюминиевого сплава легче и дешевле, он подходит для помещений с неагрессивной средой (щитовые, тепловые пункты). Пластмассовый корпус используется для низких температур (ниже -40°C) и бюджетных решений в ЖКХ.

6. Что означает класс защиты IP54 или IP65 для данного термометра?

Класс защиты IP (Ingress Protection) указывает на степень защиты от проникновения твердых тел и воды.

• IP54: Защита от пыли (частичная, попадание не нарушает работу) и от брызг воды с любого направления. Стандартное исполнение для большинства помещений.
• IP65: Полная защита от пыли и защита от струй воды с любого направления. Рекомендуется для монтажа на открытом воздухе, в местах, подверженных прямому воздействию осадков или мойке.

Заключение

Термометр биметаллический БТ-51.211 остается востребованным и надежным средством для локального контроля температуры в энергетике и промышленности благодаря своей автономности, простоте и надежности. Правильный выбор модификации (диапазон, длина гильзы, материал), грамотный монтаж с использованием термогильз при необходимости и соблюдение межповерочных интервалов обеспечивают его длительную и точную работу. Несмотря на развитие систем АСУ ТП, для оперативного визуального контроля на месте установки оборудования данный тип термометров не имеет полноценной альтернативы.