Термометры биметаллические БТ-31.211: технические характеристики, устройство и применение
Термометр биметаллический БТ-31.211 представляет собой показывающий прибор для измерения температуры поверхностей трубопроводов, технологического оборудования, кожухов трансформаторов, электродвигателей и других объектов в энергетике, промышленности и ЖКХ. Это прибор радиального типа с задним присоединением к защитной гильзе (трубке), предназначенный для монтажа на круглые поверхности. Его основное назначение – визуальный локальный контроль температуры в диапазоне от -60 до +600 °C, в зависимости от исполнения.
Конструктивное устройство и принцип действия
Термометр БТ-31.211 состоит из нескольких ключевых компонентов. Основным чувствительным элементом является биметаллическая спираль или спираль, расположенная внутри защитной латунной или стальной трубки (гильзы). Биметалл – это прочно соединенные две полосы из металлов с разным коэффициентом линейного расширения (например, инвар и никельсодержащая сталь). При изменении температуры спираль изгибается, так как один из металлов расширяется больше другого. Это механическое движение через кинематическую передачу (ось, трибка, сектор) преобразуется во вращение стрелки, которая указывает на значение температуры на градуированной шкале.
Корпус прибора, включая ободок и стекло, обеспечивает защиту механизма от пыли, влаги и механических воздействий. Соединительная гильза (трубка) имеет стандартную резьбу (как правило, М16х1.5 или G½) для монтажа в соответствующее посадочное место (гильзу, бобышку, термокарман). Уплотнительное кольцо обеспечивает герметичность соединения. Конструкция радиального типа означает, что ось циферблата параллельна оси гильзы, а стрелка отклоняется перпендикулярно, что удобно для считывания показаний при верхнем или боковом расположении.
Основные технические характеристики
Термометры БТ-31.211 изготавливаются в соответствии с ГОСТ 28724-90 (Термометры биметаллические. Общие технические условия) и имеют ряд стандартизированных параметров.
Таблица 1. Основные параметры термометров БТ-31.211
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Класс точности | 1,0; 1,5; 2,5 (в зависимости от диапазона измерения) |
| Диапазоны измерения температуры | -60…+40 °C; 0…+100 °C; 0…+120 °C; 0…+160 °C; 0…+200 °C; 0…+300 °C; 0…+400 °C; 0…+500 °C; 0…+600 °C |
| Диаметр корпуса (циферблата) | 100 мм (стандартно), реже 63, 80, 125, 150, 160 мм |
| Присоединительная резьба гильзы | М16х1.5; G½; ½» NPT (в зависимости от исполнения) |
| Длина погружаемой части гильзы (L) | От 63 до 500 мм (стандартные ряды: 63, 100, 160, 250 мм) |
| Материал корпуса | Сталь, нержавеющая сталь (исполнение Н), пластик |
| Материал гильзы | Латунь, сталь 20, нержавеющая сталь 12Х18Н10Т (исполнение Н) |
| Рабочее давление в гильзе | До 6,4 МПа (при использовании в составе термометра-гильзы) |
| Степень защиты | IP54, IP55 (защита от пыли и брызг воды) |
| Климатическое исполнение | У, УХЛ, Т по ГОСТ 15150 |
| Рабочая среда | Неагрессивные газы, жидкости, пары (для агрессивных сред – исполнение из нержавеющей стали) |
Маркировка и условное обозначение
Полное обозначение термометра включает в себя информацию о его типе, диаметре, материале, диапазоне и длине гильзы. Пример расшифровки: БТ-31.211.100-0-160-М2-А-У2.
- БТ-31.211 – тип термометра (биметаллический, радиальный, с задним присоединением).
- 100 – диаметр корпуса (мм).
- 0-160 – диапазон измерения (от 0 до 160 °C).
- М2 – длина погружаемой части гильзы (например, 100 мм).
- А – материал: корпус стальной, гильза латунная (Н – нержавеющая сталь).
- У2 – климатическое исполнение и категория размещения.
- 0.015) = ±3°C. Это справедливо для всей шкалы, кроме начального участка (примерно 10% шкалы), где погрешность может быть выше.
Особенности монтажа и эксплуатации
Правильный монтаж критически важен для точности и долговечности термометра. Гильза термометра ввинчивается в предварительно установленную термометрическую гильзу (защитную трубку), приваренную или вваренную в трубопровод/резервуар. Это защищает чувствительный элемент от высокого давления и агрессивной среды. Необходимо обеспечить полное погружение рабочей части гильзы термометра в контролируемую среду. При монтаже на трубопроводы малого диаметра гильзу следует устанавливать против потока или в изгибе (колене) для обеспечения лучшего теплового контакта.
Важным параметром является глубина погружения (L). Она должна быть достаточной для того, чтобы биметаллическая спираль находилась в зоне истинной температуры среды. Для трубопроводов большого диаметра или резервуаров рекомендуется использовать гильзы длиной 160, 250 мм и более. Не допускается монтаж термометра без защитной гильзы в системы под давлением. При эксплуатации следует избегать сильных вибраций, ударов и перегрева сверх верхнего предела шкалы, что может привести к остаточной деформации биметалла и необратимой погрешности.
Сравнение с другими типами термометров и выбор
В энергетике, помимо биметаллических термометров, широко используются манометрические (дилатометрические) и электронные (цифровые) термометры. БТ-31.211 занимает свою устойчивую нишу благодаря ряду преимуществ.
Таблица 2. Сравнение термометров
| Тип термометра | Преимущества | Недостатки | Основная сфера применения |
|---|---|---|---|
| Биметаллический (БТ-31.211) | Автономность (не требует питания), простота, надежность, стойкость к вибрациям, относительно низкая стоимость, наглядность. | Ограниченная точность (класс 1.0-2.5), инерционность, необходимость визуального считывания, механический износ передачи. | Локальный визуальный контроль на трубопроводах, насосах, теплообменниках, трансформаторах, общепромышленном оборудовании. |
| Манометрический (жидкостный, газовый) | Возможность дистанционной установки (капилляр), высокая устойчивость к внешним вибрациям. | Сложнее конструкция, риск повреждения капилляра, меньшая стойкость к перегрузкам по температуре, часто выше цена. | Системы с необходимостью выноса показаний, оборудование с сильной локальной вибрацией. |
| Электронный (цифровой) с выносным датчиком | Высокая точность, возможность интеграции в АСУ ТП, дистанционная передача данных, запись показаний. | Требует источника питания, менее устойчив к электромагнитным помехам, более высокая стоимость системы в целом. | Ответственные технологические процессы, автоматизированные системы управления и контроля, точки учета. |
Критерии выбора БТ-31.211: Определение необходимого диапазона измерения с запасом в 20-30%; Выбор длины гильзы в зависимости от глубины монтажного места; Выбор материала (обычная или нержавеющая сталь) в зависимости от агрессивности среды и внешних условий; Определение класса точности, достаточного для технологического процесса; Проверка соответствия присоединительной резьбы посадочному месту.
Обслуживание, поверка и ремонт
Термометры БТ-31.211 относятся к средствам измерения, подлежащим периодической поверке. Межповерочный интервал (МПИ) обычно составляет 2-4 года, если иное не указано в документации. Поверка осуществляется в аккредитованных метрологических лабораториях методом сравнения с эталонным термометром в термостатах при нескольких температурах throughout диапазона. Основные неисправности в эксплуатации: запотевание стекла (нарушение герметичности), заедание или «залипание» стрелки (загрязнение механизма, деформация биметалла), несоответствие показаний (износ передачи или изменение свойств биметалла). Ремонт, как правило, заключается в замене всего термоблока (механизма со шкалой) или гильзы. Калибровку в полевых условиях выполнить крайне сложно, поэтому при выходе за допустимую погрешность прибор заменяется на новый или отправляется на заводскую регулировку.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается термометр БТ-31.211 от БТ-52.211?
Основное отличие – в ориентации циферблата относительно гильзы. БТ-31.211 – радиального типа (ось циферблата параллельна гильзе), а БТ-52.211 – осевого типа (ось циферблата перпендикулярна гильзе, то есть циферблат «смотрит вверх»). Выбор зависит от удобства считывания показаний в месте установки.
Можно ли установить термометр БТ-31.211 непосредственно в трубопровод без защитной гильзы?
Категорически не рекомендуется, особенно в системы под давлением. Защитная гильза (термометрический карман) обеспечивает механическую защиту, позволяет демонтировать термометр без остановки процесса и является обязательным элементом для поверки или замены прибора. Установка напрямую возможна лишь в исключительных случаях на неответственных линиях без давления, но приводит к быстрому износу и невозможности обслуживания.
Что означает класс точности 1.5 на шкале термометра?
Класс точности 1.5 означает, что допустимая основная приведенная погрешность прибора не превышает ±1.5% от диапазона измерения. Например, для термометра 0-200°C допустимая погрешность составит ±(200°C
Как выбрать длину гильзы (погружаемую часть) L?
Длина должна быть такой, чтобы чувствительный элемент (биметаллическая спираль в наконечнике гильзы) находился в центре потока измеряемой среды. Для трубопроводов рекомендуется: при DN < 80 мм – L=100 или 160 мм с установкой в колено или тройник; при DN от 80 до 200 мм – L=160 мм; при DN > 200 мм или для резервуаров – L=250 мм и более. Всегда необходимо сверяться с технологической схемой монтажа.
Почему стрелка термометра не возвращается к нулю после нагрева?
Это признак остаточной деформации биметаллической спирали. Причины: перегрев прибора выше верхнего предела шкалы, сильные термические удары, механические воздействия (удары, вибрация). Такой термометр показывает неверные значения и подлежит замене. Ремонту в условиях эксплуатации не подлежит.
Допустимо ли использование термометра в среде с сильной вибрацией?
Биметаллические термометры в целом более устойчивы к вибрациям, чем, например, жидкостные стеклянные. Однако длительное воздействие сильной вибрации приводит к износу осей и зубчатой передачи, люфтам и, в конечном итоге, к повышенной погрешности или поломке. Для вибрирующего оборудования (компрессоры, насосы) иногда предпочтительнее манометрические термометры с выносным капилляром, где сам прибор можно установить на неподвижную поверхность.
Какой материал корпуса и гильзы выбрать: сталь или нержавейку?
Исполнение из углеродистой стали с латунной гильзой (обозначение А) подходит для большинства общих промышленных применений в неагрессивных средах (вода, пар, воздух, масло) внутри помещений или под навесом. Исполнение из нержавеющей стали (обозначение Н) обязательно для: наружной установки в условиях агрессивной атмосферы; работы в агрессивных средах (кислоты, щелочи, морская вода); пищевой, фармацевтической, химической промышленности; объектов с повышенными требованиями к гигиене или коррозионной стойкости.
Заключение
Термометр биметаллический БТ-31.211 остается востребованным, надежным и экономичным решением для локального визуального контроля температуры в энергетике и на промышленных предприятиях. Его правильный выбор, основанный на анализе диапазона, условий эксплуатации и монтажных параметров, а также соблюдение правил монтажа и своевременная метрологическая поверка, являются залогом длительной и точной работы. Понимание его конструкции, преимуществ и ограничений позволяет инженерно-техническому персоналу эффективно интегрировать этот прибор в системы мониторинга технологических процессов.