Термометры биметаллические (БТ) с диаметром корпуса 63 мм: конструкция, применение и технические аспекты

Термометры биметаллические типа БТ с диаметром корпуса 63 мм представляют собой класс показывающих приборов для измерения температуры поверхностей (технологических трубопроводов, резервуаров, кожухов аппаратов) и жидких/газообразных сред в различных отраслях промышленности. Диаметр 63 мм является одним из наиболее распространенных и востребованных форматов, обеспечивающим оптимальный баланс между хорошей видимостью показаний, механической прочностью и универсальностью монтажа. Данные приборы относятся к приборам прямого показывающего действия, их работа основана на принципе деформации биметаллического чувствительного элемента при изменении температуры.

Конструктивные особенности и принцип действия

Конструкция термометра БТ-63 включает несколько ключевых компонентов, определяющих его надежность и точность.

• Корпус (гильза): Изготавливается из нержавеющей стали (чаще всего 12Х18Н10Т или AISI 304) или углеродистой стали с антикоррозионным покрытием. Корпус диаметром 63 мм имеет стандартную резьбу для монтажа, обычно M20x1.5, G½, G¾ или NPT ½. Он служит для защиты внутреннего механизма и обеспечения герметичности.
• Биметаллический чувствительный элемент: Сердцевина прибора. Представляет собой спиральную или винтовую ленту, состоящую из двух прочно соединенных металлов с разными коэффициентами линейного расширения (например, инвар и никельсодержащая сталь). При нагреве или охлаждении лента изгибается или скручивается.
• Механизм передачи: Кинематическая система, преобразующая механическое перемещение конца биметаллической спирали во вращательное движение стрелки. Состоит из вала, трибов и шестерен, изготовленных из износостойких материалов.
• Циферблат: Круглая шкала диаметром 63 мм с четкой градуировкой. Выполняется на металлической или пластиковой основе. Наносится белой краской на черном фоне или черной краской на белом фоне для максимальной контрастности. Шкала может быть градуирована в градусах Цельсия (°C) и/или Фаренгейта (°F).
• Стрелка: Алюминиевая или пластиковая, часто с фосфоресцирующим покрытием для считывания показаний в условиях слабой освещенности.
• Защитное стекло (окно): Обычно из силикатного или акрилового стекла, реже из поликарбоната. Обеспечивает обзор шкалы и защищает механизм от пыли и брызг. Может иметь уплотнительное кольцо.
• Кольцо (ободок): Фиксирует стекло в корпусе. Бывает поворотным (байонетным) с возможностью опломбирования или на винтах.

Принцип действия основан на физическом свойстве биметалла. При изменении температуры измеряемой среды, теплота через стенку корпуса передается биметаллическому элементу. Вследствие разного теплового расширения слоев, элемент деформируется, его свободный конец поворачивается. Это движение через вал передается на стрелку, которая указывает на соответствующее делению шкалы значение температуры.

Основные технические характеристики и параметры выбора

При подборе термометра БТ-63 для конкретной задачи необходимо учитывать комплекс технических параметров, регламентируемых ГОСТ 2405-88 (или более современными ТУ).

Таблица 1. Основные технические характеристики термометров БТ-63

Параметр	Типовые значения / Варианты исполнения	Примечание
Диаметр корпуса	63 мм	Номинальный размер.
Класс точности	1.0; 1.5; 2.5	Допустимая основная приведенная погрешность в % от диапазона измерения. Класс 1.0 — высокая точность.
Диапазон измеряемых температур	От -60°C до +600°C	Выбирается в зависимости от модели. Стандартные ряды: -60..+40°C, 0..+100°C, 0..+150°C, 0..+200°C, 0..+300°C, 0..+400°C, 0..+500°C, 0..+600°C.
Рабочее давление в корпусе	До 6.4 МПа (64 кгс/см²)	Зависит от материала и толщины стенки корпуса.
Присоединительная резьба	M20x1.5; G½; G¾; NPT ½	Должна соответствовать резьбе установочной гильзы или патрубка.
Длина погружной части (хвостовика, гильзы)	От 50 до 500 мм и более	Выбирается исходя из глубины погружения в среду для корректного измерения (не менее 1/3 диаметра трубопровода).
Материал корпуса	Нержавеющая сталь 12Х18Н10Т (AISI 304), углеродистая сталь	Нержавейка — для агрессивных сред, пищевой и химической промышленности. Углеродистая сталь — для неагрессивных сред с защитным покрытием.
Степень защиты (IP)	IP54, IP55, IP65	Защита от пыли и водяных брызг. IP65 — пыленепроницаемость и защита от струй воды.
Ориентация шкалы (осевое/радиальное)	Осевая (торцевая), радиальная (боковая)	Осевая — шкала расположена перпендикулярно оси хвостовика. Радиальная — шкала параллельна оси. Выбор зависит от удобства монтажа и считывания.

Области применения и особенности монтажа

Термометры БТ-63 находят широкое применение в энергетике, ЖКХ, нефтегазовой, химической и пищевой промышленности. Их устанавливают на:

• Трубопроводы тепловых сетей (подающие и обратные магистрали).
• Кожухи и подшипниковые узлы турбин, насосов, компрессоров.
• Технологические емкости и резервуары (нефтепродукты, вода, химические реагенты).
• Паровые котлы и системы отопления.
• Суда и объекты транспортной инфраструктуры.

Правила монтажа: Для обеспечения точных и стабильных показаний критически важен правильный монтаж. Термометр устанавливается в гильзу (погружную втулку), заполненную теплопроводящей пастой (например, КПТ-8) для улучшения теплового контакта. Гильза приваривается или вкручивается в трубопровод/резервуар. Длина погружной части термометра должна быть достаточной для достижения термометрического кармана вглубь потока среды. Монтаж рекомендуется производить в вертикальном или наклонном положении циферблата для исключения влияния гравитации на механизм. При установке на вибрирующие объекты необходимо использовать демпфирующие прокладки или дополнительные крепления корпуса.

Преимущества и ограничения

Преимущества:

• Автономность работы — не требуют источника питания.
• Надежность и долговечность при правильной эксплуатации.
• Хорошая видимость показаний, простота считывания.
• Устойчивость к перегрузкам по давлению и температуре (в пределах паспортных значений).
• Взрывобезопасность — искрообразование отсутствует.
• Относительно низкая стоимость по сравнению с электронными аналогами.

Ограничения:

• Запаздывание показаний (инерционность) из-за времени теплопередачи через корпус и гильзу.
• Необходимость визуального контроля, отсутствие возможности дистанционной передачи данных (без дополнительных устройств).
• Механическая уязвимость к сильным вибрациям и ударам.
• Ограниченная точность по сравнению с прецизионными электронными термометрами.
• Требовательность к правильности монтажа для минимизации погрешности.

Поверка и техническое обслуживание

Термометры БТ, как средства измерения, подлежат периодической поверке. Межповерочный интервал (МПИ) обычно составляет 2-4 года, если иное не указано в документации. Поверка осуществляется методом сравнения с показаниями эталонного термометра в жидкостных термостатах при нескольких температурах в пределах шкалы. Обслуживание в процессе эксплуатации включает визуальный осмотр на отсутствие повреждений стекла и корпуса, проверку четкости показаний, очистку от загрязнений. Запрещается разбирать прибор под давлением или превышать максимально допустимые значения температуры и давления.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается термометр БТ от ТБ?

БТ — биметаллический термометр. ТБ — технический биметаллический термометр. По сути, это разные аббревиатуры одного и того же типа приборов, закрепленные в различных технических условиях (ТУ) предприятий-изготовителей. Конструктивных принципиальных различий нет. Важнее обращать внимание на технические характеристики, а не на буквенную маркировку.

Как правильно выбрать длину погружной части (хвостовика)?

Длина погружной части должна быть такой, чтобы чувствительный элемент (биметаллическая спираль в наконечнике) находился в центре потока измеряемой среды. Минимально допустимая глубина погружения — не менее 1/3 диаметра трубопровода. Рекомендуется выбирать длину, равную или немного превышающую длину установочной гильзы. Для трубопроводов малого диаметра используют термометры с выносным наконечником или монтируют прибор через тройник.

Можно ли использовать термометр БТ-63 для измерения температуры агрессивных сред (кислоты, щелочи)?

Да, но только при условии, что корпус (гильза) термометра изготовлен из нержавеющей стали марки, стойкой к конкретной среде (например, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т), а также при условии применения герметичной гильзы-подушки, отделяющей прибор от непосредственного контакта со средой. Уплотнительные материалы (прокладки) также должны быть химически стойкими.

Что делать, если стрелка термометра не возвращается к нулю после остывания или «залипает»?

Это признак неисправности. Возможные причины: деформация биметаллического элемента из-за перегрева, износ или коррозия механизма передачи, попадание влаги внутрь корпуса. Такой прибор подлежит демонтажу и отправке в ремонтную мастерскую для диагностики и настройки. Самостоятельный ремонт не рекомендуется, так как требуется специальное оборудование для поверки.

Какой класс точности выбрать для систем теплоснабжения?

Для большинства задач в тепловой энергетике и ЖКХ (контроль температуры в подающем и обратном трубопроводе) достаточен класс точности 1.5. Он обеспечивает допустимую погрешность ±1,5% от диапазона шкалы. Например, для термометра 0-150°C погрешность составит ±2,25°C. Класс точности 1.0 применяется на ответственных участках, где требуется повышенная точность контроля.

Допустимо ли устанавливать термометр БТ непосредственно в трубопровод без гильзы?

Категорически не рекомендуется. Установочная гильза (погружная втулка) выполняет несколько важных функций: защищает термометр от прямого воздействия высокого давления и эрозии потоком среды, позволяет извлечь прибор для поверки или замены без остановки процесса, улучшает теплопередачу при заполнении теплопроводящей пастой. Монтаж без гильзы сокращает срок службы прибора и может привести к его аварийному выходу из строя.

Заключение

Термометры биметаллические типа БТ с диаметром корпуса 63 мм остаются незаменимым средством оперативного визуального контроля температуры в различных промышленных системах благодаря своей надежности, автономности и простоте. Правильный выбор модели с учетом диапазона измерений, длины погружной части, материала корпуса и класса точности, а также строгое соблюдение правил монтажа и эксплуатации являются залогом их длительной и безотказной работы. Несмотря на развитие цифровых технологий, эти приборы продолжают занимать свою устойчивую нишу в системах мониторинга, особенно в качестве резервных или дублирующих средств измерения.