ما هو الغلاف الحراري؟
في العمليات الصناعية نادرًا ما يُغمر حساس درجة الحرارة مباشرة في المائع. بل يُوضع الحساس داخل أنبوب معدني مغلق الطرف مركّب في العملية، وهو الغلاف الحراري (Thermowell) الذي يُسمى أحيانًا أنبوب الحماية. يعزل الغلاف الحراري الحساس عن القوى الناتجة عن التدفق وعن الضغط العالي والهجوم الكيميائي المسبب للتآكل. وفي الوقت نفسه يصبح جزءًا محكمًا حاملًا للضغط من الخط أو الخزان الذي يُلحم به أو يُربط إليه بالقلاووظ أو بالشفة.
الفائدة التشغيلية الرئيسية للغلاف الحراري هي إمكانية إخراج الحساس للمعايرة أو الاستبدال دون إيقاف العملية أو تفريغ الخط. وفي المقابل يضيف الغلاف كتلة إضافية ومقاومة حرارية بين الحساس والمائع، ما يبطئ استجابة القياس. لذلك يتطلب تصميم الغلاف الحراري توازنًا مدروسًا بين المتانة الميكانيكية والاستجابة الحرارية.
ولأن الغلاف الحراري جزء ملامس للوسط، يجب أن يتوافق مع ضغط التصميم ودرجة حرارته ومادة الأنبوب أو الخزان الموصول به، ومع قواعد معدات الضغط المطبقة. وقد يؤدي التصميم غير الملائم إلى كسر بالكلال نتيجة الاهتزاز الناجم عن التدفق وإلى تسرب من العملية؛ لذا فإن اختيار الغلاف الحراري قرار هندسي حاسم لسلامة المنشأة بقدر ما هو حاسم لدقة القياس.
الأسس الهندسية لتصميم الأغلفة الحرارية
تتحدد ملاءمة الغلاف الحراري لتطبيق ما بتقييم أربعة محاور تصميم أساسية معًا:
1. التوصيل بالعملية وحدّ الضغط: يُختار نوع التوصيل عادةً ليطابق التوصيل المقابل الذي يحدده مصمم العملية. التوصيلات الملولبة سهلة التركيب لكن تصنيف ضغطها أدنى من التوصيلات بشفة، بينما توفر التوصيلات الملحومة أعلى قدرة على تحمّل الضغط وأعلى إحكام.
2. مقطع الساق وقوى التدفق: تتعرض الساق الممتدة داخل العملية لقوة سحب المائع. وعند قطر الجذر نفسه يختلف سلوك المقاطع المستقيمة والمخروطية والمتدرجة من حيث قوة السحب والتردد الطبيعي وزمن الاستجابة.
3. انفصال الدوامات والرنين: يولّد التدفق دوامات دورية خلف ساق الغلاف الحراري، ويرتفع تردد انفصال الدوامات مع سرعة التدفق. فإذا اقترب هذا التردد من التردد الطبيعي للغلاف حدث رنين، وقد تنكسر الساق بفعل الكلال. ويقيّم حساب تردد الدوامات (wake frequency) هذا الخطر.
4. الاستجابة الحرارية وملاءمة الحساس: يُصنع الغلاف الحراري القياسي بقطر تجويف 6.6 mm وسماكة طرف 6.4 mm. وكلما صغرت الفجوة بين الحساس والتجويف وصغر قطر الطرف كانت الاستجابة الحرارية أسرع؛ ويُختار طول الحساس مساويًا لمجموع طول العنق (H) وطول الغمر (U).
معايير القبول وفق ASME PTC 19.3 TW
ASME PTC 19.3 TW هو المعيار المعترف به دوليًا للتصميم الميكانيكي للأغلفة الحرارية المشغولة من قضيب مصمت. ولكي يُقبل غلاف حراري لمجموعة محددة من ظروف العملية، يجب أن يستوفي أربعة معايير كمية: حد التردد (أن يكون التردد الطبيعي مرتفعًا بما يكفي للابتعاد عن الاهتزاز المدمّر الناجم عن التدفق)، وحد الإجهاد الديناميكي (أن يبقى الإجهاد الديناميكي الأولي ضمن حد الكلال المسموح، مع فحص إضافي للكلال إذا عُبر الرنين أثناء صعود العملية إلى ظروف التشغيل)، وحد الإجهاد الساكن (أن يبقى الإجهاد في الحالة المستقرة ضمن القيمة المسموح بها وفق معيار فون ميزس)، وحد الضغط الهيدروستاتيكي (أن يبقى ضغط العملية الخارجي ضمن تصنيفات الطرف والساق والشفة أو القلاووظ). ويجب أيضًا تقييم التآكل والتآكل الانجرافي وتأثير ظروف العملية في خواص المادة بشكل منفصل.
كيف يُحدَّد طول الغمر؟
لا توجد معادلة قياسية واحدة لطول الغمر، لكن هناك ممارسات راسخة. ففي التدفق المضطرب يجب أن يقع الطرف قرب محور الأنبوب حيث توجد درجة الحرارة الأكثر تمثيلًا. وكدليل عام يؤخذ طول الغمر مساويًا لعشرة أضعاف قطر الجذر في الغازات وخمسة أضعاف في السوائل؛ وتقضي قاعدة عملية أخرى بأن يبلغ الغمر ثلث إلى نصف قطر الأنبوب كحد أدنى. أما توصية API فهي إضافة 50 mm إلى طول عنصر الاستشعار. ولأن أطوال الغمر الكبيرة غير مواتية من حيث تردد الدوامات، يجب دائمًا اختيار الطول مع الحساب الميكانيكي.
تؤدي زيادة قطر الجذر إلى رفع المتانة، ويؤدي تقليل قطر الطرف إلى تحسين زمن الاستجابة. ويمكن استخدام البعدين كمعاملي تصميم للوصول إلى تصميم يجتاز حساب تردد الدوامات.
الميزات الرئيسية
· ساق قطعة واحدة مشغولة من قضيب مصمت: تُشغَّل الأغلفة الحرارية من قضيب مصمت لتحقيق المتانة والسلامة البنيوية، ويُثقب التجويف بقطر قياسي قدره 6.6 mm.
· أربع عائلات للتوصيل: خيارات ملولبة (قلاووظ مخروطي أو متوازٍ)، وبشفة (ASME B16.5 وEN 1092-1)، ومن نوع Van Stone (lap joint)، وملحومة (لحام تجويفي socket weld أو لحام مباشر weld-in وفق DIN 43772 النوع 4).
· ثلاثة مقاطع للساق: مقاطع مستقيمة ومخروطية ومتدرجة تُختار لتحقيق التوازن بين قوة السحب والتردد الطبيعي وزمن الاستجابة.
· تعديلات تصميم مرنة: أقطار جذر من 10 إلى 80 mm وأقطار طرف من 10 إلى 46 mm قابلة للضبط بخطوات 0.5 mm؛ ويمكن أيضًا تخصيص قطر التجويف (3.5–11.0 mm) وسماكة الطرف (5.0 أو 6.0 mm).
· ثلاث طرق تصنيع للأغلفة بشفة: أغلفة حرارية بشفة ملحومة جزئية الاختراق، أو ملحومة كاملة الاختراق، أو مطروقة قطعة واحدة دون لحام؛ ويُنفَّذ لحام الشفة بالساق وفق ASME Section IX.
· مجموعة واسعة من المواد: إضافة إلى المواد القياسية 316/316L و304/304L والفولاذ الكربوني A105: فولاذ الدوبلكس والسوبر دوبلكس، و6Mo، وفولاذ الكروم-موليبدنوم، وسبائك النيكل، ونيكل 200، وتيتانيوم Grade 2.
· خيارات الطلاء والتغليف: طلاء PFA أو PTFE مانع للالتصاق، وغمد من التنتالوم بسماكة 0.38 mm، وطبقة تصليد سطحي أساسها الكوبالت والكروم بصلادة لا تقل عن 40 HRC لمقاومة التآكل الانجرافي.
· خيارات أوجه الشفة: الوجه البارز بتحزيز حلزوني هو الخيار القياسي؛ ويمكن اختيار التحزيز متحد المركز، والوجه المسطح، وRTJ، واللسان/الأخدود، والذكر/الأنثى (spigot/recess).
· تشطيب سطحي محسّن: إلى جانب التشطيب القياسي 0.8 µm Ra، تتوفر معالجة حتى أقل من 0.3 µm Ra وتلميع كهربائي لزيادة مقاومة التآكل وسهولة التنظيف.
· ثقب تنفيس: يمنع ثقب التنفيس الاختياري تراكم الغاز، ويدل تسرب المائع منه على فقدان سلامة الغلاف الحراري.
المواصفات الفنية
القيم أدناه نطاقات تصميم نموذجية لعائلة الأغلفة الحرارية المشغولة من قضيب مصمت المعروضة في هذه الصفحة. وتُحدَّد الأبعاد النهائية وتصنيف الضغط في مرحلة المشروع وفق نوع التوصيل والمادة ونتيجة حساب ASME PTC 19.3 TW.
المعامل | البيانات الفنية |
البنية | ساق قطعة واحدة مشغولة من قضيب مصمت؛ قطر التجويف القياسي 6.6 mm وسماكة الطرف 6.4 mm |
أنواع التركيب | ملولب · بشفة (ملحوم جزئي/كامل الاختراق أو مطروق) · Van Stone (lap joint) · ملحوم (socket weld أو weld-in) |
التوصيل الملولب بالعملية | مخروطي: ½ و¾ و1 و1½ بوصة NPT؛ ½ و¾ و1 بوصة BSPT · متوازٍ: M20×1.5، M24×1.5، M27×2، M33×2، G½، G¾، G1 |
التوصيل بشفة | ASME B16.5: من ¾ إلى 6 بوصات، Class 150–2500 (حسب المقاس وطريقة التصنيع) · EN 1092-1: DN20–DN100، من PN 2.5/6 إلى PN 100 |
التوصيل الملحوم | socket weld: أنابيب ¾ و1 و1¼ و1½ بوصة · weld-in: DIN 43772 النوع 4 أو أقطار مخصصة (للمقطع المخروطي فقط) |
مقاطع الساق | مستقيم، مخروطي، متدرج |
طول الغمر (U) | 25–2500 mm بزيادات قدرها 5 mm (حتى 2540 mm للنوع الملحوم) |
الحد الأدنى لطول الغمر | المستقيم والمخروطي: 25 mm (50 mm مع القلاووظ المتوازي) · المتدرج: 75–80 mm (100 mm مع القلاووظ المتوازي) |
طول العنق (H) | 40–225 mm بزيادات قدرها 5 mm؛ وتُطبَّق قيم دنيا موصى بها حسب نوع التوصيل وفئة الضغط |
تعديلات التصميم | قطر الجذر 10–80 mm · قطر الطرف 10–46 mm · قطر التجويف 3.5 / 7.0 / 9.0 / 9.8 / 11.0 mm · سماكة الطرف 5.0 / 6.0 mm |
توصيل الجهاز | ½–14 NPT، ½–14 NPSM، ¾–14 NPT، M14×1.5، M18×1.5، M20×1.5، M24×1.5، M27×2، G½، G¾ |
المواد القياسية | فولاذ مقاوم للصدأ ثنائي الشهادة 316/316L و304/304L؛ فولاذ كربوني A105 |
المواد الخاصة | فولاذ مقاوم للصدأ 316Ti و310 و321 و321H و347 و904L · دوبلكس 2205، سوبر دوبلكس · السبائك B3 وC-276 وC-4 وC-22 و20 و400 و600 و601 و625 و800 و800H/HT و825 · 6Mo · Cr-Mo F11 وF22 وF91 · 16Mo3 · نيكل 200 · تيتانيوم Grade 2 |
الطلاء / الغمد | طلاء PFA أو PTFE · غمد من التنتالوم (0.38 mm) · تصليد سطحي (40 HRC كحد أدنى، 1.0 ± 0.5 mm) |
التشطيب السطحي | قياسي 0.8 µm Ra أو أنعم · اختياري: أقل من 0.3 µm Ra مع تلميع كهربائي |
الاختبار الهيدروستاتيكي | اختبار الضغط الخارجي 10 دقائق (موسّع 20 دقيقة)؛ 2.5 ضعف الضغط الاسمي للنوع بشفة DIN · اختبار الضغط الداخلي 3000 psi لمدة 10 دقائق على الأقل · محتوى الكلوريد في ماء الاختبار أقل من 30 ppm |
الشهادات الاختيارية | حساب ASME PTC 19.3 TW · NACE MR0175/ISO 15156 وMR0103 · PMI · EN 10204 3.1 · اختبار Charpy · قياس سماكة الجدار UT/RT · الفحص بالسائل النافذ · تنظيف لخدمة الأكسجين (ASTM G93) |
يلزم اختبار الضغط الداخلي للأغلفة الحرارية التي يزيد طولها على 1067 mm؛ وفي المقطع المخروطي يجب أن يبقى مجموع طولي الغمر والعنق أقل من 1067 mm. ويُطبَّق التصليد السطحي على المقطعين المستقيم والمخروطي فقط.
المزايا الرئيسية
· صيانة الحساس دون إيقاف العملية: يمكن إخراج الحساس للمعايرة أو الاستبدال دون تفريغ الخط أو خفض ضغطه، فلا يعود تخطيط الصيانة مرتبطًا بجدول العملية.
· سلامة ميكانيكية مثبتة بالحساب: يوثّق الحساب وفق ASME PTC 19.3 TW قبول الغلاف الحراري من حيث الرنين والكلال والإجهاد الساكن والضغط الخارجي.
· هندسة مخصصة للعملية: يتيح ضبط قطري الجذر والطرف وقطر التجويف وسماكة الطرف الوصول إلى تصميم يجتاز الحساب ويتمتع باستجابة حرارية محسّنة في آن واحد.
· مواد للأوساط المسببة للتآكل: تتيح خيارات المواد، من الفولاذ المقاوم للصدأ إلى سبائك النيكل ومن فولاذ الدوبلكس إلى التيتانيوم، إلى جانب الطلاءات، حلًا متوافقًا مع كيمياء العملية.
· لا تآكل عند وصلة اللحام: لا يوجد لحام بين الساق والشفة في تصميمي Van Stone والقطعة الواحدة المطروقة، فيزول التآكل في منطقة اللحام والحاجة إلى تأهيل اللحام معًا.
· وثائق جودة قابلة للتتبع: تتيح خيارات شهادة المادة وPMI والفحص غير الإتلافي واختبار الضغط دمج المعدة بالكامل في وثائق الجودة وأنظمة الضغط.
· مجموعة متكاملة مطابقة للحساس: يمكن توريد الغلاف الحراري مجمّعًا مع الحساس، مشدودًا باليد أو بعزم محدد وجاهزًا للعملية، ما يقلل خطر عدم تطابق الأطوال في الموقع.
مجالات التطبيق
تُستخدم الأغلفة الحرارية في كل نقطة قياس لدرجة الحرارة تقريبًا يجب فيها عزل الحساس عن العملية. ويختلف اختيار نوع التوصيل والمقطع والمادة باختلاف ظروف التطبيق أدناه.
خطوط السرعة العالية والضغط العالي
في الخطوط ذات سرعة التدفق العالية أو درجة الحرارة العالية أو الضغط المرتفع جدًا، تُفضَّل الأغلفة الحرارية الملحومة والمقطع المخروطي، ويمكن استخدام وجه RTJ في التوصيلات بشفة عالية الضغط. وتنتمي إلى هذه المجموعة نقاط تعويض درجة الحرارة في قياس تدفق البخار والغاز.
العمليات المسببة للتآكل
لأن تصميم Van Stone لا يحتوي على لحام، فهو يلغي التآكل في منطقة اللحام ويسمح باختيار مادة الشفة مختلفة عن مادة الساق. وتُقيَّم سبائك النيكل أو غمد التنتالوم أو التيتانيوم وفق كيمياء العملية.
الخدمة الحامضية (أوساط تحتوي على H2S)
توثّق شهادة المطابقة لـ NACE MR0175/ISO 15156 وMR0103 مواد الأغلفة الحرارية المخصصة للأوساط المحتوية على كبريتيد الهيدروجين.
المشاريع البحرية (Offshore)
تُورَّد مواد 316/316L والدوبلكس والسوبر دوبلكس المؤهلة وفق NORSOK M-630 وM-650 مع اختبارات محتوى الفريت وشاربي في درجات الحرارة المنخفضة والتآكل.
الموائع الحاتّة والقابلة للالتصاق
يحدّ التصليد السطحي للساق في الخدمة الحاتّة، وطلاء PFA أو PTFE للموائع الميّالة إلى الالتصاق، من التآكل الانجرافي وتراكم الرواسب.
خدمة الأكسجين والتطبيقات الصحية
تنظيف خاص وفق ASTM G93 للخدمة الغنية بالأكسجين؛ وفي التطبيقات الصحية يحسّن تشطيب سطحي أقل من 0.3 µm Ra مع التلميع الكهربائي سهولة التنظيف.
كيف تختار الغلاف الحراري
يؤثر اختيار الغلاف الحراري في أداء القياس وفي سلامة نظام الضغط معًا. وتلزم المعلومات التالية للتقييم الفني والحساب الميكانيكي:
بيانات العملية
· نوع المائع (سائل أو غاز أو بخار) وأي تدفق متعدد الأطوار
· سرعة التدفق أو معدله الأدنى والاعتيادي والأقصى، والقطر الداخلي للأنبوب
· كثافة المائع ولزوجته
· ضغط ودرجة حرارة التصميم والتشغيل
· خطر التآكل والتآكل الانجرافي؛ ووجود H2S
التوصيل والأبعاد
· التوصيل المقابل: نوع القلاووظ ومقاسه، ومعيار الشفة ومقاسها وفئتها ونوع وجهها، أو اللحام التجويفي أو اللحام المباشر
· طول الغمر (U) وطول العنق (H)؛ وسماكة العزل الحراري وارتفاع الفوهة
· مقطع الساق وقطرا الجذر والطرف
· قطر التجويف المطابق لقطر الحساس، وقلاووظ توصيل الجهاز
المادة والسطح
· التوافق مع كيمياء العملية، وحدود درجة حرارة المادة، وقابلية لحامها مع مادة الأنبوب
· الحاجة إلى طلاء أو غمد أو تصليد سطحي
· متطلبات التشطيب السطحي والتلميع الكهربائي
· مادة الشفة المنزلقة في تصاميم Van Stone
الوثائق والاختبارات
· تقرير حساب ASME PTC 19.3 TW
· NACE، وشهادة المادة EN 10204 3.1، وPMI
· اختبار الضغط الهيدروستاتيكي الخارجي/الداخلي، والفحص بالسائل النافذ، وفحص سماكة الجدار UT/RT
· سجلات إجراءات اللحام وتأهيل اللحامين (WPS, PQR, WPQ) الخاصة بلحام الشفة، والفحص بالموجات فوق الصوتية بالمصفوفة الطورية أو التصوير الإشعاعي للحام الكامل الاختراق
في الأغلفة الحرارية بشفة ملحومة كاملة الاختراق، يجب طلب الفحص بالسائل النافذ أيضًا لاستيفاء متطلبات ASME PTC 19.3 TW.
معايير التصميم والاختبارات والشهادات
يُعرَّف تصميم الأغلفة الحرارية وتصنيعها والتحقق من جودتها بالمعايير وخيارات الاختبار التالية:
المعيار / الاعتماد | النطاق والوصف |
ASME PTC 19.3 TW | التحقق من التصميم الميكانيكي للأغلفة الحرارية المشغولة من قضيب مصمت مقابل معايير التردد والإجهاد الديناميكي والإجهاد الساكن والضغط الهيدروستاتيكي؛ ويتضمن تقرير الحساب بيان قبول أو رفض. |
ASME B16.5 وEN 1092-1 | أبعاد الشفاه وفئات الضغط وأنواع أوجه الشفاه؛ وتتبع مستويات الاختبار الهيدروستاتيكي للأغلفة الحرارية بشفة ASME ومن نوع Van Stone معيار ASME B16.5. |
ASME Section IX وSection V | إجراء لحام الشفة بالساق وتأهيل اللحامين؛ وطرق الفحص بالسائل النافذ والتصوير الإشعاعي والموجات فوق الصوتية. |
NACE MR0175/ISO 15156 وMR0103 | شهادة مطابقة للمواد المستخدمة في الخدمة الحامضية. |
EN 10204 3.1 | شهادة فحص مادة قابلة للتتبع تتضمن رقم الصبة والتحليل الكيميائي والاختبارات التي يشترطها معيار المادة. |
PMI (التحقق الإيجابي من المواد) | تحليل عنصري غير إتلافي بطريقة XRF؛ نقطتا قياس على الشفاه ونقطة واحدة على المكونات الأخرى. ويُستثنى الفولاذ الكربوني من هذا الاختبار لتعذّر كشف الكربون. |
NORSOK M-630 / M-650 / M-601 | صحائف مواصفات المواد، وتأهيل الموردين، ومتطلبات اللحام للمشاريع البحرية؛ وتستوفي مواد NORSOK أيضًا متطلبات NACE MR0175/ISO 15156. |
DIN 43772 وASTM G93 | هندسة الغلاف الحراري ذي اللحام المباشر وفق DIN 43772 النوع 4؛ والتنظيف لخدمة الأكسجين وفق ASTM G93. |
يجب تقييم المطابقة وفق تشريعات معدات الضغط ومتطلبات التسجيل الإقليمية لكل مشروع بالتعاون مع الفريق الهندسي في TLY Enerji.
حلول TLY Enerji للأغلفة الحرارية
تتعامل TLY Enerji مع الغلاف الحراري لا بوصفه ملحقًا، بل كمكوّن حامل للضغط يحدد سلامة نقطة القياس. يجمع مهندسونا بيانات التدفق والضغط ودرجة الحرارة وخواص المائع لتحديد نوع التوصيل ومقطع الساق والمادة وطول الغمر، ونتولى إدارة إجراء حساب ASME PTC 19.3 TW وتقييم نتائجه.
وحين لا يجتاز الغلاف الحساب، نقارن البدائل فنيًا: تغيير قطر الجذر أو الطرف، أو تقصير طول الغمر، أو اختيار مقطع مختلف، أو اللجوء إلى القياس غير التداخلي. ونساعد على مواءمة متطلبات التوثيق، مثل شهادات المواد وNACE وPMI واختبار الضغط، مع مواصفات المشروع، ونورّد الغلاف الحراري مع الحساس وجهاز الإرسال كنقطة قياس متكاملة، وندعم التركيب في الموقع والتشغيل التجريبي.
الأسئلة الشائعة
ما وظيفة الغلاف الحراري؟
الغلاف الحراري أنبوب حماية مغلق الطرف يقي حساس درجة الحرارة من قوى التدفق والضغط العالي والأوساط المسببة للتآكل. ويصبح جزءًا محكمًا حاملًا للضغط من الأنبوب أو الخزان، ويتيح إخراج الحساس للمعايرة أو الاستبدال دون إيقاف العملية أو تفريغ الخط. وفي المقابل تصبح استجابة القياس أبطأ نوعًا ما.
لماذا يلزم حساب تردد الدوامات (wake frequency)؟
يولّد التدفق دوامات دورية خلف الغلاف الحراري. فإذا اقترب تردد انفصالها من التردد الطبيعي للغلاف حدث رنين، وقد تنكسر الساق بفعل الكلال. ويقيّم الحساب وفق ASME PTC 19.3 TW معايير التردد والإجهاد الديناميكي والإجهاد الساكن والضغط الهيدروستاتيكي. ويوصى بإجراء هذا الحساب لكل غلاف حراري.
ما الفرق بين الأغلفة الحرارية المستقيمة والمخروطية والمتدرجة؟
للمقطع المستقيم القطر نفسه على طوله كله، وهو صاحب أعلى قوة سحب وأبطأ استجابة. أما المقطع المخروطي فيضيق من الجذر إلى الطرف، ولأنه يوازن بين المتانة والاستجابة فهو خيار شائع للتدفقات عالية السرعة. وينتهي المقطع المتدرج بجزء طرفي أضيق، ويوفر عند قطر الجذر نفسه ترددًا طبيعيًا أعلى وأسرع استجابة.
أي نوع توصيل يجب اختياره؟
الأغلفة الحرارية الملولبة سهلة التركيب والفك، لكن تصنيفات ضغطها أدنى من الأنواع بشفة. ويمكن فك الأغلفة الحرارية بشفة للصيانة، وهي تناسب فئات الضغط العالية. أما الأغلفة الملحومة فتوفر أعلى قدرة على تحمل الضغط وأعلى إحكام، وتُفضَّل عند السرعات ودرجات الحرارة والضغوط العالية. ويبرز نوع Van Stone في الخدمة المسببة للتآكل بفضل تصميمه الخالي من اللحام.
كيف يُحدَّد طول غمر الغلاف الحراري؟
في التدفق المضطرب يُستهدف وضع الطرف قرب محور الأنبوب. والدليل العام أن يساوي طول الغمر عشرة أضعاف قطر الجذر في الغازات وخمسة أضعاف في السوائل؛ كما تُستخدم قاعدة الغمر بمقدار ثلث إلى نصف قطر الأنبوب كحد أدنى، وتوصية API بإضافة 50 mm إلى طول عنصر الاستشعار. ولأن الأغلفة الطويلة تزيد خطر الرنين، يجب التحقق من الطول النهائي بالحساب الميكانيكي.
ما ميزة الغلاف الحراري من نوع Van Stone؟
يُثبَّت الغلاف الحراري من نوع Van Stone (lap joint) بين الشفة المقابلة وشفة منزلقة غير مثبتة. ولعدم وجود لحام بين الساق والشفة لا يمكن أن يحدث تآكل في منطقة اللحام. ويمكن تصنيع الساق الملامسة للوسط من سبيكة مرتفعة الكلفة، بينما تُختار الشفة فوقها من مادة أوفر مثل الفولاذ الكربوني، ويسهل استبدالها عند الحاجة.
ماذا يمكن فعله إذا لم يجتز الغلاف الحراري الحساب؟
تؤدي زيادة قطر الجذر إلى رفع المتانة والتردد الطبيعي، كما يساعد تغيير قطر الطرف وتقصير طول الغمر على اجتياز الحساب. وتغيير المقطع، كاستخدام ساق مخروطية بدل المتدرجة، خيار آخر. وإذا لم تكفِ أي هندسة، يمكن النظر في القياس غير التداخلي من سطح الأنبوب كبديل.
ما الاختبارات والشهادات التي يمكن طلبها للأغلفة الحرارية؟
الخيارات الرئيسية هي تقرير حساب ASME PTC 19.3 TW، والمطابقة لـ NACE MR0175/ISO 15156 وMR0103، وشهادة المادة EN 10204 3.1، وPMI، واختبارا الضغط الهيدروستاتيكي الخارجي والداخلي، والفحص بالسائل النافذ، وفحص سماكة الجدار بالموجات فوق الصوتية أو التصوير الإشعاعي، واختبار شاربي في درجات الحرارة المنخفضة، والتنظيف لخدمة الأكسجين. وللأنواع بشفة يمكن أيضًا طلب سجلات إجراءات اللحام وتأهيل اللحامين (WPS, PQR, WPQ).
