iTHERM SurfaceLine TM611: Redefinir a medição de temperatura não invasiva!

O termómetro não invasivo iTHERM SurfaceLine TM611 é utilizado em todos os setores para medir a temperatura sem o risco de fugas e interrupções no processo. Este dispositivo é seguro e fácil de instalar, oferecendo a mesma precisão e tempo de resposta que a medição invasiva da temperatura.

Um elemento de acoplamento térmico especialmente concebido proporciona uma condutividade térmica ideal ao sensor e reduz as influências do ambiente, resultando num desempenho de medição superior, mesmo quando comparado com a compensação eletrónica.

Vantagens

A principal vantagem do termómetro não invasivo iTHERM SurfaceLine TM611 é que não requer abertura do processo nem penetração no meio, evitando assim qualquer risco de fuga. Esta grande vantagem é complementada por três vantagens adicionais:

Precisão superior

O iTHERM SurfaceLine TM611 oferece resultados de medição superiores em termos de precisão e tempo de resposta entre termómetros não invasivos, igualando-se mesmo ao desempenho das medições de temperatura invasivas.

Graças a um processo de desenvolvimento minucioso e a extensos testes de campo, os desafios da medição de superfícies não invasivas foram efetivamente ultrapassados.

A Figura 2 mostra a secção de uma medição de temperatura num processo químico, comparando medições invasivas e não invasivas realizadas no mesmo ponto da tubagem com uma taxa de amostragem de 1 segundo.

Os resultados mostram que a medição não invasiva fornece resultados praticamente idênticos aos da medição invasiva e pode ser ainda mais rápida.

O desafio

• Baixa precisão com uma grande diferença de temperatura (delta T) entre a temperatura do processo e a temperatura ambiente;
• Superfície de contacto muito pequena com o tubo, elevada resistência à transferência de calor do tubo para o sensor de superfície;
• Algoritmos complexos e compensação eletrónica ainda sensíveis a alterações das condições ambientais (por exemplo, vento, sol, entre outros);
• Baixa repetibilidade dos resultados de medição.

A nossa solução

• Componentes e geometria melhorados para uma condutividade térmica ideal e baixa massa térmica;
• Grande superfície de contacto com o tubo;
• Isolamento do ponto de medição recomendado;
• Sem cálculos, algoritmos ou previsões;
• Desempenho comparável à medição invasiva (tempo de resposta do sensor e precisão da medição).

2. Maior segurança

Os termómetros não invasivos medem a temperatura do processo na superfície de um tubo sem penetrar na parede do tubo. Isto elimina o risco de fugas, contaminação do processo e perturbações no fluxo. Além disso, não há desgaste nos poços termométricos nem influência da vibração induzida por vórtices, reduzindo o risco de falhas e paragens da central.

Isto aumenta consideravelmente a segurança para o pessoal, a fábrica e o ambiente. Adicionalmente, as caraterísticas específicas do iTHERM SurfaceLine TM611 contribuem para aumentar ainda mais a segurança.

Geralmente não invasivo

• Sem risco de defeitos de soldadura não detetados;
• Sem risco de danos devido a alterações nas condições do processo;
• Sem desgaste nos poços termométricos;
• Sem influência das vibrações induzidas por vórtices;
• Instalação fácil e segura;
• Risco reduzido de falhas.

iTHERM SurfaceLine TM611

• Gama completa de transmissores de temperatura com diagnóstico avançado segundo a norma NAMUR NE107;
• Certificação de segurança funcional (SIL);
• Proteção internacional contra explosões de acordo com normas como ATEX, IECEx, CSA e NEPSI.

3. Redução significativa de tempo e custos

Em contraste com os métodos invasivos tradicionais, os termómetros não invasivos oferecem poupanças significativas de tempo e custos em várias fases, desde a engenharia do projeto até à aquisição, instalação e operação.

Os tempos de desenvolvimento e de design são drasticamente reduzidos, eliminando a necessidade de cálculos de frequência de esteira e profundidade de inserção.

A instalação torna-se mais económica com a redução das despesas com materiais para poços termométricos, bicos, extensões de tubagem e flanges.

Esta eficiência de custos estende-se ainda a serviços como testes de soldadura e certificação de materiais. Além disso, os termómetros não invasivos minimizam os custos do ciclo de vida, eliminando riscos como a quebra de poços termométricos, fugas e inspeções regulares.

Tempo reduzido

• SEM cálculo da frequência de passadeira,
• SEM custos com especialistas externos e projetos,
• SEM considerações sobre a tubagem,
• SEM seleção de compatibilidade de sensores/materiais,
• SEM modelação 3D, desenhos,
• SEM determinação do estilo, localização e profundidade de inserção,
• SEM necessidade de dados de processo, apenas o tamanho da tubagem.

Redução de custos

• SEM poços termométricos, bicos, flanges, testes de juntas de soldadura,
• SEM extensões de tubagem,
• SEM materiais especiais, ligas, revestimentos,
• SEM certificações de materiais.

Complexidade reduzida

• SEM instalação complexa de termopoços e sensores,
• SEM instruções de segurança extensas,
• SEM cortes ou soldaduras,
• SEM tempo de inatividade da fábrica,
• SEM verificações de soldadura,
• SEM inspeções dispendiosas,
• SEM necessidade de ferramentas específicas.

Menor esforço

• SEM quebra de termopoços,
• SEM tempo de inatividade da fábrica,
• SEM necessidade de armazenar diferentes variantes do produto.

Redução significativa de custos:

• Redução do tempo de desenvolvimento e planeamento de projetos;
• Redução das despesas com instalação, certificação e inspeções;
• Eliminação de custos com poços termométricos, bicos e flanges, testes de soldadura e extensões de tubagem.
• Transmissores de temperatura iTEMP com todos os protocolos de comunicação comuns e conetividade Bluetooth® opcional.
• Precisão de medição e tempo de resposta comparáveis às medições invasivas.
• Sem necessidade de abertura do processo, sem risco de fuga.
• Maior segurança para o pessoal, o sistema e o ambiente.
• Simplicidade desde a seleção e instalação do produto até à manutenção.
• Certificações internacionais: por exemplo, proteção contra explosão de acordo com ATEX, IECEx, CSA e NEPSI; segurança funcional (SIL).

Design do produto

Este produto foi concebido e otimizado com materiais cuidadosamente selecionados, acabamentos de superfície precisos e geometria avançada para garantir a uma transferência de calor mais uniforme possível.

Através de uma análise térmica abrangente de todos os componentes e da redução significativa da resistência à transferência de calor garante-se uma precisão superior na medição não invasiva da temperatura.

Abraçadeiras de parafuso em aço inoxidável

• Instalação fácil, prática e segura;
• Ideal para adaptações, medições temporárias ou adicionais;
• Posicionamento flexível em vários pontos da tubagem ou em diferentes tubagens;
• Sem necessidade de furar, soldar ou utilizar ferramentas adicionais.

Inserção de medição

• Encaixe preciso no elemento de acoplamento térmico;
• Sensor RTD/TC standard com baixa massa térmica.

Transmissores de temperatura iTEMP

• Todos os protocolos de comunicação analógicos e digitais comuns;
• Conetividade Bluetooth® opcional.

Elemento de acoplamento térmico

• Superfície de contacto extra larga;
• Diferentes espessuras de parede otimizam a transferência de calor;
• Geometria adaptada ao diâmetro do tubo;
• •Sem espaço de ar entre o elemento de acoplamento e o sensor.

Material de transferência de calor

• Compensa as imperfeições do tubo

Foco na indústria

O produto pode ser utilizado universalmente em todos os setores industriais. É ideal para condições de processo exigentes como altas velocidades de fluxo, altas pressões de processo, fluidos altamente viscosos, abrasivos ou corrosivos, limpeza de condutas com pigs ou tubagens de pequeno diâmetro.

Além disso, é a solução perfeita para projetos greenfield, modernização de sistemas existentes para monitorização de energia e segurança ou medições temporárias, uma vez que pode ser posicionado de forma flexível em vários pontos da tubagem ou em diferentes tubagens de uma fábrica.

Petróleo e gás: melhorar a segurança e aumentar a fiabilidade do terminal de regaseificação de GNL

O gás natural é transportado e armazenado no estado líquido porque o seu volume é 600 vezes menor do que no estado gasoso. Quando o gás é arrefecido a cerca de -162 °C (-259 °F), condensa e torna-se líquido.

A regaseificação é o processo de aquecimento do gás natural liquefeito (GNL) de volta ao seu estado gasoso, para que possa ser utilizado como combustível para a geração de energia e sistemas de aquecimento. O processo ocorre em grandes terminais terrestres ou flutuantes, onde os navios descarregam a sua carga de GNL. Nestes terminais, o gás é armazenado no estado líquido em tanques e depois regaseificado para ser transportado como gás natural através de uma rede de gasodutos até ao utilizador final.

Para todos os equipamentos (permutadores de calor, recondensadores, compressores, bombas, gasodutos de alta pressão), o desafio é garantir o mais alto nível de segurança com o menor risco de fugas devido aos múltiplos tubos e juntas de transição ao longo de todo o processo de regaseificação.

A fiabilidade é outro desafio em termos de qualidade consistente e transferência de energia até ao utilizador final durante a distribuição de gás. Tudo isto é conseguido com a medição correta da temperatura em termos de perturbação do fluido e em termos de precisão.

Desafio: tarefa de medir a temperatura. Ponto de medição: tubagens de entrada e saída de condensadores e permutadores de calor, juntas de transição de bombas e compressores. Fluido: gás natural gasoso ou bifásico, água do mar, ar, vapor aquecido.

Temperatura do processo: -160 a 350 °C (-256 a 662 °F). Desafios: tempo de resposta preciso e rápido, vibrações e ambiente perigoso.

Resposta da Endress+Hauser: o iTHERM SurfaceLine TM611 é o instrumento de temperatura ideal, graças ao seu equilíbrio perfeito entre alta precisão e tempo de resposta. Não existe risco de fuga, uma vez que o elemento de acoplamento térmico não invasivo foi concebido para garantir o contacto térmico perfeito do sensor, sem ser molhado pelos fluidos do processo.

Química: aumentar o rendimento em reatores de alimentação

Um reator de alimentação é a principal ferramenta dos processos químicos que operam introduzindo reagentes num único reator, sem adicionar ou remover componentes adicionais até que a reação esteja concluída, resultando num único processo de alimentação. Outro tipo de reator de alimentação implica a adição de reagentes de uma só vez e a remoção gradual do produto convertido.

As vantagens dos reatores de alimentação baseiam-se principalmente na sua versatilidade e utilização frequente em diversos segmentos químicos, onde a temperatura, a pressão e a velocidade de mistura são as principais condições de operação a controlar.

O desempenho dos reatores de alimentação é medido, sobretudo pela qualidade do produto final em comparação com o consumo dos reagentes e a energia necessária ou absorvida. A temperatura é um dos parâmetros-chave para controlar o desempenho e, assim, obter o melhor rendimento, quer em termos de qualidade e em termos de capacidade.

Garantir a composição uniforme em todo o reator, com um estado instável dos fluidos, considerando também o manuseamento inadequado de reações altamente sensíveis ao calor, exige uma medição de temperatura muito precisa e com um tempo de resposta rápido para monitorizar o comportamento das reações.

O desafio:

• Tarefa de medição de temperatura
• Ponto de medição: entradas do reator nas linhas de alimentação, fluidos de aquecimento ou arrefecimento da área de aquecimento/arrefecimento
• Fluidos gasosos, líquidos ou bifásicos com diversas composições
• Temperatura do processo: -40 a 250 °C (-40 a 482 °F)
• Desafios específicos: tempo de resposta preciso e rápido, fluidos tóxicos e ambiente perigoso.

Resposta da Endress+Hauser: o iTHERM SurfaceLine TM611 é o instrumento de temperatura ideal, graças ao seu equilíbrio entre elevada precisão e tempo de resposta. Como não existe contacto direto com o fluido, não existe risco de fuga nem perturbação do mesmo, mantendo ainda assim uma elevada fiabilidade na medição da troca de calor. Em última análise, isto resulta numa maior capacidade produtiva com otimização do consumo de matéria-prima e energia.

Custos operacionais na destilação

A destilação é o processo de separação de misturas de líquidos nos seus componentes básicos, atuando sobre os seus pontos de ebulição. Envolve várias unidades, como a coluna de destilação, o refervedor, o condensador e o tambor de refluxo (separador). O processo de destilação é um dos que mais energia consome devido à quantidade significativa de calor que tem de ser transferida para extrair os vapores da mistura líquida e para operar os condensadores, separadores e bombas. A eficiência da destilação depende de vários parâmetros, como o tamanho da coluna, a relação altura/diâmetro, os materiais utilizados, o design interno e, principalmente, a composição da alimentação e a distribuição e troca de calor em várias etapas dentro e fora da coluna.

A eficiência da coluna de destilação e a capacidade a longo prazo de todos os outros auxiliares operarem em condições estáveis ​​são os principais desafios na extração dos compostos mais elementares da mistura, especialmente quando estes diferem por uma pequena diferença de temperatura de ebulição. Outro desafio é conseguir rapidamente uma nova eficiência otimizada de todo o processo, caso a composição da matéria-prima se altere, para garantir sempre a melhor qualidade das frações obtidas.

O seu desafio:

• Tarefa de medição de temperatura.
• Ponto de medição: linhas de alimentação da coluna, linhas de saída, entradas e saídas do refervedor e do condensador, linhas de alimentação de refluxo.
• Fluido: fluidos gasosos, líquidos ou bifásicos com diversas composições, vapor saturado ou sobreaquecido.
• Temperatura do processo: 250 a 450 °C (482 a 842 °F).
• Desafios específicos: tempo de resposta preciso e rápido, fluidos turbulentos e de alta velocidade e ambiente perigoso.

Resposta da Endress+Hauser: o iTHERM SurfaceLine TM611 é o instrumento de temperatura ideal, graças ao seu equilíbrio perfeito entre alta precisão e tempo de resposta. Não existe risco de fuga, uma vez que o elemento de acoplamento térmico não invasivo foi concebido para garantir o contacto térmico perfeito do sensor, sem ser molhado pelos fluidos do processo.

Hidrogénio verde: fornecimento de água para eletrolisador PEM

Uma parte da produção de hidrogénio verde é o eletrolisador, que separa a água em hidrogénio e oxigénio. A água é tratada para atingir um nível de pureza absoluto (ultrapura) e deve ser monitorizada antes de entrar no eletrolisador.

O consumo de água ultrapura na pilha é um indicador-chave de desempenho (KPI) importante para monitorizar a qualidade e o custo do hidrogénio produzido através da medição de temperatura. Os requisitos para um sensor de temperatura são o design higiénico, contacto mínimo com o fluido e alta precisão.

O seu desafio:

• Tarefa de medição de temperatura
• Ponto de medição: fornecimento de água ultrapura à pilha PEM e no circuito
• Fluido: água
• Temperatura do processo: até 75 °C (167 °F)
• Desafios específicos: água ultrapura (muito poucos iões de impurezas)

Resposta da Endress+Hauser: o iTHERM SurfaceLine TM611 é o sensor ideal para medir a temperatura sem o risco de fugas, interrupção do processo e contaminação do produto. Este sensor inovador baseia-se num elemento de acoplamento térmico melhorado que garante um desempenho de medição superior.

Otimização do tratamento de lamas: controlo do digestor

Em condições anaeróbias, as bactérias especiais decompõem a matéria orgânica do lodo primário e do lodo ativado residual para produzir biogás. O resultado é a redução do volume do lodo e a sua estabilização. Tempos de retenção de 2 a 3 semanas são comuns a temperaturas de 30 a 50 °C (86 a 122 °F), sendo importante a circulação contínua do lodo. O processo oferece oportunidades para a recuperação de calor e energia do biogás.

A temperatura é um dos fatores mais importantes que influencia a atividade bacteriana. O lodo de entrada é pré-aquecido num permutador de calor. Para garantir o funcionamento eficiente do permutador de calor, é necessário medir a diferença de temperatura entre a entrada e a saída do mesmo.

O seu desafio:

• Tarefa de medição de temperatura
• Ponto de medição: diferença de temperatura no permutador de calor
• Fluido: água
• Temperatura do processo: 10 a 40 °C (50 a 104 °F) ΔT: 5 a 10 °C (41 a 50 °F)
• Desafios específicos: medição fiável e precisa e certificação Ex opcional

Resposta da Endress+Hauser: o iTHERM SurfaceLine TM611 é o sensor definitivo para a medição de temperatura sem risco de fugas, interrupções no processo e contaminação do produto. Este sensor inovador baseia-se num elemento de acoplamento térmico melhorado que garante um desempenho de medição superior. O dispositivo está disponível em versões à prova de explosão e em conformidade com a norma SIL.

Endress+Hauser Portugal, S.A.
Tel.: +351 214 253 070 · Fax: +351 214 253 079
info.pt@endress.com · www.pt.endress.com