Thermowells / Thermoschutzrohre – Allgemeine Informationen

In allen Industriebereichen müssen Temperaturen gemessen werden. In den meisten Fällen kann das
Thermometer aber nicht direkt in das entsprechende Medium gefĂĽhrt werden, sondern muss gegen nachfolgende Bedingungen geschĂĽtzt werden:

â–  Extrem hohe Temperaturen
â–  Hochaggressive Medien
â–  Extreme DrĂĽcke
■ Extreme Strömungsgeschwindigkeiten
â–  Hohe Partikelbelastung (Abrasion / Erosion)

Um eine möglichst präzise Messgenauigkeit bei entsprechend kurzen Ansprechzeiten zu gewährleisten, muss der Thermoschutzrohrwerkstoff über eine optimale Wärmeleitfähigkeit bei gleichzeitiger Beständigkeit gegen die genannten Bedingungen verfügen.

In dieser Auslegung sowie deren Umsetzung finden Sie eine unserer Kernkompetenzen.

Thermowells in petrochemischen Crackanlagen
Wir sind seit über 25 Jahren einer der führenden Hersteller auf dem Gebiet der Thermowells für extremste Prozessbedingungen, wie sie z. B. in petrochemischen Dampfspaltanlagen (Steamcracker, Steamreformer u. ä.) vorzufinden sind. Die Temperaturen im Inneren solcher Anlagen können
bis zu 1.400°C betragen. Die Reformerrohre im Ofen werden zudem mit Synthesegasen in Geschwindigkeiten, die nahe an der Schallgrenze sind, durchströmt, zusätzlich sind diese noch mit Feststoffpartikeln angereichert.

Solche Bedingungen (Temperatur, Abrasion, Druck und chemische Korrosion) stellen extremste Anforderungen an das Thermowell, dessen Standzeit von enormer Bedeutung ist. Steamcracker und ähnliche Anlagen gehören zu den komplexesten und teuersten Anlagen in der Petrochemie, deshalb muss das Thermowell hinsichtlich der Standzeit so ausgelegt werden, dass ein außerplanmäßiges Abschalten (Runterfahren) des Ofens unbedingt vermieden wird.
Thermowells für diese Verwendung gehören zu unserem Haupteinsatzgebiet.

Mehrteilige Thermowells aus verschiedenen Sonderwerkstoffen
Da vorwiegend nur im eigentlichen Prozess die extremen Bedingungen herrschen, ist es sinnvoll, auch nur diesen Bereich in den entsprechenden Hochleistungswerkstoffen auszufĂĽhren.
Den zum Teil langen Weg bis zum Flansch oder dem Gewindeanschluss kann man in vielen Fällen aus anderen Werkstoffen ausführen. Unterschiedliche Temperaturzonen und chemisch-physikalische Randbedingungen der Anwendungsbereiche machen den Einsatz von verschiedenen, passenden Werkstoffen erforderlich. Aus den individuellen Gegebenheiten vor Ort: Eintauchtiefe,
Medium, Temperatur, Messprinzip, Strömungsgeschwindigkeit etc., ergibt sich die eigentliche Bauart
des Thermowells. Wir ĂĽbernehmen nach Kundenwunsch die Auslegung und Berechnung, die Konstruktion sowie die komplette Fertigung auf eigenen Maschinen bis zur Endabnahme.

Unsere Schutzrohre/Thermowells werden entworfen und hergestellt, um Ihre individuellen BedĂĽrfnisse und Anforderungen zu erfĂĽllen.
Selbstverständlich fertigen wir auch Ersatzteile oder Nachbestellungen nach Kundenzeichnung. Thermoschutzrohre können z. B. aus sechs und mehr miteinander verschweißten Einzelkomponenten verschiedener Werkstoffe bestehen und eine Gesamtlänge von bis zu 3.000 mm haben.

Beschichtete Thermowells
Beschichtungen werden in vielen Bereichen der chemischen und petrochemischen Industrie eingesetzt. Die wichtigste Unterscheidung hierbei ist, ob die Beschichtung in erster Linie dem Verschleißschutz, also der Abrasion durch Partikel, entgegenwirken soll oder eine möglichst hohe chemische Beständigkeit haben soll.

Beschichtungen als VerschleiĂźschutz / Schutz gegen Abrasion:
Soll eine Beschichtung in erster Linie dem Effekt der Abrasion entgegenwirken, wird heutzutage – so auch in unserem Hause – meist das Hochgeschwindigkeitsflammspritzen (HVOF-Verfahren = High Velocity Oxygen Fuel) eingesetzt. Die hierdurch erzeugten Schichten weisen eine wesentlich geringere Porosität sowie höhere Haftfestigkeiten auf, als beim herkömmlichen Pulverflammspritzen / Plasmaspritzen.

Beschichten mittels Aufpanzern / Aufschweißen (WIG – GTAW)
Eine weitere Möglichkeit des Aufbringens von Beschichtungen zur Erhöhung der Standzeit ist das Aufpanzern mittels Auftragsschweißens. Hierbei wird der gewünschte Werkstoff mittels eines
Schweißzusatzwerkstoffes (zum Beispiele Stelliten) auf die im Prozess befindliche Messspitze aufgebracht. Dadurch lassen sich wesentlich größere Schichtdicken aufbringen und auch abgenutzte, verschlissene Thermospitzen wieder reparieren. Nach dem Aufpanzern wird die Panzerschicht mechanisch nachbearbeitet (überdreht) und geschliffen, so dass sich die fertige Oberfläche nicht mehr von einer neuen, unbeschichteten Messspitze unterscheidet.

Auszug der gängigsten Beschichtungen für beide Verfahren:

Verfahren Basis Markenname Co Ni Cr W C Härte Schichtdicke
HVOF Chromcarbide JK 7184© 20% Basis 9,70% 58-65 HRC Ca. 0,30 mm
HVOF Wolframcarbide JK 7125© 6% 20% Basis 9,70% 58-65 HRC Ca. 0,30 mm
HVOF Cobaldbasis JK 7201© – Stellite 1© Basis 30% 12% 2,50% 53-55 HRC Ca. 0,30 mm
HVOF Cobaldbasis JK 7212© – Stellite 12© Basis 29,5% 8% 1,40% 46-48 HRC Ca. 0,30 mm
WIG GTAW Cobaldbasis Stellite 1© Basis <3% 32% 12% 2,50% 51-56 HRC Ca. 3,00 mm
WIG GTAW Cobaldbasis Stellite 6© Basis <3% 30% 5% 1,20% 40-45 HRC Ca. 3,00 mm
WIG GTAW Cobaldbasis Stellite 12© Basis <3% 30% 8% 1,55% 46-51 HRC Ca. 3,00 mm

Beschichtungen zur Erhöhung der chemischen Beständigkeit:
Bei sehr vielen hochaggres siven Medien wie z. B. Säuren, Laugen, Salzlösungen, organische Lösemittel oder Ähnlichem, deren chemische Aggressivität durch erhöhte Temperaturen und Temperaturwechsel in der Regel noch verstärkt werden, kommen oftmals auch die hochlegiertesten Sonderwerkstoffe an ihre Grenzen. Hier ist eine Beschichtung mit entsprechend beständigen Werkstoffen wie z. B. PTFE das Mittel der ersten Wahl. PTFE (Polytetrafluorethylen) ist ein vollfluoriertes Polymer, (bekannt unter dem Handelsnamen Teflon©) welches extrem reaktionsträge ist. Dadurch können selbst aggressivste Säuren diese Beschichtung nicht angreifen. Hinzu kommen die hervorragenden Gleiteigenschaften. PTFE lässt sich so gut wie nicht benetzen, wodurch
Flüssigkeiten – ähnlich wie beim Lotuseffekt – an dieser Beschichtung abgleiten. Gegenüber
anderen Kunststoffen hat PTFE zudem eine sehr hohe Temperaturbeständigkeit. So reicht der Temperatureinsatzbereich von -200°C bis +260°C (kurzfristig sogar bis
300°C). PTFE gibt es in verschiedenen Ausführungen und Legierungen, die auch die elektrische Leitfähigkeit beeinflussen. Wir sind in der Lage, sämtliche Schutzrohre mit speziellen Werkstoffen zu beschichten, um bestimmte chemische oder physikalische Eigenschaften zu verbessern und die Einsatzdauer zu verlängern.

Spezielle Strömungsgeometrien
Je höher die Strömungsgeschwindigkeiten in einer Rohrleitung sind, umso schneller entstehen unerwünschte Turbulenzen. Da sich Tubulenzen weder genau berechnen, vorhersagen und dementsprechend schwer vermeiden lassen, versucht man häufig die entsprechend notwendigen
Einbauten in Rohrleitungen so zu konstruieren, dass diese den unerwünschten Turbulenzen entgegenwirken oder aber zumindest keine zusätzlichen erzeugen. Da durch die Turbulenzen und der damit einhergehenden Abrasion nicht nur die Rohrwandung sondern auch die Einbauten – in diesem Falle das Thermowell – beschädigt wird, sollen diese speziellen Geometrien natürlich auch dazu beitragen, die Standzeiten zu erhöhen.

Thermoschutzrohre aus Tantal oder anderen Hochtemperaturwerkstoffen
Ein weiteres Beispiel für Sonderanfertigungen sind Schutzrohre mit einer Messspitze aus Tantal. Mit ca. 3.000°C besitzt Tantal den höchsten Schmelzpunkt aller Elemente der Erde und hat eine dementsprechend hohe Temperaturbeständigkeit bei gleichzeitiger hoher Beständigkeit gegenüber chemischen Substanzen aller Art, da es sich von Natur aus mit einer dichten Oxidschicht
überzieht. Aufgrund der extrem hohen Kosten von Tantal wird meistens nur der direkte Prozessbereich aus Tantal gefertigt. Eine weitere Möglichkeit ist das „Verkleiden“ von bestimmten Bereichen mittels speziell angefertigter Schutzhülsen oder Linern.

Thermocouples / Temperature Pads
Diese speziellen Thermoschutzelemente werden auf die Rohraußenfläche aufgeschweißt und
dienen zur Aufnahme indirekt arbeitender Temperatursensoren. Durch diese Art der Rohroberflächen-
Temperaturmessung lassen sich u. a. RĂĽckschlĂĽsse auf den inneren Zustand der Prozessrohre
ziehen, um Verkoksungen oder ähnliches frühzeitig festzustellen.

Wir sind kein Handelsunternehmen, sondern ein Hersteller mit sämtlichen erforderlichen Zulassungen,
qualifi ziertem technischem Konstruktionspersonal sowie einer enormen Fertigungstiefe mittels eigener Produktionsanlagen. Nach Wunsch ĂĽbernehmen wir die Auslegung, Berechnung,
Konstruktion sowie die komplette Fertigung auf eigenen Maschinen am Standort in Wiehl.

Auslegung, Konstruktion und Herstellung
In der Herstellung greifen wir auf ein umfangreiches eigenes Rohstofflager mit Stabmaterial, Rohren, Blechen etc. aus allen gängigen Edelstählen und Sonderwerkstoffen zurück. Ebenso bevorraten wir auch Fertigteile und Fittinge wie Flansche, Rohre, Weldolets, Latrolets, Sockolets, Verschraubungen, Dichtungen und ähnliche Teile in verschiedenen Werkstoffen. Teile, die wir nicht auf Lager haben, beschaffen wir kurzfristig oder fertigen sie aus Rohteilen unseres Lagerbestandes auf unseren Maschinen unkompliziert und schnell neu an. Durch die unmittelbare Nachbarschaft zu mehreren Lagerhaltern von Sonderwerkstoffen, können wir auch die exotischsten Sonderwerkstoffe sehr
schnell beschaffen. Dadurch lassen sich auch kürzeste Lieferzeiten realisieren. Die meisten Rohteile bevorraten wir in den gebräuchlichsten Standard- und Sonderwerkstoffen, wie z. B. Alloy 800H/HT©, Hastelloy©, Inconel©, Stelliten©, Super duplexstähle, Hochtemperaturwerkstoffe, ebenso Kunststoffe wie PTFE, PVDF, ETFE.

PrĂĽfungen / Abnahmen und Zulassungen
Wir gewährleisten die volle Rückverfolgbarkeit aller Schutzrohre aus unserem Hause, anhand der Chargen-, Seriennummern, sowie Zeichnungs- und Artikelnummer.
Umstempelbescheinigungen sowie Belege über durchgeführte Prüfungen und Werkstoffnachweise gehören bei uns zur Standarddokumentation.

Wir verfĂĽgen ĂĽber folgende Zulassungen:

â–  QM-System gem. EN ISO 9001
â–  SchweiĂźfachbetrieb gem. EN 729-1
■ Druckgerätezulassung gem. DGRL AD 2000 HP0
■ Herstellerzulassung gem. DGRL Kat.: II –
Modul A2
â–  Wehrtechnische Zulassung gem. DIN 2303
â–  Umstempelberechtigung gem.: EN 10204 3.1
■ ASME Code Section VIII Div. 1 / U – Stamp –
z. Zt. noch in der Auditierungsphase*

Wir fĂĽhren folgende PrĂĽfungen durch:

â–  Hydrostatische Drucktests bis 1000 bar
Innen- + AuĂźendruckprĂĽfung
■ Ultraschallprüfung (UT – Prüfung)
â–  PT(FE) PrĂĽfung (FarbeindringsprĂĽfung)
â–  MagnetpulverprĂĽfung (MT – PrĂĽfung)
■ Dichtheitsprüfung (LT – Prüfung Helium /
Lecktest)
■ Röntgenprüfung / Durchstrahlungsprüfung
(RT- PrĂĽfung / X-Ray)
■ PMI (Positive Material Identifi cation) – Test
(WerkstoffverwechselungsprĂĽfung)
■ Visuelle Prüfung / Endoskopie (VT – Prüfung)
■ Härteprüfung nach Brinell, Vickers oder Rockwell

Folgende Bescheinigungen können Sie über uns beziehen:

â–  WAZ EN 10204 3.1
â–  WAZ EN 10204 3.2 (TĂśV / Lloyds, LRS,
Germanischer Lloyds etc.)
â–  Umstempelbescheinigung
â–  DruckprĂĽfbescheinigung gem. EN oder ASME
■ Röntgenberichte gem. EN oder ASME
â–  Bescheinigungen gem. NACE MR0175 etc.
■ Prüfbescheinigungen über sämtliche genannten
PrĂĽfverfahren
â–  Bescheinigungen / Dokumentation ĂĽber
WPS, WPQR, WPQS etc.

Zubehör
Selbstverständlich erhalten Sie bei uns nicht nur das Thermowell sondern auch sämtliche Bauteile und Fittinge rund um den Apparate- und Rohrleitungsbau der Chemie und Petrochemie. Aufgrund unserer Fertigungstiefe können wir nahezu jedes benötigte Bauteil aus dem gewünschten Werkstoff herstellen und bei Bedarf auch neu konstruieren. Insbesondere Rohrleitungsteile für extrem kritische Bereiche wie z. B. Reformer- und Cracköfen gehören zu unserem Kerngeschäft. Nachfolgend einige Beispiele und Produkte, die wir im Lager bevorraten, kurzfristig herstellen oder beschaffen
können.

• Weldolets
• Latrolets
• Temperature Pads
• Nipolets
• Threadolets
• Elbilets
• Venturis
• Hex Bushings
• Hex Nuts
• Catalyst Grids
• Hanger
• Supports
• Sockolets
• Wascher
• PI-Nozzles
• Ti-Nozzles
• Insulation Canister
• Insulation Container
• Insulation Bricks

Tel: +49(0)2261 54662 – 0
Fax: +49(0)2261 54662 – 10
51674 Wiehl
Albert Einstein StraĂźe 4