ASME-PTC-19.3-TW-2010-温度计插孔测试规范中文版

热电偶套管性能测试准则内容前言ASME性能试验规程委员会19.3在1957年决定，1930版关于处理热电偶套管温度测量补充不能满足要求。由于热电偶套管的设计要求考虑热和应力因素，ASMS锅炉和压力容器委员会寻求提供帮助。但是，侵入管件的设计被认为可能超出了容器准则的合适范围。PTC19.3委员会负责温度测量和热电偶套管的设计。热电偶套管的目标是促进温度测量当抗过程流体力时。该委员会提供该领域任务的实施指导，关于J.W.Murdock[1]基础论文的授权，最终导致了PTC19.3-1974的出版，优先于PTC19.3-1974，热电偶套管在高压蒸汽涡轮机开启测试中的发生率很不理想，随后使用已经很成功的阻止了灾难性的热电偶套管的失效。自从它的出版，PTC19.3在蒸汽和超出了性能测试标准范围的非蒸汽设备中已经受到了广泛的接受和使用，在1971ASME特别委员会，PB51，在PTC权限下，形成了评估热电偶套管的标准。该委员会，特指PTC19.3.1，产生了热电偶套管标准的草稿。在1999，PTC19.3实施完成了该草案。在该努力过程中，揭示了许多热电偶套管设计为PTC19.3-1974但是放在非蒸汽承受灾难性失效。回顾文献发现PTC19.3.1草稿没有包含最近重要的提升我们的热电偶套管性能的知识，委员会决定重新写该标准。新标准的目标为提供热电偶套管等级可以能够用在许多的使用阵列，包括涉及到腐蚀性的流体；提供哪里的耐疲劳应力重要；为确保传感器可靠工作简历准则。这些因素导致一个对于热电偶套管更可靠的设计基础，相较PTC19.3-1974补充而言。该标准将不是可以追溯的。PTC19.3TW关于热电偶套管由PTC标准委员会批准于2010年6月15日，通过和接受为标准在社会上实施标准化测试是在2010年2月18.其也被ANSI批准为美国国家标准于2010年4月22.鸣谢委员会特别鸣谢R.D.Blevins,D.R.Frikken,W.J.Koves,andA.Löbig的特殊贡献委员会名单(ThefollowingistherosteroftheCommitteeatthetimeofapprovalofthisCode.)以下委员名单为本准则批准时的名单标准委员会人员P.G.Albert,GeneralElectricCo.R.P.Allen,ConsultantJ.M.Burns,BurnsEngineeringW.C.Campbell,SouthernCompanyServicesM.J.Dooley,SigmaEnergySolutionsJ.R.Friedman,SiemensEnergy,Inc.G.J.Gerber,ConsultantP.M.Gerhart,UniversityofEvansvilleT.C.Heil,ConsultantR.E.Henry,Sargent&LundyJ.H.Karian,TheAmericanSocietyofMechanicalEngineersD.R.Keyser,ServiceEngineeringS.J.Korellis,EPRIM.P.McHale,McHale&Associates,Inc.P.M.McHale,McHale&Associates,Inc.J.W.Milton,ReliantEnergyS.P.Nuspl,ConsultantR.R.Priestley,GeneralElectricCo.J.A.Rabensteine,EnvironmentalSystemsCorp.J.A.Silvaggio,Jr.,SiemensDemagDelavalTurbomachinery,Inc.W.G.Steele,Jr.,MississippiStateUniversityJ.C.Westcott,MustanCorp.W.C.Wood,DukePowerCo.T.K.Kirkpatrick,Alternate,McHale&Associates,Inc.J.A.Scavuzzo,Alternate,TheBabcock&WilcoxCo.PTC19.3委员会—温度测量D.C.Ripple,Chair,NationalInstituteforStandards&TechnologyJ.H.Karian,Secretary,TheAmericanSocietyofMechanicalEngineeD.S.Bartran,ConsultantD.Bauschke,EmersonProcessManagementC.W.Brook,WikaInstrumentsLtd.M.Carugati,AlloyEngineeringCo,Inc.S.M.Dale,ConaxTechnologiesLLCA.G.Gilson,Black&VeatchA.Heisler,Pyromation,Inc.F.L.Johnson,JMSSoutheast,Inc.D.Marra,FloridaPowerLightJ.W.Stevens,UniversityofColorado热电偶套管第一部分目标和范围1-1目标此标准的目标是为用于广泛设备的锥型、直型、阶梯型热电偶套管的可靠工作建立一个机械设计标准。包括外部压力以及静力和流体冲击引起的动态和静态的力。1-2范围此标准应用于棒材制造的热电偶套管和包括那些焊接到或者插入到一个法兰以及那些焊入带或不带焊接接头的流程容器或管。管子制造的热电偶套管不包括这个标准范围。特殊表面结构设计的热电偶套管（例如，有凸边的或者螺旋的褶皱表面的）超出了这个标准范围,因为对于这些热电偶套管很难提供广泛的适用性的设计准则。热电偶套管的附属方法、标准尺寸、热电偶套管中的传感器产生的震动、传感器在工艺流体中的热平衡超出了本标准的范围。另外，热电偶套管，包括法兰喷涂或者焊接覆盖，在柄的方向或者尖部是由焊接制成的，也超出了本标准的范围。第二部分命名规则按照美国惯用单位lb作为质量单位表示英镑，lbf表示磅力，kip表示310英镑力，ksi表示310英镑力每平方英寸。当参数以混合的美制习惯单位表示，（例如，直径Ｂ单位为英寸，速度单位为英尺每秒），英寸和英尺的计算在这时转换因子就需要知道。见6-4.1段和8-1的一小部分的例子。A=热电偶套管顶部支撑面的外径Ap=热电偶套管垂直于流体运动方向的投影面积，（㎡）a=式（6-8-4）中的多项式函数，无量纲B=热电偶套管顶端外径，（m）b=热电偶套管柄根部的圆角半径（m）bs=热电偶套管柄直径减少处得圆角半径（m）CD=稳定状态下的阻力系数，无量纲Cd=振动阻力系数（管道流方向），无量纲Cl=振动提升系数（垂直于管道流方向），无量纲C=腐蚀裕量，（m）Ci=式（6-5-3）中的系数，无量纲D=任意横截面的外径，（m）Da=6-5.3第一步中定义的热电偶套管的平均直径，（m）d=热电偶套管内径，（m）E=操作温度下的弹性模量，Pa（附录A以及6-5.3中提及到的）Eref=弹性模量的参考值，PaFD=由于流体冲击在热电偶套管轴向方向上的静态阻力，N（ibf）Fd=由于流体冲击在热电偶套管轴向方向上的动态阻力，N（ibf）Fl=由于流体冲击在热电偶套管上产生的横向动态阻力，N（ibf）FM=F`M=f=频率，Hzfa=近似共振频率，Hzfnc=有支撑的热电偶套管的共振频率，Hzfn=理想固定情况下热电偶的固有频率，Hzfs=漩涡分离频率，HzG=式(6-10-3)中定义的参数，无量纲GRD=用来评估直径减少处压力的参数G，无量纲GSP=用来评估支撑点处压力的参数G，无量纲Gβ=GRD或GSP’，无量纲Ha,f=因素考虑增加的流体质量，无量纲Ha,s=考虑到加传感器质量因素，无量纲Hc=频率因素考虑支撑或基础柔度，无量纲Hf=频率因子考虑到剪切，旋转，锥度和顶端质量影响，无量纲I=横截面的惯性力矩，kg⋅m2(lb⋅in.2)KM=支撑的转动刚度热电偶N⋅m/rad[(in.-lb)/rad]Kt=应力集中因数，无量纲L=自由端长度，从顶端到支撑平面测量值m(in.)L0=热电偶套管防护流体流动的长度m(in.)LS=阶梯柄热电偶套管的变截面柄长度m(in.)M=弯矩,N⋅m(in.-lb)Mb=稳态拉拽弯矩（β=D）,交变拉拽(β=d),或者升举(β=l),N⋅m(in.-lb)m=均匀截面热电偶套管的每单位长度的质量，kg/m(lb/in.)NS=斯特劳哈尔数，无量纲NSc=Scruton数量或质量阻尼因子，无量纲P=操作压力Pa(psi)Pc=热电偶套管柄的设计静态压力Pa(psi)PD=空气动力学上热电偶套管单位投影面积的力Pa(psi)Pd=热电偶套管单位投影面积上的交变拉力Pa(psi)Pf=法兰支撑的设计压力Pa(psi)Pl=热电偶套管单位投影面积上的交变升力Pa(psi)Pr=热电偶套管外部压力等级Pa(psi)Pt=热电偶套管的设计压力Pa(psi)Pb=PD,Pd,或者Pl，Pa(psi)Rp=管子半径,m(in.)γ=脱落频率比固有频率（升举共振）γ’=脱落频率比固有频率，无纲量（轴向共振）Re=雷诺数，在顶端直径Re=BVρ/μ基础上计算,无量纲量S=最大允许工作应力，Pa，Pa(psi)Sa=轴向压应力，Pa(psi)SD=由于流体冲击的稳态拉应力Pa(psi)Sd=由于流体冲击的交变拉应力,Pa(psi)Sf=耐疲劳度极限在高循环极限下，Pa(psi)SL=由于流体冲击的交变生应力,Pa(psi)Sr=径向压应力，Pa(psi)S=剪切应力,Pa(psi)St=切向压应力,Pa(psi)Sz=热电偶套管的纵向应力,Pa(psi)T=操作温度℃（℉）Ta=环境温度℃（℉）T=热电偶套管顶端的最小厚度，m(in.)V=流体速率,m/s(in./sec)VIR=激发轴向共振的流体速率(in./sec)V=比容（流体密度的倒数,m3/kg(in.3/lb)xˆ=流体的速度和热电偶套管的轴线的法向的单位矢量y=到热电偶套管轴向的距离,m(in.)yˆ=流体流动方向的单位适量z=从热电偶套管根部沿着热电偶套管轴线的距离,m(in.)zs=从热电偶套管根部到支撑平面距离，此处为应力计算位置,m(in.)zˆ=热电偶套管轴向到顶端的单位适量α=热胀量平均系数,m/(m⋅K)[in./(in.⋅8F)]β=在式子(6-5-3)使用的参数,无量纲量μ=动力粘度,Pa⋅s[lb/(ft⋅sec)]注：粘度在文献资料中单位常常为厘泊，缩写为cP。转换因素为1cP=0.67197×10−3lb/(ft.⋅sec)and1cP=10−3Pa⋅s.ν=运动粘度,m2/s(ft2/sec)ρ=流体密度,kg/m3(lb/in.3)ρm=热电偶套管材料的质量密度,kg/m3(lb/in.3)ρs=温度传感器的平均密度,kg/m3(lb/in.3)ζ=阻尼因子，无量纲数ωs=2πfS,rad/s(rad/sec)第三部分准则的权限热电偶套管是管路系统和过程容器系统的主要部分，导致他们可能服从于控制管路和压力容器准则的要求。3-1参考标准和控制准则（a）ASMEB40.9，热电偶套管用于温度计和弹性温度传感器，讨论热电偶套管的选择，制造和安装，以及提供一些标准设计。补充B40.9，PTC19.3TW限制在范围内热电偶套管机械设计。（b）ASME锅炉和压力容器准则（BPVC）第Ⅲ部分附录，附录N提供了关于流动引诱的密排管子振动和由于湍流激发的结构振动。这些都超出了PTC19.3TW的范围，其仅仅考虑由于涡旋脱落的单个热电偶套管的振动。（c）将温度测量误差减小到最小，在热电偶套管的应用中的指导在最新版PTC19.3中可以找到。影响因素包括流体影响的热电偶套管加热，误差由于热辐射和沿着热电偶套管传导和热电偶套管和周围流体的热传导。3-2热电偶套管的说明热电偶套管的规格说明和结构材料是含有热电偶套管的系统的设计者的职责。有责任确保过程流体和系统，其他和最