Berechnung von Schutzrohren bei der Temperaturmessung
Bei Temperaturmessgeräten bildet das Schutzrohr die Schnittstelle zwischen dem Fühlerelement und dem Prozess. Sie schützen den eigentlichen Fühler, während sie selbst thermischen, chemischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt sind.
Für den sicheren Betrieb von Temperaturmessungen mit Schutzrohren ist folgendes zu beachten:
Schutzrohre werden durch den statischen Druck in einen räumlichen Spannungszustand versetzt. Bei einer Anströmung kommen Biege- und Scherspannungen hinzu.
Hinter strömungsbeaufschlagten Schutzrohren werden periodisch Wirbel abgelöst. Dieser Effekt, der bei Wirbeldurchflussmessern benötigt wird, führt aber auch zu unerwünschten Schwingungen des Schutzrohres und damit zu dessen Zerstörung, wenn die Frequenz der Wirbel nicht deutlich von der Resonanzfrequenz des Schutzrohres abweicht.
Für Festigkeitsberechnungen werden alle Spannungen zu einer Vergleichsspannung zusammengefasst, die einen Sicherheitsfaktor > 1,7 in Bezug auf die Warmstreckgrenze oder die Kriechfestigkeit des Werkstoffs haben sollte.
Das Risiko eines Schutzrohrbruchs kann durch die Berechnung der Spannungen vor der Konstruktion erheblich reduziert werden.
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