O cabo de isolação mineral consiste de uma bainha metálica e de condutores internos isolados entre si por um material cerâmico. Esta cerâmica é formada pelo pó de alguns tipos de óxidos (normalmente o mais utilizado é o MgO) com uma pureza de > 99.0%, que garante a isolação dos condutores internos um do outro e também a isolação dos condutores em relação a bainha externa. A construção de um cabo de isolação mineral é similar a de um cabo comum, entretanto, ela tem uma característica especial de resistência a altas temperaturas. Por usar ligas metálicas ao invés de, por exemplo, PVC ou PTFE, são possíveis temperaturas de aplicação de aproximadamente até 850 °C para aços inoxidáveis (como 1.4571, 316L, 1.4541) ou até mesmo até aproximadamente 1150 °C para ligas metálicas refratarias como Inconel® 600 (2.4816).
Construção
O ponto de partida é um longo tubo metálico no material da bainha desejado (geralmente com 15 metros de comprimento), onde são inseridos blocos cerâmicos furados. Junto aos blocos cerâmicos são montados condutores correspondentes.
Para a construção de termorresistências, são geralmente usados condutores internos de cobre ou níquel. Na construção de termopares, o material apropriado deve ser considerado, dependendo do tipo do termopar. Estas construções constituídas por tubos metálicos, blocos cerâmicos e condutores metálicos é subsequentemente compactada, e tem suas dimensões reduzidas através de matrizes de trefilação revestidas de carbetos ou diamantadas, onde as dimensões desejadas são alcançadas. A alta compactação da isolação mineral garante uma rápida transferência térmica entre o material da bainha e os condutores internos.
Bloco cerâmico
Aplicação
Devido à isolação ser feita apenas por componentes minerais, a operação também é possível em temperaturas significantemente mais altas do que seria no caso dos cabos isolados com polímeros ou fluorpolímeros (exemplo: PVC, PTFE). Protegido pela bainha metálica do material, Os cabos de isolação mineral também são resistentes ao calor e, portanto, adequados para medição de temperatura. O diâmetro do cabo de isolação é especificado de acordo com os requisitos de cada aplicação.
Variedade
O menor diâmetro de um sensor de temperatura já fabricado pela WIKA foi de 0,25 mm. Se esse diâmetro for comparado com o de cabos maiores, o usuário tem vantagens consideráveis ao usar dimensões relativamente pequenas. A combinação do diâmetro externo, do material da bainha, da espessura da parede e do material e do arranjo dos condutores internos e também classe de exatidão (apenas para termopares), possibilita uma grande variedade de cabos de isolação mineral.
Seção de vários cabos de isolação mineral
Característica especial
A característica especial do cabo de isolação mineral está na posição relativa dos condutores internos um para o outro e da bainha externa, que são sempre constantes. Mesmo quando o cabo está dobrado ou torcido, a posição interna é mantida. O raio de curvatura admissível é três vezes o diâmetro externo da bainha. As propriedades de isolação resultantes do posicionamento exato dos condutores internos são fundamentais quando se trata de construção de instrumentos á prova de explosão.
Características adicionais
Construção de uma termorresistência
Como uma característica do cabo isolado mineral, deve ser dada especial atenção à higroscópica da cerâmica. Se esta não for protegida, o cabo absorve imediatamente a umidade do ambiente, o que, em poucos minutos, reduz a resistência elétrica de isolação. Por essa razão, o cabo de isolação mineral só deve ser armazenado hermeticamente fechado ou, se aberto, em um forno com uma temperatura elevada.
Normas comumente relacionadas
IEC 60751
IEC 60584
ASTM E230
Nota
Mais informações sobre termopares e termorreistências podem ser encontradas no site da WIKA.
Aprenda mais sobre como um termopar e uma termorresistência funcionam nos seguintes vídeos:
Proteção contra explosão
Temperatura
Termoelemento
Termômetro
Termorresistência
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Comentário
Autor
Ismael Duarte Tecnólogo Mecânico
Especialista de ProdutosWIKA do Brasil Ind. e Com. Ltda.
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Visão geral dos artigos por Ismael Duarte
Venho atuando há anos no segmento de instrumentação industrial, principalmente com foco na medição da temperatura para as mais diversas aplicações industriais, sendo especialista de produtos na WIKA desde 2011, sempre disposto à troca de informações e conhecimento para melhorarmos nossa indústria, com a utilização das melhores práticas disponíveis.
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