Главный инженер тепловой станции готовит спецификацию на замену 40 старых ртутных ТТ на тепловых узлах. Регламент 2022 года по экологии требует постепенной замены на нертутные. В прайсе поставщика — ТТ К (керосиновый), ТТ МК (метилкарбитоловый), ТТЖ Г (галистановый) и СП-2П (керосиновый промышленный). Диапазоны пересекаются, цены разнятся в 2–3 раза, в паспортах — разные точности. Инженер звонит на станцию: «А какой у нас рабочий режим теплоносителя?» — «От +50 до +150 °C». Значит, подходят три из четырёх вариантов — выбор не по диапазону, а по другим факторам. Разбираем свойства нертутных жидкостей и критерии выбора, чтобы при замене ртутных не промахнуться.
Почему ртутные уходят с рынка
Ртуть (Hg) — жидкий металл, исторически идеальная термометрическая жидкость: равномерное тепловое расширение, высокая электропроводность (для электроконтактных термометров), стабильность показаний в широком диапазоне (−39…+357 °C), простая технология наполнения капилляра.
Но ртуть — токсичный металл, опасный при разрушении термометра. Пары ртути вдыхаются, ртуть поступает в грунт и воду при неправильной утилизации. Международное сообщество в 2013 году подписало Минаматскую конвенцию по ртути, Россия ратифицировала в 2017 году. Основные положения:
- Запрет производства и ввода в эксплуатацию ртутных измерительных приборов в новых установках (кроме специальных применений)
- Постепенная замена действующих на безртутные
- Ужесточение правил утилизации ртутных отходов
Последствие: активно производятся и замещаются ртутные термометры ТТ → нертутные ТТЖ, СП-2, ТП-6, а также новые типы для складов, инкубаторов (ТС-7А, ТП-11М, ИТР). Ртутные пока сохраняются в старых установках и в специализированных применениях (лабораторные ТЛ, ТН, медицинские — где точность и температурный диапазон критичны).
Термометрические жидкости — четыре основных
Для замены ртути в российском производстве применяются четыре основных жидкости. У каждой свои диапазоны и особенности:
Керосин (подкрашенный)
Диапазон: −70 … +150 °C
Тип применения: Массовый, стандартный для нертутных технических термометров
Преимущества:
- Недорогой
- Работает при низких температурах (до −70 °C)
- Химически стабилен в своём диапазоне
- Прозрачный при подкраске (обычно красный или синий)
Ограничения:
- Верхняя граница +150 °C (выше кипение — термометр разрушается)
- При длительной работе на пределе возможна некоторая усадка
- Органическая жидкость — пары горючие при высокой температуре
Применяется в: ТТЖ К (технические керосиновые ТУ 25-2021.010-89), СП-2 промышленные (ТУ 25-11.663-76), ТТ К (технические без индекса Ж). Подробно — в каталоге ТТЖ и СП-2.
Метилкарбитол (диэтиленгликольмонометиловый эфир)
Диапазон: −60 … +200 °C (некоторые источники до −100 °C)
Тип применения: Низкотемпературные и холодильные, складские термометры
Преимущества:
- Нижняя граница до −60…−100 °C
- Верхняя до +200 °C (выше керосина)
- Стабильный отклик при низких температурах
- Не токсичен
Ограничения:
- Дороже керосина
- Более медленный отклик при больших температурных градиентах (выше вязкость)
Применяется в: ТТ МК, ТТЖ МК, большинство складских и холодильных термометров ТС-7А, ТС-7АМ, ТС-7АМК, ТП-11М в метилкарбитоловом исполнении. Также в сельскохозяйственных ТС-2 и ТС-4М. Подробно — в каталоге складских/холодильных термометров.
Толуол
Диапазон: −95 … +110 °C
Тип применения: Авиационные, арктические, низкотемпературные при высоких градиентах
Преимущества:
- Нижняя граница до −95 °C — для арктических и высокогорных применений
- Быстрый отклик (низкая вязкость)
- Хорошая прозрачность
Ограничения:
- Верхняя граница всего +110 °C — ограничивает применение для средних температур
- Летуч (при разрушении термометра — быстрое испарение)
- Более дорогой, чем керосин
Применяется в: ТП-6 авиационных (ТУ 25-2021.003-88), ТТ П, ТП-11М в толуоловом исполнении (для морозильников −35 °C), ТС-6 сельскохозяйственных. Ходовой термометр с толуолом — ТП-6 для аэродромных метеорологических постов.
Галистан (сплав галлия, индия, олова)
Диапазон: −20 … +600 °C (наиболее широкий среди нертутных)
Тип применения: Замена ртутных в высокотемпературных промышленных применениях
Преимущества:
- Широчайший диапазон — до +600 °C, покрывает большинство ртутных применений
- Точность близка к ртутной (цена деления 0,5–1,0 °C)
- Электропроводный — пригоден для электроконтактных термометров (редко применяется вместо ртути в ТПК из-за стоимости)
- Безопасен при разрушении — нетоксичен, не опасен для человека
Ограничения:
- Нижняя граница −20 °C — для минусовых температур не работает
- Существенно дороже других нертутных жидкостей (в 5–10 раз)
- Меньшая электропроводность, чем у ртути
Применяется в: ТТЖ Г высокотемпературных (по специальному заказу), медицинских безртутных ЭкА (см. медицинские термометры), лабораторных специализированных термометрах.
Таблица выбора по рабочей температуре
| Рабочий диапазон | Рекомендуемая жидкость | Тип термометра |
|---|---|---|
| −90 … −35 °C (глубокая заморозка, арктика) | Толуол | ТП-11М (толуол), ТП-6 |
| −60 … +100 °C (холодильники, стандартные промконтуры) | Керосин или метилкарбитол | ТТЖ К, ТС-7А/АМ/АМК |
| −30 … +150 °C (теплообмен, тепловые узлы) | Керосин | ТТЖ К, СП-2 |
| 0 … +200 °C (сушильные шкафы, реакторы) | Метилкарбитол | ТТЖ МК, ТП-3 |
| +200 … +600 °C (высокотемпературные промконтуры) | Галистан | ТТЖ Г (по заказу) |
| Лабораторные до +400 °C | Ртуть (пока) | ТЛ-2 №5, ТТ |
ТТ К vs ТТЖ К — в чём разница
В каталоге клинских заводов существуют и ТТ К (техническая керосиновая), и ТТЖ К (техническая жидкостная керосиновая). Визуально они очень похожи. Разница в статусе типа:
- ТТ К — по ТУ ранее серии, может быть с маркировкой «ртутный аналог» — не всегда в Госреестре СИ
- ТТЖ К — по ТУ 25-2021.010-89 с актуальным номером в Госреестре СИ, МПИ 4 года
Для применения в аккредитованной лаборатории или на подконтрольных Ростехнадзору объектах — обязательно ТТЖ К с записью в Госреестре СИ. Для нерегулируемых задач (учебные работы, общий технологический контроль) — ТТ К достаточно.
При закупке уточняйте полное обозначение типа и номер Госреестра СИ в паспорте.
Когда какой термометр выбрать при замене ртутных
Тепловой узел жилого дома, +50…+120 °C, в гильзе. Керосиновый ТТЖ К в прямом или угловом исполнении, длина нижней части по глубине гильзы. Цена невысокая, точность достаточная для коммунального учёта.
Холодильная камера пищевого склада, −25…+15 °C. ТС-7А (метилкарбитол) или ТС-7АМ на клеевой основе. Поверка обязательна — см. статью про склады по СанПиН.
Морозильная камера −35 °C (рыба, замороженное мясо). ТП-11М толуоловое исполнение. Метилкарбитоловое работает до −35 номинально, но на пределе, толуол даёт запас.
Реактор нефтехимического синтеза, +200…+400 °C. Замена ртутного ТТ на галистановый ТТЖ Г или сохранение ртутного ТТ при наличии у предприятия регламентной документации по ртутным СИ. Новые установки — только нертутные по требованию экологических регламентов.
Сушильный шкаф, +50…+200 °C, в узле автоматики. ТТЖ МК (метилкарбитол) в гильзе или напрямую. МПИ 4 года, средняя точность, достаточная для сушильных операций.
Муфельная печь, +300…+900 °C. Жидкостные термометры не применяются — выше диапазона всех рабочих жидкостей. Используются термопары (Pt-Rh, Cr-Al) или термометры сопротивления. Стеклянные термометры — только лабораторные ТЛ для рабочего стекла и объёмов.
Типичные ошибки при замене
«Керосиновый ТТ К работает до +300 °C как ртутный». Нет, верхняя граница керосина +150 °C (кипение при +180 °C). Для температур выше нужен другой термометр.
Берут толуоловый для +80 °C (вместо керосинового). Толуол работает, но дороже, без функциональных преимуществ. Керосин экономичнее и проще в производстве.
Используют метилкарбитоловый в холодильнике при +4 °C и удивляются «медленному отклику». Метилкарбитол вязче керосина, время установления равновесия на 20–30 % дольше. Для ежеминутной точности критично — выбирайте керосин; для рутинного контроля раз в час — метилкарбитол годится.
Не обновляют документацию установки. Замена ртутного ТТ на нертутный ТТЖ — формально изменение средства измерения в технологической документации. На подконтрольных объектах (Ростехнадзор, Роспотребнадзор) эта замена регистрируется актом, паспорт установки обновляется. Без этого — риск несоответствия при аудите.
Берут галистановый для задач в диапазоне керосина. Галистан в 5–10 раз дороже, без выгоды для задач в +0…+150 °C. Галистан оправдан только при температурах выше +150 °C или в специфических применениях (медицинские ЭкА).
Часто задаваемые вопросы
Почему подкрашивается керосин? Чистый керосин бесцветен, столбик на белой шкальной пластине не видно. Подкрашивание (красный с помощью красителя на основе судана или алканина) делает столбик контрастным. Краситель не влияет на физические свойства жидкости.
Галистан может заменить ртуть в старом электроконтактном ТПК? Технически — да, электропроводность есть. Практически — переделка электроконтактного термометра на галистан сложнее, чем закупка нового с нужной термометрической жидкостью или перехода на электронный регулятор. Для новых ТПК используется ртуть или электронные решения.
Разбился керосиновый термометр — опасно? Существенно меньше, чем ртутный. Керосин — обычная углеводородная жидкость, при разрушении проветрить помещение, протереть разлив. Утилизация — как обычный органический отход. При работе с пищевыми продуктами место разлива моется с применением ПАВ, контактированная еда утилизируется.
Могу ли я самостоятельно наполнить старую «бутылку» термометра керосином вместо ртути? Теоретически возможно в лабораторных условиях, практически не имеет смысла: для нертутного термометра требуется другая геометрия капилляра, шкала и калибровка. Дешевле купить новый ТТЖ К.
Галистан — действительно безопасен? Да. Галлий-индиевый сплав при разрушении термометра — жидкий металл с низкой токсичностью. Не испаряется при нормальной температуре, не всасывается через неповреждённую кожу. Утилизация — как химический отход среднего класса опасности (не спецотход как ртуть).
Заказ и доставка
Нертутные технические термометры ТТЖ (керосиновые, метилкарбитоловые, галистановые) — в каталоге ТТЖ Стимула. Керосиновые промышленные СП-2 — в отдельной категории. Складские и холодильные с метилкарбитолом и толуолом — каталог складских термометров. Ртутные ТТ (пока в производстве для действующих установок) — каталог ТТ ртутных. Продукция клинских заводов, поверка по запросу, свидетельство из ФГИС «Аршин». Стимул поставляет промышленные и лабораторные термометры с 2004 года, безналичный расчёт со счётом на юрлицо и ИП. Для Урала, Сибири и Дальнего Востока доставка из Екатеринбурга обходится дешевле и быстрее, чем из Москвы.
