Hogyan határozza meg és válassza ki az alkalmazásához megfelelő nyomásmérőt?

Miért fontos a megfelelő nyomásmérő kiválasztása?

A nyomásmérők az ipari létesítményekben legelterjedtebb műszerek közé tartoznak, mégis gyakran alul vannak meghatározva, vagy anélkül választják ki őket, hogy kellő figyelmet fordítanak a rájuk háruló körülményekre. A nem illeszkedő mérőműszer idő előtt meghibásodhat, pontatlan leolvasást adhat, vagy – a legrosszabb esetben – túlnyomásos körülmények között megrepedhet, ami biztonsági kockázatokat és költséges állásidőt okozhat. Akár egy új folyamatsor műszerezéséről, akár az öregedésmérők cseréjéről, akár egy létesítmény szabványosításáról van szó, a specifikáció és a kiválasztás strukturált megközelítése biztosítja a hosszú élettartamot, a mérések megbízhatóságát és az előírásoknak való megfelelést. Ez az útmutató végigvezet minden olyan kritikus tényezőn, amelyet értékelnie kell.

1. lépés: Határozza meg nyomástartományát és típusát

Az első és legalapvetőbb paraméter az alkalmazás nyomástartománya. Olyan mérőműszert kell kiválasztani, hogy a normál üzemi nyomás a teljes skála 25-75%-a közé essen. Ez biztosítja, hogy a Bourdon-cső vagy érzékelőelem a legpontosabb és mechanikailag legbiztonságosabb zónájában működjön. Ha egy mérőműszert folyamatosan a maximális tartomány közelében futtatjuk, az felgyorsítja a fáradtságot és idő előtti meghibásodáshoz vezet.

Meg kell határoznia a szükséges nyomásmérés típusát is:

• Mérőnyomás (psig / barg) nyomást mér a légköri nyomáshoz viszonyítva. Ez a leggyakoribb típus általános ipari felhasználásra, például sűrített levegős rendszerekre, hidraulikus körökre és vízelosztásra.
• Abszolút nyomás (psia / bara) a nyomást a tökéletes vákuumhoz viszonyítva méri. Olyan alkalmazásokban használják, ahol a légkör változásai befolyásolhatják a mérést, például vákuum-eljárásokban vagy magasságérzékeny rendszerekben.
• Nyomáskülönbség a rendszer két nyomáspontja közötti különbséget méri, általában szűrőfigyelésre, áramlásmérésre a nyíláson keresztül vagy szintérzékelésre zárt tartályokban.
• Vákuumnyomás akkor érvényes, ha a rendszer atmoszférikus nyomás alatt működik, és kifejezetten negatív nyomástartományokhoz tervezett és kalibrált mérőeszközöket igényel.

A gyakori nyomáscsúcsokkal vagy pulzációval járó alkalmazásoknál a normál üzemi nyomás legalább kétszeresének megfelelő teljes tartományú mérőműszer további védelmet nyújt a mutató sérülése és a ház meghibásodása ellen.

2. lépés: Azonosítsa a folyamatközegeket és az anyagok kompatibilitását

A mérőeszköz nedves részeivel érintkező technológiai közeg kémiai természete olyan kritikus specifikációs pont, amelyet gyakran figyelmen kívül hagynak mindaddig, amíg a korrózió vagy a szennyeződés nem okoz problémát. A szabványos Bourdon csőmérők jellemzően sárgaréz vagy bronz nedvesített részekből készülnek – elfogadhatók vízhez, levegőhöz, olajhoz és számos nem korrozív gázhoz, de nem alkalmasak agresszív vegyszerekre, tengervízre vagy nagy tisztaságú alkalmazásokra.

A korrozív közegek esetében a rozsdamentes acél (jellemzően 316L SS) nedvesített részek a standard frissítés. Erősen agresszív savak, halogének vagy klórozott vegyületek esetén fontolja meg a Monel, Hastelloy C vagy PTFE-bevonatú membrántömítésű mérőeszközöket. Élelmiszer-, ital- és gyógyszeripari alkalmazásokban a mérőeszközöknek meg kell felelniük az egészségügyi szabványoknak, amelyek elektropolírozott rozsdamentes acél nedvesített felületeket, háromszoros csatlakozásokat és az FDA vagy az EC 1935/2004 előírásai szerint jóváhagyott anyagokat írnak elő.

Ha a technológiai közeg viszkózus, zagyszerű, szilárd anyagokat tartalmaz, vagy nem érintkezhet közvetlenül a mérőeszköz belső részeivel, a membrántömítés (kémiai tömítés) meg kell határozni. A membrántömítés elválasztja a mérőeszközt a technológiai folyadéktól, miközben a nyomást egy töltőfolyadékon – jellemzően glicerin, szilikonolaj vagy élelmiszer-minőségű alternatíva – keresztül továbbítja az érzékelőelemhez.

3. lépés: Válassza ki a megfelelő tárcsaméretet és pontossági osztályt

A számlap mérete egyaránt befolyásolja az olvashatóságot és a mérőműszer által elérhető fizikai pontosságot. Az ipari mérőeszközök általános számlapméretei a következők: 63 mm (2,5 hüvelyk), 100 mm (4 hüvelyk) és 160 mm (6 hüvelyk). A nagyobb tárcsák finomabb beosztási jelöléseket tesznek lehetővé, és távolról is könnyebben leolvashatók, ezért előnyösebbek a vezérlőpaneleken és olyan helyeken, ahol a kezelőknek más feladatok elvégzése közben kell figyelniük a leolvasásokat.

A pontossági osztály a megengedett hibát a teljes tartomány százalékában határozza meg. A legszélesebb körben hivatkozott szabvány az EN 837 (európai) és az ASME B40.100 (észak-amerikai). Az alábbiakban összefoglaljuk a tipikus pontossági osztályokat és alkalmazásukat:

A legtöbb üzempadlós alkalmazáshoz az 1.6 vagy a 2.5 osztály megfelelő egyensúlyt biztosít a pontosság és a költség között. Magasabb pontossági osztályok indokoltak olyan mérési, letétkezelési vagy kalibrálási környezetben, ahol a mérési bizonytalanságot minimálisra kell csökkenteni.

4. lépés: Adja meg a folyamatkapcsolatot

A folyamatcsatlakozás a mechanikus interfész a mérőeszköz és a csővezeték vagy berendezés között. A nem megfelelő csatlakozási típus vagy méret megadása szivárgásokat, keresztszálakat vagy a mérőeszköz felszerelésének képtelenségét eredményezheti olyan adapterek nélkül, amelyek további hibapontokat okoznak. A három fő változót kell megadni:

• Csatlakozás típusa: A legelterjedtebb az NPT (National Pipe Thread, kúpos) Észak-Amerikában és a BSP (British Standard Pipe) Európában és Ázsia-csendes-óceáni térségben. A karimás csatlakozásokat nagyobb méretű szelvényekhez használják, vagy ahol gyakori eltávolításra van szükség. Az egészségügyi csatlakozások (tri-clamp, DIN 11851) higiénikus környezetben alkalmazhatók.
• Csatlakozás mérete: Általában 1/4 hüvelyk, 1/2 hüvelyk vagy 1/4 BSP. A nagyobb méreteket nagyobb áramlású vagy nagyobb nyomású alkalmazásokhoz használják. Igazítsa a csatlakozás méretét a meglévő csővezeték specifikációjához, hogy lehetőség szerint elkerülje a szűkítő szerelvényeket.
• Csatlakozási pozíció: Az alsó bemenet (alsó rögzítés) alapfelszereltség a panelre vagy a felületre szereléshez. A hátsó bemenet (hátsó rögzítés) alkalmas közvetlen csőszerelésre, ahol a mérőfelületnek egy síkban kell lennie a panel felületével.

5. lépés: Vegye figyelembe a működési környezetet

A telepítési környezet határozza meg a megbízható, hosszú távú teljesítményhez szükséges mechanikai és védelmi előírásokat. A szabadban, lemosható területeken vagy tengerparti környezetben telepített mérőeszközökhöz legalább IP65-ös besorolású tokokhoz és ablakokhoz por- és vízbehatolás elleni védelemre van szükség. A tengeri és tengeri alkalmazások általában IP66 vagy IP67 besorolást igényelnek, valamint korrózióálló anyagokat, például 316-os rozsdamentes acélt.

A szélsőséges környezeti hőmérséklet hatással van mind a mérőanyagokra, mind a folyadékkal töltött mérőeszközök töltőfolyadékára. A standard glicerines töltet kb. -20°C-ig megfelelő; A szilikonolaj az alsó határt -40°C körülire terjeszti ki, és a hideg éghajlaton történő kültéri telepítéshez előnyös. A magas környezeti hőmérséklet a glicerin kitágulását és kiszivárgását okozhatja a házból, ezért a szilikon töltet gyakran javasolt 60°C feletti környezetben is.

Jelentős vibrációjú alkalmazásokban – például kompresszorok, szivattyúk vagy motorok közelében – a folyadékkal töltött mérőeszköz erősen ajánlott. A töltőfolyadék csillapítja a mutató oszcillációját, amely egyébként lehetetlenné tenné a leolvasást, és gyorsan kifárasztaná a Bourdon csövet. Ezenkívül a szilárd elülső panellel és kifúvó hátlappal rendelkező mérőműszer túlnyomás elleni védelmet biztosít azáltal, hogy a ház szakadását a kezelőtől távol tartja.

6. lépés: Vegye figyelembe a pulzálást, a túlnyomást és a különleges körülményeket

Sok valós alkalmazás az állandósult nyomásmérésen túlmutató feltételeket is magában foglal. A pulzáló nyomás – amely gyakori a dugattyús szivattyúrendszerekben vagy a hidraulikus körökben – folyadékkal töltött mérőműszert vagy egy pulzáció csillapító (csillapító) a mérővonalban. Snubbers korlátozza az áramlási sebességet a mérőeszközbe, kisimítva a nyomáscsúcsokat, mielőtt azok elérnék az érzékelőelemet. Porózus szinterezett fém, tűszelepes vagy nyílásos kivitelben kaphatók, amelyek mindegyike különböző közegviszkozitásokhoz és impulzusfrekvenciákhoz igazodik.

A túlnyomásos események egy másik kulcsfontosságú szempont. Ha a rendszer nyomáslökéseket tapasztalhat a mérőműszer teljes tartománya felett – indításkor, szelepzáráskor vagy biztonsági szelep működtetésekor – a túlnyomás-leállító mérőműszer megadása vagy a várható tüskenyomás legalább 130%-ának megfelelő mérőműszer kiválasztása megakadályozza a mutató tartós károsodását és a nulla eltolási hibákat.

Gőzszolgáltatáshoz mindig szifoncsövet (pigtail szifont) kell beépíteni a folyamatcsatlakozás és a mérőműszer közé, hogy az élő gőz ne érintkezzen közvetlenül a Bourdon csővel. A szifon megtelik kondenzátummal, amely hőgátként működik, védi a mérőműszer belsejét, miközben továbbra is pontosan továbbítja a nyomást.

Összefoglaló ellenőrzőlista a nyomásmérő specifikációhoz

• Határozza meg a nyomás típusát: mérő, abszolút, differenciál vagy vákuum
• Állítsa be a működési tartományt úgy, hogy a normál nyomás a teljes skála 25–75%-ára essen
• Azonosítsa a folyamatközegeket, és válassza ki a kompatibilis nedvesített anyagokat
• Adja meg a membrántömítést, ha a közeg korrozív, viszkózus, vagy nem érintkezhet a mérőeszköz belső részeivel
• Válassza ki a tárcsaméretet az olvashatósági követelmények alapján, és a pontossági osztályt a folyamat kritikussága alapján
• Ellenőrizze, hogy a csatlakozás típusa, mérete és helyzete megfelel-e a meglévő csővezetékeknek
• Értékelje a környezeti minősítést (IP osztály), a hőmérsékleti tartományt és a ház anyagát
• Adja meg a folyadéktöltést, a szifont vagy a szifont pulzáláshoz, vibrációhoz vagy gőzszolgáltatáshoz
• Ellenőrizze a vonatkozó szabványoknak való megfelelést (EN 837, ASME B40.100, ATEX, SIL, ha szükséges)