Làm thế nào để bạn chỉ định và chọn đồng hồ đo áp suất phù hợp cho ứng dụng của mình?

Tại sao việc lựa chọn đồng hồ đo áp suất lại quan trọng

Đồng hồ đo áp suất là một trong những thiết bị phổ biến nhất được tìm thấy trong các cơ sở công nghiệp, tuy nhiên chúng thường không được xác định rõ hoặc được lựa chọn mà không quan tâm đầy đủ đến các điều kiện mà chúng sẽ gặp phải. Máy đo không khớp có thể bị hỏng sớm, cung cấp số liệu không chính xác hoặc - trong trường hợp xấu nhất - bị vỡ trong điều kiện quá áp, tạo ra các mối nguy hiểm về an toàn và thời gian ngừng hoạt động tốn kém. Cho dù bạn đang trang bị thiết bị cho một dây chuyền quy trình mới, thay thế các đồng hồ đo cũ hay tiêu chuẩn hóa trên toàn bộ cơ sở, thì cách tiếp cận có cấu trúc đối với thông số kỹ thuật và lựa chọn sẽ đảm bảo tuổi thọ lâu dài, độ tin cậy đo lường và tuân thủ quy định. Hướng dẫn này sẽ trình bày mọi yếu tố quan trọng mà bạn cần đánh giá.

Bước 1: Xác định phạm vi và loại áp suất của bạn

Thông số đầu tiên và cơ bản nhất là phạm vi áp suất của ứng dụng. Nên chọn máy đo sao cho áp suất vận hành bình thường nằm trong khoảng 25% đến 75% của phạm vi toàn thang đo. Điều này đảm bảo ống Bourdon hoặc bộ phận cảm biến hoạt động trong vùng an toàn cơ học và chính xác nhất. Chạy đồng hồ đo liên tục gần phạm vi tối đa của nó sẽ làm tăng sự mệt mỏi và dẫn đến hỏng hóc sớm.

Bạn cũng phải xác định loại đo áp suất cần thiết:

• Máy đo áp suất (psig/barg) đo áp suất so với áp suất khí quyển. Đây là loại phổ biến nhất được sử dụng trong công nghiệp nói chung, chẳng hạn như hệ thống khí nén, mạch thủy lực và phân phối nước.
• Áp suất tuyệt đối (psia/bara) đo áp suất tương đối với chân không hoàn hảo. Nó được sử dụng trong các ứng dụng mà sự thay đổi khí quyển sẽ ảnh hưởng đến phép đo, chẳng hạn như quy trình chân không hoặc hệ thống nhạy cảm với độ cao.
• Áp suất chênh lệch đo sự chênh lệch giữa hai điểm áp suất trong một hệ thống, thường được sử dụng để giám sát bộ lọc, đo lưu lượng qua lỗ hoặc phát hiện mức trong bể kín.
• Áp suất chân không áp dụng khi hệ thống hoạt động dưới áp suất khí quyển, yêu cầu các đồng hồ đo được thiết kế và hiệu chuẩn riêng cho phạm vi áp suất âm.

Đối với các ứng dụng thường xuyên có áp suất tăng đột biến hoặc xung, một máy đo có phạm vi toàn thang đo ít nhất gấp đôi áp suất vận hành bình thường sẽ cung cấp khả năng bảo vệ bổ sung chống lại hư hỏng con trỏ và hư hỏng vỏ máy.

Bước 2: Xác định phương tiện xử lý và khả năng tương thích vật liệu

Bản chất hóa học của môi trường xử lý tiếp xúc với các bộ phận bị ướt của máy đo là điểm đặc tả quan trọng thường bị bỏ qua cho đến khi vấn đề ăn mòn hoặc nhiễm bẩn trở thành vấn đề. Đồng hồ đo ống Bourdon tiêu chuẩn thường được chế tạo với các bộ phận ướt bằng đồng thau hoặc đồng thau - có thể chấp nhận được đối với nước, không khí, dầu và nhiều loại khí không ăn mòn, nhưng không phù hợp với các hóa chất mạnh, nước biển hoặc các ứng dụng có độ tinh khiết cao.

Đối với môi trường ăn mòn, các bộ phận bị ướt bằng thép không gỉ (thường là 316L SS) là bản nâng cấp tiêu chuẩn. Đối với các axit, halogen hoặc hợp chất clo có tính tích cực cao, hãy xem xét các đồng hồ đo có màng ngăn Monel, Hastelloy C hoặc PTFE. Trong các ứng dụng thực phẩm, đồ uống và dược phẩm, máy đo phải tuân thủ các tiêu chuẩn vệ sinh, yêu cầu bề mặt ướt bằng thép không gỉ được đánh bóng bằng điện, kết nối ba kẹp và vật liệu được phê duyệt theo quy định của FDA hoặc EC 1935/2004.

Khi môi trường xử lý có tính nhớt, giống như bùn, chứa chất rắn hoặc không được tiếp xúc trực tiếp với các bộ phận bên trong máy đo, thì phốt màng (phớt hóa chất) nên được chỉ định. Phớt màng ngăn cách máy đo với chất lỏng xử lý trong khi truyền áp suất qua chất lỏng làm đầy - thường là glycerin, dầu silicone hoặc chất thay thế cấp thực phẩm - tới bộ phận cảm biến.

Bước 3: Chọn Kích thước quay số và lớp chính xác phù hợp

Kích thước mặt số ảnh hưởng đến cả khả năng đọc và độ chính xác vật lý có thể đạt được bằng cơ chế đo. Kích thước mặt số phổ biến cho đồng hồ đo công nghiệp bao gồm 63 mm (2,5 in), 100 mm (4 in) và 160 mm (6 in). Mặt số lớn hơn cho phép vạch chia độ mịn hơn và dễ đọc hơn từ xa, khiến chúng thích hợp hơn cho bảng điều khiển và những vị trí mà người vận hành phải quan sát số đọc trong khi thực hiện các nhiệm vụ khác.

Lớp chính xác xác định sai số cho phép dưới dạng phần trăm của phạm vi toàn thang đo. Tiêu chuẩn được tham khảo rộng rãi nhất là EN 837 (Châu Âu) và ASME B40.100 (Bắc Mỹ). Các lớp chính xác điển hình và ứng dụng của chúng được tóm tắt dưới đây:

Đối với hầu hết các ứng dụng trong nhà máy, Loại 1.6 hoặc Loại 2.5 mang lại sự cân bằng đầy đủ về độ chính xác và chi phí. Các cấp độ chính xác cao hơn được chứng minh trong môi trường đo sáng, chuyển giao quyền giám sát hoặc hiệu chuẩn trong đó độ không đảm bảo đo phải được giảm thiểu.

Bước 4: Chỉ định kết nối quy trình

Kết nối quá trình là giao diện cơ học giữa máy đo và đường ống hoặc thiết bị. Việc chỉ định loại hoặc kích thước kết nối sai có thể dẫn đến rò rỉ, ren chéo hoặc không thể lắp đặt máy đo nếu không có bộ chuyển đổi gây ra các điểm hỏng hóc bổ sung. Ba biến chính cần chỉ định là:

• Kiểu kết nối: Phổ biến nhất là NPT (Ống ống quốc gia, giảm dần) ở Bắc Mỹ và BSP (Ống tiêu chuẩn Anh) ở Châu Âu và Châu Á-Thái Bình Dương. Các kết nối mặt bích được sử dụng cho các thiết bị đo lớn hơn hoặc ở những nơi cần phải tháo dỡ thường xuyên. Kết nối vệ sinh (kẹp ba, DIN 11851) áp dụng trong môi trường vệ sinh.
• Kích thước kết nối: Thông thường là 1/4 inch, 1/2 inch hoặc 1/4 inch BSP. Kích thước lớn hơn được sử dụng cho các ứng dụng có lưu lượng cao hơn hoặc áp suất cao hơn. Khớp kích thước kết nối với thông số kỹ thuật đường ống hiện tại của bạn để tránh các phụ kiện giảm bất cứ khi nào có thể.
• Vị trí kết nối: Đầu vào phía dưới (gắn phía dưới) là tiêu chuẩn để lắp trên bảng điều khiển hoặc trên bề mặt. Lối vào phía sau (gắn phía sau) phù hợp với việc lắp ống trực tiếp trong đó mặt đồng hồ đo phải ngang bằng với bề mặt bảng điều khiển.

Bước 5: Xem xét môi trường hoạt động

Môi trường lắp đặt xác định các thông số kỹ thuật cơ học và bảo vệ cần thiết để có hiệu suất lâu dài đáng tin cậy. Đồng hồ đo được lắp đặt ngoài trời, trong khu vực rửa trôi hoặc trong môi trường ven biển yêu cầu vỏ và cửa sổ được xếp hạng ít nhất là IP65 để bảo vệ chống bụi và nước xâm nhập. Các ứng dụng hàng hải và ngoài khơi thường yêu cầu xếp hạng IP66 hoặc IP67 cùng với vật liệu vỏ chống ăn mòn như thép không gỉ 316.

Nhiệt độ môi trường xung quanh quá cao ảnh hưởng đến cả vật liệu của máy đo và chất lỏng đổ đầy trong máy đo chứa đầy chất lỏng. Chất làm đầy glycerin tiêu chuẩn phù hợp ở nhiệt độ khoảng -20°C; dầu silicon mở rộng giới hạn dưới đến khoảng -40°C và được ưu tiên lắp đặt ngoài trời ở vùng khí hậu lạnh. Nhiệt độ môi trường cao có thể khiến glycerin nở ra và rò rỉ ra khỏi vỏ, do đó, chất độn silicon cũng thường được khuyên dùng cho môi trường trên 60°C.

Trong các ứng dụng có độ rung đáng kể — chẳng hạn như ở gần máy nén, máy bơm hoặc động cơ — máy đo chứa đầy chất lỏng được khuyến khích mạnh mẽ. Chất lỏng làm giảm sự dao động của con trỏ, nếu không sẽ làm cho các kết quả không thể đọc được và nhanh chóng làm ống Bourdon bị mỏi. Ngoài ra, việc chỉ định đồng hồ đo có mặt trước chắc chắn và mặt sau thoát hơi sẽ mang lại khả năng bảo vệ quá áp bằng cách hướng trường hợp vỡ ra khỏi người vận hành.

Bước 6: Tính toán nhịp đập, quá áp và các điều kiện đặc biệt

Nhiều ứng dụng trong thế giới thực liên quan đến các điều kiện ngoài phép đo áp suất ở trạng thái ổn định. Áp suất dao động - phổ biến trong hệ thống bơm pittông hoặc mạch thủy lực - yêu cầu đồng hồ đo chứa đầy chất lỏng hoặc lắp đặt một thiết bị đo áp suất. bộ giảm chấn xung (snubber) trong đường đo. Bộ giảm tốc hạn chế tốc độ dòng chảy vào máy đo, làm dịu các xung áp suất trước khi chúng chạm tới bộ phận cảm biến. Chúng có sẵn ở dạng kim loại xốp thiêu kết, van kim hoặc các loại lỗ, mỗi loại phù hợp với độ nhớt và tần số xung của môi trường khác nhau.

Các sự kiện quá áp cũng là một yếu tố quan trọng cần cân nhắc. Nếu hệ thống có thể gặp phải hiện tượng tăng áp suất trên phạm vi toàn thang đo của máy đo — trong quá trình khởi động, đóng van hoặc kích hoạt van giảm áp — thì việc chỉ định một máy đo có điểm dừng quá áp hoặc chọn máy đo được định mức ít nhất là 130% áp suất tăng đột biến dự kiến ​​sẽ ngăn chặn hư hỏng con trỏ vĩnh viễn và lỗi dịch chuyển số 0.

Đối với dịch vụ hơi nước, ống siphon (siphon đuôi lợn) phải luôn được lắp đặt giữa kết nối quy trình và máy đo để ngăn hơi nước trực tiếp tiếp xúc trực tiếp với ống Bourdon. Xi phông chứa đầy chất ngưng tụ hoạt động như một rào cản nhiệt, bảo vệ bên trong máy đo trong khi vẫn truyền áp suất chính xác.

Danh sách kiểm tra tóm tắt về thông số kỹ thuật của đồng hồ đo áp suất

• Xác định loại áp suất: áp kế, tuyệt đối, chênh lệch hoặc chân không
• Đặt phạm vi hoạt động để áp suất bình thường giảm ở mức 25–75% toàn thang đo
• Xác định phương tiện xử lý và chọn vật liệu ướt tương thích
• Chỉ định màng ngăn nếu môi trường bị ăn mòn, nhớt hoặc không được tiếp xúc với bên trong máy đo
• Chọn kích thước quay số dựa trên yêu cầu về khả năng đọc và cấp độ chính xác dựa trên mức độ quan trọng của quy trình
• Xác nhận loại kết nối, kích thước và vị trí khớp với đường ống hiện có
• Đánh giá xếp hạng môi trường (lớp IP), phạm vi nhiệt độ và vật liệu vỏ
• Chỉ định đổ chất lỏng, snubber hoặc siphon cho dịch vụ rung, rung hoặc hơi nước
• Xác minh việc tuân thủ các tiêu chuẩn hiện hành (EN 837, ASME B40.100, ATEX, SIL nếu được yêu cầu)