Мембранні манометри для корозійних та в'язких застосувань

Вступ до застосування діафрагмових манометрів

У процесі хімічного виробництва тиск є одним із важливих параметрів процесу, який часто потрібно вимірювати. Через різноманітність типів та складних властивостей технологічних середовищ, таких як корозія, в'язкість, легке затвердіння, кристалізація тощо, вимірювання тиску стало складним. Крім того, через різний ступінь вібрації, яка часто виникає в певних зонах, де протікає технологічне середовище, наприклад, після насоса, це також впливає на вимірювання тиску. Додаткова інформація: [Навіщо потрібні діафрагмові розділювачі для манометрів або передавачів?]


У цих випадках зазвичай необхідно додати пристрої для "ізоляційного бака" або "буферного бака", або додати ізоляцію для "паропроводу" (або "електричного проводу"), або використовувати " мембранні манометри " на додаток до вищезазначених заходів. Однак у багатьох випадках проблему все ще неможливо вирішити.

Чому варто обрати діафрагмові манометри?

У цьому вичерпному посібнику представлено тип манометра під назвою «мембранний манометр», який пропонує широкий діапазон адаптації та може усунути труднощі, спричинені різними вищезгаданими факторами. Він складається зі звичайного манометра з трубкою Бурдона та ізолюючої діафрагмової камери, або ж може складатися зі звичайного електричного контактного манометра чи електричного манометра з дистанційною передачею та ізолюючої діафрагмової камери. Додаткова інформація:[ 3 ситуації, коли потрібні манометри з діафрагмовим розділенням]

Основні застосування включають:

• Вимірювання агресивних середовищ у хімічній обробці
• Моніторинг високов'язких рідин у виробництві
• Вимірювання тиску кристалізуючої речовини
• Середовища, схильні до вібрації, після насосів та компресорів
• Моніторинг високотемпературних процесів

Конструкція та принцип роботи

Конструкція та компоненти діафрагмового манометра
Як показано на рисунку, ізолююча діафрагмова камера складається з двох фланцевих діафрагмових камер з вигнутими поверхнями зверху та знизу. Нижній кінець нижньої діафрагмової камери оснащений зовнішнім різьбленням M20 × 1,5 або конічним трубним різьбленням M15 (тобто 1/2 дюйма), конічним трубним різьбленням M25 (тобто 1 дюйм) для безпосереднього підключення до технологічного клапана. Зовнішня сторона верхньої частини цього з'єднання має шестигранну форму, що полегшує монтажні та демонтажні роботи.

Ключові компоненти:

• Верхня та нижня прокладки (6, 8): Край внутрішнього кола, що контактує з діафрагмою (7), має бути заокругленим, щоб запобігти порізу мембрани гострим краєм прокладки.
• Верхній інтерфейс (12): На верхньому кінці діафрагмової камери є інтерфейс з внутрішньою різьбою M20 × 1,5, що має шестикутну форму на зовнішній стороні та використовується для підключення манометра (15). У нижній частині інтерфейсу є ущільнювальна прокладка (10).
• Трубка постійного отвору (11): У вхідний отвір манометра просвердлено ділянку внутрішньої різьби (13) за допомогою мітчика M4 × 0,7, щоб вкрутити трубку постійного отвору, яка використовується для усунення вібрації технологічного середовища. Трубка постійного отвору виготовлена за допомогою болтів M4 × 10 з невеликим отвором внутрішнього діаметра 1,0 мм.

Принцип роботи діафрагмового манометра
Простір над ізолюючою діафрагмою заповнений рідиною для передачі тиску, і тиск вимірюваного середовища досягає манометра з трубкою Бурдона через діафрагму та рідину для передачі тиску.

Ізоляційна мембрана (хімічний затвор) може бути виготовлена з:

• Корозійностійка металева фольга
• Металева фольга, покрита антикорозійним шаром
• Пластикова мембрана
• Гумова мембрана

Щоб запобігти розриву мембрани внаслідок стиснення, її розмір повинен бути достатньо великим, щоб компенсувати загальну зміну об'єму трубки Бурдона манометра та зміну об'єму стисненого газу в трубці, спричинену деформацією стиснення.

Стандартні розміри
Для зручності вибору матеріалу розмір діафрагмової камери ми обрали розміром фітинга для труби діаметром 50 міліметрів (тобто 2 дюйми), таким чином діаметр діафрагми становить 78 міліметрів, а ефективний робочий діаметр – 62 міліметри. Ущільнювальна прокладка над і під діафрагмою – це прокладка фітинга для труби діаметром 50 міліметрів.

Матеріали діафрагми та посібник з вибору

Вичерпна таблиця властивостей матеріалів

У наступній таблиці наведено властивості деяких матеріалів діафрагми та товщину мембрани для довідки:

Рекомендації щодо вибору матеріалів

Як діафрагму ми використовуємо один або два шари PTFE-мембрани товщиною 0,2 міліметра або три шари PTFE-мембрани товщиною 0,02 міліметра. Мембранний манометр, зібраний з цієї мембрани, встановлюється на дистиляційній вежі, насосі сировини та зворотному насосі для вимірювання тиску. Мембрана рідко ламається, а похибка манометра залишається в межах початкового рівня точності.

Вимоги до рідини для передачі тиску

Критичні критерії відбору

Температура кипіння рідини для передачі тиску повинна бути вищою за температуру вимірюваного середовища, вона повинна бути чистою та не мати корозійного контакту з манометром. Якщо температура кипіння рідини для передачі тиску нижча за температуру процесу, то під час процесу вимірювання тиску тиск насиченої пари, що створюється рідиною для передачі тиску в герметичному стані, стає додатковим тиском. Коли тиск технологічного середовища падає через коливання, ізолююча мембрана зазнає впливу цього додаткового тиску та розривається.

Рекомендовані трансмісійні рідини

У практичному застосуванні ми використовуємо такі рідини для передачі тиску:

• Гліцерин з температурою кипіння 290°C
• Рідкий парафін з температурою кипіння 340°C

Ці рідини можуть досягти задовільних результатів при застосуванні в середовищі з температурами від 90°C до 270°C. З цього видно, що в'язкість рідини для передачі тиску не потрібно розглядати як критичний фактор.

Технічні характеристики трубки з постійним отвором

Отвір трубки з постійним отвором слід зробити якомога меншим, щоб не знижувати тиск. Ми використовуємо трубку з постійним отвором з отвором 1,0 мм, яка має хороші вібраційні властивості.

Спочатку існувало кілька манометрів, які зазнавали сильних вібрацій від робочого середовища, і стрілки манометрів швидко та значно коливалися до такої міри, що стрілки було важко зчитувати неозброєним оком. Коли були додані трубки з постійною діафрагмою, показання стабілізувалися.

Якщо тиск технологічного середовища зазнає лише незначних коливань або повільних змін, таких як тиск у певних контейнерах або дистиляційних вежах, трубки з постійним отвором можуть не знадобитися.

Інструкції з встановлення та складання

Покроковий процес складання

Під час складання діафрагмового манометра виконайте такі важливі кроки:
1. Спочатку затисніть діафрагмову камеру в лещатах для попереднього складання та не затягуйте кріпильні болти
2. Введіть рідину для передачі тиску в камеру діафрагми, щоб рівень рідини збігався з межею внутрішньої різьби.
3. Потім вкрутіть манометр із трубкою Бурдона. У цей час діафрагма ковзне вниз у формі увігнутої дуги.
4. Знову затягніть усі болти. Під час процесу затягування два болти, що розташовані один навпроти одного, слід затягувати разом, а не по черзі вздовж одного боку, інакше повітря потрапить у камеру діафрагми, і діафрагма може розірватися.
5. Верхня камера діафрагми повинна бути щільно закрита, щоб запобігти розриву мембрани через витік.

Міркування щодо встановлення для спеціальних застосувань

Середовище з високою температурою замерзання
Для середовищ з високою температурою замерзання, щоб запобігти утворенню конденсату в приладі для вимірювання тиску, відповідно до принципу конвективного теплообміну, під час встановлення діафрагмового манометра можна використовувати з'єднувальну трубу діаметром 15 міліметрів (1/2 дюйма) або 25 міліметрів (1 дюйм) для подачі тиску під кутом 45 градусів вгору або вертикально вгору.
Манометр, встановлений таким чином, не потребує жодних інших ізоляційних заходів для робочого середовища з температурою затвердіння близько 80°C у приміщенні за температури 20°C, і не утворюється конденсат у напірній лінії. У суворих зимових умовах за температури мінус 16°C на вулиці використовується лише ізоляція з мінеральної вати, і манометр працює нормально.

Висока в'язкість та забруднені середовища

Для вимірювання тиску високов'язких та сильно забруднених середовищ просто збільште розмір з'єднувальної труби нижньої діафрагмової камери та з'єднувальної труби приладу для вимірювання тиску.

Висококорозійні середовища
Для вимірювання тиску висококорозійних технологічних матеріалів необхідно лише, щоб матеріали нижньої діафрагмової камери та ізоляційної мембрани відповідали вимогам щодо антикорозійного контакту. Завдяки своїй простій формі та легкості виробництва, нижня діафрагмова камера має широкий діапазон адаптації з точки зору антикорозійних вимог.

Застосування для складних технологічних середовищ

Завдяки постійному демпфірувальному пристрою діафрагмового манометра, він може усунути вплив сильної вібрації технологічного середовища на вимірювання тиску.

Застосування хімічної обробки
Типові застосування включають:

• Моніторинг тиску в дистиляційній вежі
• Вимірювання тиску насоса сировини
• Моніторинг системи рефлюксного насоса
• Контроль тиску в корпусі реактора
• Лінії передачі агресивних хімікатів

Діапазон температур Застосування
Система діафрагмових манометрів може обробляти:

• Кріогенне застосування при температурі до -20°C
• Високотемпературні процеси до 290°C
• Умови термічного удару з правильним вибором рідини
• Кристалізовані середовища, які можуть засмічувати звичайні манометри

Переваги та вигоди

Основні переваги технології діафрагмових манометрів

Оскільки діафрагмовий манометр складається з дещо модифікованого трубчастого манометра Бурдона та ізолюючої діафрагмової камери, він пропонує кілька ключових переваг:


Економічно ефективні прилади для вимірювання тиску

Економічно ефективність

• Легко отримати матеріали та просто побудувати
• Ізоляційну діафрагмову камеру можна виготовити за допомогою прецизійних процесів масового виробництва з низькою вартістю
• Діафрагма нелегко ламається і споживає дуже мало матеріалу

Широке застосування

• Широке застосування — за умови вибору відповідних нижніх діафрагмових камер та ізоляційних мембран, воно може широко відповідати вимогам вимірювання тиску для різних технологічних середовищ.
• Немає потреби встановлювати «ізоляційні резервуари», «буферні резервуари» або вживати таких заходів, як «паропроводка» (або «електрична проводка»).
• Встановлення та обслуговування прості

Надійність та продуктивність

• Усуває вплив вібрації завдяки постійному демпфуванню діафрагми
• Зберігає початковий рівень точності базового манометра
• Забезпечує чудову хімічну сумісність завдяки правильному вибору матеріалів
• Витримує екстремальні температури з відповідними трансмісійними рідинами

Посібник з вибору для вашої заявки

Як вибрати правильну конфігурацію діафрагмового манометра

Вибираючи діафрагмовий манометр для хімічної обробки, враховуйте такі критичні фактори:

Характеристики технологічного середовища

• Вимоги до хімічної сумісності (кислоти, основи, розчинники)
• Діапазон робочих температур (від кріогенних до високотемпературних)
• Рівні в'язкості (від рідких рідин до важких масел)
• Тенденції кристалізації (потенціал затвердіння)
• Рівні забруднення (від чистого до сильно забрудненого)

Умови навколишнього середовища

• Рівень вібрації (від легкого до сильного)
• Орієнтація встановлення (вертикальна, горизонтальна, під кутом)
• Температура навколишнього середовища (у приміщенні/на вулиці)
• Класифікація небезпечних зон (вимоги вибухобезпечності)

Вимоги до продуктивності

• Специфікації точності (від стандарту до прецизійних)
• Діапазон тиску (від низького до високого тиску)
• Час відгуку (швидкий чи затухлий відгук)
• Потреби у вихідному сигналі (локальна індикація проти дистанційної передачі)

Матриця вибору матеріалів

Application Type	Recommended Diaphragm Material	Transmission Fluid	Temperature Range
Strong Acids/Bases	PTFE or Fluororubber	Glycerol or Liquid Paraffin	Up to 250°C
High Temperature	PEEK or Metal with PTFE coating	Liquid Paraffin	Up to 290°C
Cryogenic	Stainless Steel or PTFE	Glycerol	Down to -20°C
Oil & Petrochemical	Nitrile Rubber or Fluororubber	Liquid Paraffin	Up to 200°C
General Chemical	Polypropylene or PTFE	Glycerol	Up to 150°C

Потрібна експертна порада щодо вибору діафрагмового манометра?

Вибір оптимальної конфігурації діафрагмового манометра вимагає ретельного аналізу конкретних умов процесу, вимог до хімічної сумісності та специфікацій експлуатаційних характеристик. З огляду на численні варіанти матеріалів та можливості конфігурації, процес вибору може бути складним та критично важливим для безпеки та надійності вашого процесу.

Наші фахівці з вимірювання тиску мають великий досвід застосування діафрагмових манометрів у різних середовищах хімічної обробки та можуть допомогти вам:

✅ Проаналізуйте характеристики вашого технологічного середовища та порекомендуйте сумісні матеріали для діафрагм
✅ Оцінити вимоги до температури та тиску для вибору відповідних трансмісійних рідин
✅ Розробка індивідуальних конфігурацій діафрагмових камер для складних умов монтажу
✅ Надайте детальні специфікації щодо сумісності матеріалів та стійкості до корозії
✅ Надавати консультації з встановлення та технічну підтримку протягом усього життєвого циклу вашого проекту

Не ризикуйте простоєм у процесі або проблемами безпеки через неправильний вибір манометра. Зверніться до наших технічних експертів сьогодні для комплексної оцінки ваших потреб у діафрагмовому манометрі.

Зверніться до наших спеціалістів з вимірювання тиску сьогодні для безкоштовної консультації та індивідуальних рекомендацій щодо вашої конкретної програми хімічної обробки.

[Отримайте консультацію експерта →]