Проблемы реализации «красной стрелки» на манометре. Красная черта на шкале манометра Как обозначают максимальное допустимое давление на манометре
V. АРМАТУРА, КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ, ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
5.1. Общие положения
5.1.1. Для управления работой и обеспечения безопасных условий эксплуатации сосуды в зависимости от назначения должны быть оснащены:
запорной или запорно-ре гулирующей арматурой;
приборами для измерения давления;
приборами для измерения температуры;
предохранительными устройствами;
указателями уровня жидкости.
5. 1. 2. Сосуды, снабженные б ыстросъемн ыми крышками, долж ны иметь предохранительные устройства, исключающие возможность включения сосуда под давление при неполном закрытии крышки и открывании ее при наличии в сосуде давления. Такие сосуд ы также должны быть оснащены замками с ключом-маркой.
5.2. Запорная и запорно-регулирующая арматура
5. 2.1. Запорная и запорно-ре гулирующая арматура должна устанавливаться на штуцерах, непосредственно присоединенных к сосуду, или на трубопроводах, подводящих к сосуду и отводящих из него рабочую среду. В случае последовательного соединения нескольких сосудов необходимость установки такой арматуры между ними определяется разработчиком проекта.
5. 2. 2. Арматура должна иметь следующую маркировку:
наименование или товарный знак изготовителя;
условный проход, мм;
условное давление, М Па (допускается указывать рабочее давление и допустимую температуру);
направление потока среды;
марку материала корпуса.
5. 2. 3. Количество, тип арматуры и места установки должны выбираться разработчиком проекта сосуда исходя из конкретных условий эксплуатации и требований Правил.
5. 2. 4. На маховике запорной арматуры должно быть указано направление его вращения при открывании или закрывании арматуры.
5. 2. 5. Сосуды для взрывоопасных, пожароопасных веществ, веществ 1-го и 2-го классов опасности по ГОСТ 12.1.007-76 , а также испарители с огневым или газовым обогревом должны иметь на подводящей линии от насоса или компрессора обратный клапан, автоматически закрывающийся давлением из сосуда. Обратный клапан должен устанавливаться между насосом (компрессором) и запорной арматурой сосуда.
5. 2. 6. Арматура с условным проходом более 20 мм, изготовленная из легированной стали или цветных металлов, должна иметь паспорт установленной формы, в котором должны быть указаны данные по химсоставу, механическим свойствам, режимам термообработки и результатам контроля качества изготовления неразрушающими методами.
Арматуру, имеющую маркировку, но не имеющую паспорта, допускается применять после проведения ревизии арматуры, испытания и проверки марки материала. При этом владельцем арматуры должен быть составлен паспорт.
5.3. Манометры
5. 3.1. Каждый сосуд и самостоятельные полости с разными давлениями должны быть снабжены манометрами прямого дейст вия. Манометр устанавливается на штуцере сосуда или трубопроводе между сосудом и запорной арматурой.
5. 3. 2. Манометры должны иметь класс точности не ниже: 2, 5 - при рабочем давлении сосуда до 2, 5 МПа (25 кгс/см 2 ), 1, 5 - при рабочем давлении сосуда выше 2, 5 МПа (25 кгс/см 2).
5. 3. 3. Манометр должен выбираться с такой шкалой, чтобы предел измерения рабочего давления находился во второй трети шкалы.
5. 3. 4. На шкале манометра владельцем сосуда должна быть нанесена красная черта, указывающая рабочее давление в сосуде. Взамен красной черты разрешается прикреплять к корпусу манометра металлическую пластину, окрашенную в красный цвет и плотно прилегающую к стеклу манометра.
5. 3. 5. Манометр должен быть установлен так, чтобы его показания были отчетливо видны обслуживающему персоналу.
5. 3. 6. Номинальный диаметр корпуса манометров, устанавливаемых на высоте до 2 м от уровня площадки наблюдения за ними, должен быть не менее 100 мм, на высоте от 2 до 3 м - не менее 160 мм.
Установка манометров на высоте более 3 м от уровня площадки не разрешается.
5. 3. 7. Между манометром и сосудом должен быть установлен трехходовой кран или заменяющее его устройство, позволяющее проводить периодическую проверку манометра с помощью контрольного.
В необходимых случаях манометр в зависимости от условий работы и свойств среды, находящейся в сосуде, должен снабжаться или сифонной трубкой, или масляным буфером, или другими устройствами, предохраняющими его от непосредственного воздейст вия среды и температуры и обеспечивающими его надежную работу.
5. 3. 8. На сосудах, работающих под давлением выше 2, 5 МПа (25 кгс/см 2) или при температуре среды выше 250 °С, а также со взрывоопасной средой или вредными веществами 1-го и 2-го классов опасности по ГОСТ 12.1.007-76 вместо трехходового крана допу скается установка отдельного ш туцера с запорным органом для подсоединения второго манометра.
На стационарных сосудах при наличии возможности проверки манометра в установленные Правилами сроки путем снятия его с сосуда установка трехходового крана или заменяющего его устройства необязательна.
На передвижных сосудах необходимость установки трехход ового крана определяется разработчиком проекта сосуда.
5. 3. 9. Манометры и соединяющие их с сосудом трубопроводы должны быть защищены от замерзания.
5. 3.10. Манометр не допускается к применению в случаях, когда:
отсутствует пломба или клеймо с отметкой о проведении поверки;
просрочен срок поверки;
стрелка при его отключении не возвращается к нулевому показанию шкалы на величину, превышающую половину допускаемой погрешности для данного прибора;
разбито стекло или имеются повреждения, которые могут отразиться на правильности его показаний.
5. 3. 11. Поверка манометров с их опломбированием или клеймением должна производиться не реже одного раза в 12 месяцев. Кроме того, не реже одного раза в 6 месяцев владельцем сосуда должна производиться дополнительная проверка рабочих манометров контрольным манометром с записью результатов в журнал контрольных проверок. При отсутствии контрольного манометра допускается дополнительную проверку производить проверенным рабочим манометром, имеющим с проверяемым манометром одинаковую шкалу и класс точности.
Порядок и сроки проверки исправности манометров обслуживающим персоналом в процессе эксплуатации сосудов должны определяться инструкцией по режиму работы и безопасному обслуживанию сосудов, утвержденной руководством организации - владельца сосуда.
5.4. Приборы для измерения температуры
5. 4. 1. Сосуды, работающие при изменяющейся температуре стенок, должны быть снабжены приборами для контроля скорости и равномерности прогрева по длине и высоте сосуда и реперами для контроля тепловых перемещений.
Необходимость оснащения сосудов указанными приборами и репер ами, а также допустимая скорость прогрева и охлаждения со судов определяются разработчиком проекта и указываются изготовителем в паспорте сосуда или в руководстве по эксплуатации.
5.5. Предохранительные устройства от повышения давления
5. 5.1. Каждый сосуд (полость комбинированного сосуда) должен быть снабжен предохранительными устройствами от повышения давления выше допустимого значения.
5. 5. 2. В качестве предохранительных устройств применяются:
пружинные предохранительные клапаны;
р ычажно- гр узов ые предохранительные клапаны;
импульсные предохранительные устройства (И ПУ), состоящие из главного предохранительного клапана (ГПК) и управляющего импульсного клапана (ИПК) прямого действия;
предохранительные устройства с разрушающимися мембранами (мембранные предохранительные устройства - МПУ);
другие устройства , применение которых согласовано с Госгортехна дзором России.
Установка р ычажно- гр узов ых клапанов на передвижных сосудах не допускается.
5. 5. 3. Конструкция пружинного клапана должна исключать возможность затяжки пружины сверх установленной величины, а пружина должна быть защищена от недопустимого нагрева (охлаждения) и непосредственного воздействия рабочей среды, если она оказывает вредное действие на материал пружины.
5. 5. 4. Конструкция пружинного клапана должна предусматривать устройство для проверки исправности действия клапана в рабочем состоянии путем принудительного открывания его во время работы.
Допускается установка предохранительных клапанов без при способления для принудительного открывания, если последнее нежела тельно по свойствам среды (взрывоопасная, горючая, 1-го и 2-го классов опасности по ГОСТ 12.1.007-76) или по условиям техно логического процесса. В этом случае проверка срабатывания клапанов должна осуществляться на стендах.
5. 5. 5. Если рабочее давление сосуда равно или больше давления питающего источника и в сосуде исключена возможность повышения давления от химической реакции или обогрева, то установка на нем предохранительного клапана и манометра необязательна.
5.5.6. Сосуд, рассчитанный на давление меньше давления питающего его источника, должен иметь на подводящем трубопроводе автоматическое редуцирующее устройство с манометром и предохранительным устройством, установленными на стороне меньшего давления после редуцирующего устройства.
В случае установки обводной линии (байпаса) она также должна быть оснащена редуцирующим устройством.
5. 5. 7. Для группы сосудов, работающих при одном и том же давлении, допускается установка одного редуцирующего устройства с манометром и предохранительным клапаном на общем подводящем трубопроводе до первого ответвления к одному из сосудов.
В этом случае установка предохранительных устройств на самих сосудах необязательна, если в них исключена возможность повышения давления.
5. 5. 8. В случае, когда автоматическое редуцирующее устройство вследствие физических свойств рабочей среды не может надежно работать, допускается установка регулятора расхода. При этом должна предусматриваться защита от повышения давления.
5.5.9. Количество предохранительных клапанов, их размеры и пропускная способность должны быть выбраны по расчету так, чтобы в сосуде не создавалось давление, превышающее расчетное более чем на 0,05 МПа (0,5 кгс/см2) для сосудов с давлением до 0,3 МПа (3 кгс/см2), на 15 % - для сосудов с давлением от 0,3 до 6,0 МПа (от 3 до 60 кгс/см2) и на 10 % - для сосудов с давлением свыше 6,0 МПа (60 кгс/см2).
При работающих предохранительных клапанах допускается превышение давления в сосуде не более чем на 25 % рабочего при условии, что это превышение предусмотрено проектом и отражено в паспорте сосуда.
5. 5. 10. Пропускная способность предохранительного клапана определяется в соответствии с НД.
5. 5. 11. Предохранительное устройство изготовителем должно поставляться с паспортом и инструкцией по эксплуатации.
В паспорте наряду с другими сведениями должен быть указан коэ фф ициент расхода клапана для сжимаемых и несжимаемых сред, а также площадь, к которой он отнесен.
5. 5. 12. Предохранительные устройства должны устанавливаться на патрубках или трубопроводах, непосредственно присоединенных к сосуду.
Присоединительные трубопроводы предохранительных устройств (подводящие, отводящие и дренажные) должны быть защищены от замерзания в них рабочей среды.
При установке на одном патрубке (трубопроводе) нескольких предохранительных устройств площадь поперечного сечения патрубка (трубопровода) должна быть не менее 1, 25 суммарной площади сечения клапанов, установленных на нем.
При определении сечения присоединительных трубопроводов длиной более 1000 мм необходимо также учитывать величину их сопротивлений.
Отбор рабочей среды из патрубков (и на участках присоединительных трубопроводов от сосуда до клапанов), на которых установлены предохранительные устройства, не допускается.
5. 5. 13. Предохранительные устройства должны быть размещены в местах, доступных для их обслуживания.
5. 5. 14. Установка запорной арматуры между сосудом и предохранительным устройством, а также за ним не допускается.
5. 5.15. Арматура перед (за) предохранительным устройством может быть установлена при условии монтажа двух предохранительных устройств и блокировки, исключающей возможность одновременного их отключения. В этом случае каждый из них должен иметь пропускную способность, предусмотренную п. 5.5.9 Правил.
При установке группы предохранительных устройств и арма туры перед (за) ними блокировка должна быть выполнена таким образом, чтобы при любом предусмотренном проектом варианте отключения клапанов остающиеся включенными предохранительные устройства имели суммарную пропускную способность, предусмотренную п. 5.5.9 Правил.
5. 5. 16. Отводящие трубопроводы предохранительных устройств и импульсные линии И ПУ в местах возможного скопления ко нденсата должны быть оборудованы дренажными устройствами дл я удаления конденсата.
Установка запорных органов или другой арматуры на дренажн ых трубопроводах не допускается. Среда, выходящая из предохранительных устройств и дренажей, должна отводиться в безопасное место.
Сбрасываемые токсичные, взр ыво- и пожароопасные технологические среды должны направляться в закрытые системы для дальнейшей утилизации или в системы организованного сжигания.
Запрещается объединять сбросы, содержащие вещества, которые способны при смешивании образовывать взрывоопасные смеси или нестабильные соединения.
5. 5.17. Мембранные предохранительные устройства устанавливаются:
вместо р ычажно-грузов ых и пружинных предохранительных клапанов, когда эти клапаны в рабочих условиях конкретной среды не могут быть применены вследствие их инерционности или других причин;
перед предохранительными клапанами в случаях, когда предохранительные клапаны не могут надежно работать вследствие вредного воздействия рабочей среды (коррозия, эрозия, полимеризация, кристаллизация, прикипание, примерзание) или возможных утечек через закрытый клапан взрыво- и пожароопасных, токсичных, экологически вредных и т.п. веществ. В этом случае должно быть предусмотрено устройство, позволяющее контролировать исправность мембраны;
параллельно с предохранительными клапанами для увеличения пропускной способности систем сброса давления;
на выходной стороне предохранительных клапанов для предотвращения вредного воздействия рабочих сред со стороны сбросной системы и для исключения влияния колебаний противодавления со стороны этой системы на точность срабатывания предохранительных клапанов.
Необходимость и место установки мембранных предохранительных устройств и их конструкцию определяет проектная организация.
5. 5.18. Предохранительные мембраны должны быть маркированы, при этом маркировка не должна оказывать влияния на точность срабатывания мембран.
наименование (обозначение) или товарный знак изготовителя;
номер партии мембран;
тип мембран;
условный диаметр;
рабочий диаметр;
материал;
20 °С.
Маркировка должна наноситься по краевому кольцевому участку мембран либо мембраны должны быть снабжены прикрепленными к ним маркировочными хвостовиками (этикетками).
5. 5.19. На каждую партию мембран должен быть паспорт, оформленный изготовителем.
наименование и адрес изготовителя;
номер партии мембран;
тип мембран;
условный диаметр;
рабочий диаметр;
материал;
минимальное и максимальное давление срабатывания мембран в партии при заданной температуре и при температуре 20 °С;
количество мембран в партии;
наименование нормативного документа, в соответствии с которым изготовлены мембраны;
наименование организации, по техническому заданию (заказу) которой изготовлены мембраны;
гарантийные обязательства организации-изготовителя;
порядок допуска мембран к эксплуатации;
образец журнала эксплуатации мембран.
Паспорт должен быть подписан руководителем организации-изготовителя, подпись которого скрепляется печатью.
К паспорту должна бы ть приложена техническая документация на противова куумн ые опоры, зажимающие и другие элементы, в сборе с которыми допускаются к эксплуатации мембраны данной пар тии. Техническая документация не прилагается в тех случаях, когда мембраны изготовлены применительно к уже имеющимся у потребителя узлам крепления.
5.5. 20. Предохранительные мембраны должны устанавливаться только в предназначенные для них узлы крепления.
Работы по сборке, монтажу и эксплуатации мембран дол жны выполняться специально обученным персоналом.
5. 5. 21. Предохранительные мембраны зарубежного производства, изготовленные организациями, не подконтрольными Госгортехнадзору России, могут быть допущены к эксплуатации лишь при наличии специальных разрешений на применение таких мембран, выдаваемых Госгортехнадзором России в установленном им порядке.
5. 5. 22. Мембранные предохранительные устройства должны размещаться в местах, открытых и доступных для осмотра и монтажа-демонтажа, присоединительные трубопроводы должны быть защищены от замерзания в них рабочей среды, а устройства должн ы устанавливаться на патрубках или трубопроводах, непосредственно присоединенных к сосуду.
5. 5. 23. При установке мембранного предохранительного ус тройства последовательно с предохранительным клапаном (перед клапаном или за ним) полость между мембраной и клапаном должна сообщаться отводной трубкой с сигнальным манометром (дл я контроля исправности мембран).
5. 5. 24. Допускается установка переключающего устройства перед мембранными предохранительными устройствами при наличии удвоенного числа мембранных устройств с обеспечением при этом защиты сосуда от превышения давления при любом положении переключающего устройства.
5. 5. 25. Порядок и сроки проверки исправности действия предохранительных устройств в зависимости от условий технологического процесса должны быть указаны в инструкции по эксплуатации предохранительных устройств, утвержденной владельцем сосуда в установленном порядке.
Результаты проверки исправности предохранительных устройств, сведения об их настройке записываются в сменный журнал работы сосудов лицами, выполняющими указанные операции.
5.6. Указатели уровня жидкости
5. 6.1. При необходимости контроля уровня жидкости в сосудах, имеющих границу раздела сред, должны применяться указатели уровня.
Кроме указателей уровня на сосудах могут устанавливаться з вуковые, световые и другие сигнализаторы и блокировки по уровню.
5.6. 2. Указатели уровня жидкости должны устанавливаться в соответствии с инструкцией изготовителя, при этом должна быть обеспечена хорошая видимость этого уровня.
5. 6. 3. На сосудах, обогреваемых пламенем или горячими газами, у которых возможно понижение уровня жидкости ниже допустимого, должно быть установлено не менее двух указателей уровня прямого действия.
5. 6. 4. Конструкция, количество и места установки указателей уровня определяются разработчиком проекта сосуда.
5. 6. 5. На каждом указателе уровня жидкости должны быть отмечены допустимые верхний и нижний уровни.
5. 6. 6. Верхний и нижний допустимые уровни жидкости в сосуде устанавливаются разработчиком проекта. Высота прозрачного указателя уровня жидкости должна быть не менее чем на 25 мм соответственно ниже нижнего и выше верхнего допустимых уровней жидкости.
При необходимости установки нескольких указателей по высоте их следует размещать так, чтобы они обеспечили непрерывность показаний уровня жидкости.
5. 6. 7. Указатели уровня должны быть снабжены арматурой (кранами и вентилями) для их отключения от сосуда и продувки с отводом рабочей среды в безопасное место.
5. 6. 8. При применении в указателях уровня в качестве прозрачного элемента стекла или слюды для предохранения персонала от травмирования при разрыве их должно быть предусмотрено защитное устройство.
Термин «манометр», используемый в тексте, является обобщающим и помимо непосредственно манометров, также подразумевает вакуумметры и мановакуумметры. В данном материале не рассматриваются цифровые приборы.
Манометры - одни из самых распространенных приборов в промышленности и ЖКХ. Уже более ста лет они надежно служат людям. Потребности производства инициировали разработку манометров различного назначения, отличающихся размерами, конструкцией, присоединительной резьбой, диапазонами и единицами измерений, классом точности. Неправильный выбор приборов приводит к их преждевременному выходу из строя, недостаточной точности измерений или переплате за излишний функционал.
Манометры можно классифицировать по следующим критериям.
- По области применения.
1.1. Технические манометры стандартного исполнения - предназначены для измерения избыточного и вакуумметрического давления неагрессивных, некристаллизующихся жидкостей, пара и газа.
1.2. Технические специальные - манометры для работы с конкретными средами или в специфических условиях. К специальным относятся следующие манометры:
Кислородные;
Ацетиленовые;
Аммиачные;
Коррозионностойкие;
Виброустойчивые;
Судовые;
Железнодорожные;
Манометры для пищевой промышленности.
Кислородные манометры конструктивно не отличаются от технических манометров, но в процессе производства проходят дополнительную очистку от масел, так как при соприкосновении кислорода с маслами может произойти воспламенение или взрыв. На шкалу наносится обозначение О 2 .
Ацетиленовые манометры изготавливаются без использования меди и ее сплавов. Это обусловлено тем, что при взаимодействии меди и ацетилена образуется взрывоопасная ацетиленистая медь. Ацетиленовые манометры маркируются символами С 2 Н 2 .
Аммиачные и коррозионностойкие манометры имеют механизмы из нержавеющей стали и сплавов, не подверженных коррозии при взаимодействии с агрессивными средами.
Конструкция виброустойчивых манометров обеспечивает работоспособность при воздействии вибрации в диапазоне частот, примерно в 4-5 раз превышающем допустимую частоту вибрации стандартных технических манометров.
Некоторые типы виброустойчивых манометров могут заполняться демпфирующей жидкостью. В качестве демпфирующей жидкости используют глицерин (диапазон рабочих температур от -20 до +60 о С) или жидкость ПМС-300 (диапазон рабочих температур от -40 до +60 о С).
Манометры для пищевой промышленности не имеют прямого контакта с измеряемой средой и отделены от нее мембранным разделительным устройством. Надмембранное пространство заполняется специальной жидкостью, которая передает усилие на механизм манометра.
Корпуса манометров обычно окрашивают в цвет соответствующий области применения: аммиачные - в желтый, ацетиленовые - в белый, для водорода - в темно-зеленый, для горючих газов, например, пропана, - в красный, для кислорода - в голубой, для негорючих газов - в черный.
2. Электроконтактные (сигнализирующие) манометры.
Электроконтактные (сигнализирующие) манометры имеют в своем составе контактные группы для подключения внешних электрических цепей. Используются для поддержания давления в технологических установках в заданном диапазоне.
Контактные группы электроконтактных (сигнализирующих) манометров согласно ГОСТ 2405-88 могут иметь одно из четырех исполнений:
III - два размыкающих контакта: левый указатель (min) - синий, правый (max) - красный;
IV - два замыкающих контакта: левый указатель (min) - красный, правый (max) - синий;
V - левый контакт размыкающий (min); правый замыкающий контакт (max) - оба указателя синие;
VI - левый контакт замыкающий (min); правый контакт размыкающий (max) - оба указателя красные.
Большинство российских заводов принимает исполнение V в качестве стандартного. То есть если в заявке не будет указано исполнение электроконтактного манометра, то заказчик почти гарантированно получит прибор с контактными группами этого исполнения. При отсутствии паспорта можно определить исполнение контактных групп по цвету указателей.
Электрокониактные (сигнализирующие) манометры подразделяются на общепромышленные и взрывозащищенные. К заказу взрывозащищенных манометров нужно подходить очень тщательно, с тем, чтобы вид взрывозащиты прибора соответствовал объекту повышенной опасности.
3. Единицы измерения давления.
Градуировка шкал манометров осуществляется в одной из единиц: кгс/см 2 , бар, кПа, МПа. Однако нередко можно встретить манометры с двойной шкалой. Первая шкала проградуирована в одной из перечисленных выше единиц, вторая в psi - фунт-силах на квадратный дюйм. Данная единица является внесистемной и применяется в основном в США. В табл. 1 приведено соотношение указанных единиц между собой.
Табл. 1. Соотношение единиц давления
|
Па |
кПа |
МПа |
кгс/см 2 |
бар |
|
|
Па |
10 -3 |
10 -6 |
10,197*10 -6 |
10 -5 |
|
|
кПа |
10 3 |
10 -3 |
10,197*10 -3 |
10 -2 |
|
|
Мпа |
10 6 |
10 3 |
10,1972 |
||
|
кгс/см 2 |
98066,5 |
98,0665 |
0,980665 |
0,980665 |
|
|
бар |
10 5 |
1,0197 |
|||
|
6894,76 |
6,8948 |
6,8948*10 −3 |
70,3069*10 −3 |
68,9476*10 −3 |
Приборы, проградуированные в кПа, называют манометрами для измерения низких давлений газов. В качестве чувствительного элемента используется мембранная коробка, тогда как в манометрах на большие давления применяют изогнутую или спиральную трубку.
4. Диапазон измеряемых давлений.
В физике различают несколько видов давления: абсолютное, барометрическое, избыточное, вакуум. Абсолютное давление - это давление измеренное относительно абсолютного вакуума. Абсолютное давление отрицательным быть не может.
Барометрическое - это атмосферное давление, которое зависит от высоты над уровнем моря, температуры и влажности воздуха. На отметке ноль метров над уровнем моря оно принято равным 760 мм ртутного столба. В технических манометрах эта величина принята за нуль, то есть значение барометрического давления на результаты измерений не влияет.
Избыточное давление - это разность между абсолютным давлением и барометрическим, при условии, что абсолютное давление превышает барометрическое.
Вакуум - разность абсолютного давления и барометрического, когда абсолютное давление меньше барометрического. Поэтому вакуумметрическое давление не может быть больше барометрического.
Исходя из этого становится понятно, что вакуумметры измеряют разряжение. Мановакуумметры перекрывают область вакуума и избыточного давления. Манометры измеряют избыточное давление. Существует еще один класс приборов, называемых дифманометрами. Дифманометры включаются в две точки одной системы и показывают перепад давления газообразных или жидких веществ.
Диапазоны измеряемых давлений стандартизированы и приняты равными определенному ряду значений, которые приведены в табл. 2.
Табл. 2. Стандартный ряд значений для градуировки шкал.
|
Тип прибора |
Диапазоны измеряемых давлений, кгс/см 2 |
|
Вакуумметры |
1…0 |
|
Мановакуумметры |
1…0,6; 1,5; 3; 5; 9; 15; 24 |
|
Манометры |
0…0,6; 1; 1,6; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 40; 60; 100; 160; 250; 400; 600; 1000; 1600 |
|
0…2500; 4000; 6000; 10000
|
5. Класс точности манометров
Класс точности - допустимая погрешность прибора, выраженная в процентах от максимального значения шкалы данного прибора. Класс точности наносится производителями на шкалу. Чем меньше это значение, тем точнее прибор. Один и тот же тип манометра может иметь разный класс точности. Например, завод «Манотомь» в стандартном исполнении производит приборы с классом точности 1,5, а под заказ может изготовить аналогичные приборы с классом точности 1,0. В табл. 3 приведены данные по классам точности применительно к различным видам манометров.
Табл. 3. Класс точности манометров российских производителей.
|
Тип прибора |
Класс точности |
|
Манометры образцовые |
0,15; 0,25; 0,4 |
|
Манометры точных измерений |
0,4; 0,6; 1,0 |
|
Технические манометры |
1,0; 1,5; 2,5; 4 |
|
Манометры сверхвысоких давлений |
У приборов импортного производства значение класса точности может несколько отличаться от российских аналогов. Например, у европейских технических манометров класс точности может быть 1,6.
Чем меньше диаметр корпуса прибора, тем ниже его класс точности.
6. Диаметр корпуса
Чаще всего манометры изготавливаются в корпусах, имеющих следующие диаметры: 40, 50, 60, 63, 100, 150, 160, 250 мм. Но можно встретить приборы и с другими размерами корпуса. Например, виброустойчивые манометры производства «Физтех» типа ДМ8008-Вуф (ДА8008-Вуф, ДВ8008-Вуф) изготавливаются в корпусах диаметром 110 мм, а уменьшенный вариант этого прибора, ДМ8008-Вуф (ДА8008-Вуф, ДВ8008-Вуф) Исполнение 1, имеет диаметр 70 мм.
Манометры с корпусом в 250 мм часто называют котловыми. Они не имеют специальных исполнений и применяются на теплоэнергетических объектах и позволяют с рабочего места оператора контролировать давление на нескольких расположенных рядом установках.
7. Конструкция манометров
Для подключения манометра к системе используется штуцер. Различают радиальное (нижнее) расположение штуцера и осевое (тыльное). Осевой штуцер может быть с центральным расположением или со смещенным относительно центра. Многие типы манометров в силу конструктивных особенностей не имеют исполнения с осевым штуцером. Например, сигнализирующие (электроконтактные) манометры изготавливают только с радиальным штуцером, так как на тыльной стороне размещается электрический разъем.
Размер резьбы на штуцере зависит от диаметра корпуса. Манометры с диаметрами - 40, 50, 60, 63 мм изготавливаются с резьбой М10х1,0-6g, М12х1,5-8g, G1/8-B, R1/8, G1/4-В, R1/4. На манометрах большего размера применяется М20х1,5-8g или G1/2-В. Европейские нормы предусматривают применение не только указанных выше типов резьбы, но и конических - 1/8 NPT, 1/4 NPT, 1/2 NPT. Кроме того, в промышленности используются специфические присоединения. Манометры, измеряющие высокие и сверхвысокие давления, могут иметь внутреннюю коническую или цилиндрическую резьбу.
Конструкция корпуса манометра зависит от способа и места установки. Приборы, устанавливаемые открыто на магистралях, как правило, не имеют дополнительных креплений. При установке в шкафы, панели управления используются манометры с передним или задним фланцем. Можно выделить следующие исполнения манометров:
С радиальным штуцером без фланца;
С радиальным штуцером с задним фланцем;
С осевым штуцером с передним фланцем;
С осевым штуцером без фланца.
Манометры стандартного исполнения, как правило, имеют степень защиты IP40. Специальные манометры, в зависимости от области применения, могут изготавливаться со степенью защиту IP50, IP53, IP54 и IP65.
В ряде случаев, манометры должны пломбироваться с тем, чтобы исключить возможность несанкционированного вскрытия приборов. С этой целью некоторые производители изготавливают на корпусе проушину и комплектуют винтом с отверстием в головке, позволяющие установить пломбу.
8. Защита от высоких температур и перепадов давления
На погрешность измерений и ресурс манометров серьезное влияние оказывает температура. Этот фактор воздействует на внутренние элементы конструкции при контакте с измеряемой средой, а внешне через температуру окружающей среды.
Большинство манометров должно эксплуатироваться при температуре окружающей и измеряемой среды не более +60 о С, максимум +80 о С. Некоторые производители изготавливают приборы, рассчитанные на температуру измеряемой среды до +150 о С и даже +300 о С. Однако измерения при высоких температурах можно производить манометрами стандартного исполнения. Для этого манометр должен подключаться к системе через сифонный отвод (охладитель). Сифонный отвод - это трубка специальной формы. На концах отвода имеется резьба для подключения к магистрали и присоединения манометра. Сифонный отвод образует ответвление, в котором отсутствует циркуляция измеряемой среды. В результате в месте подключения манометра температура может в разы отличаться от температуры в основной магистрали.
Другим фактором, влияющим на долговечность манометров, являются резкие перепады давления или гидроудары. Для снижения влияния этих факторов используют демпферы. Демпфер может быть выполнен в виде отдельного устройства, устанавливаемого перед манометром или монтироваться во внутреннем канале держателя прибора.
Защитить манометр можно и другим способом. В случаях, когда нет необходимости постоянно контролировать давление в системе, манометр можно установить через кнопочный кран. Таким образом прибор будет подключаться к контролируемой магистрали лишь на время, в течение которого будет нажата кнопка крана.
Манометр – это компактное механическое устройство для измерения давления. В зависимости от модификации оно может работать с воздухом, газом, паром или жидкостью. Существует много разновидностей манометров, по принципу снятия показаний давления в измеряемой среде, каждый из которых имеет свое применение.
Сфера использования
Манометры являются одним из самых распространенных приборов, которые можно встретить в различных системах:
- Котлах отопления.
- Газопроводах.
- Водопроводах.
- Компрессорах.
- Автоклавах.
- Баллонах.
- Баллонных пневматических винтовках и т.д.
Внешне манометр напоминает невысокий цилиндр различного диаметра, чаще всего 50 мм, который состоит из металлического корпуса со стеклянной крышкой. Сквозь стеклянную часть просматривается шкала с отметками в единицах измерения давления (Бар или Па). Сбоку в корпус входит трубка с внешней резьбой для ввинчивания в отверстие системы, в которой необходимо провести измерение давления.
При нагнетании давление в измеряемой среде газ или жидкость сквозь трубку прижимает внутренний механизм манометра, что приводит к отклонению угла стрелки, которая указывает на шкалу. Чем выше создаваемое давление, тем больше отклоняется стрелка. Цифра на шкале, на которой остановится указатель, и будет соответствовать давлению в измеряемой системе.
Давление, которое может измерить манометр
Манометры являются универсальными механизмами, которые могут применяться для измерения различных значений:
- Избытка давления.
- Вакуумного давления.
- Разницы давлений.
- Атмосферного давления.
Применение этих приборов позволяет контролировать различные технологические процессы и предотвращать аварийные ситуации. Манометры предназначенные для эксплуатации в особых условиях могут иметь дополнительные модификации корпуса. Это может быть взрывозащищенность, устойчивость к коррозии или повышенной вибрации.
Разновидности манометров
Манометры используется во многих системах, где присутствует давление, которое должно находиться на четко заданном уровне. Применение прибора позволяет вести за ним контроль, поскольку недостаточное или избыточное воздействие может навредить различным технологическим процессам. Кроме этого, превышение нормы давления является причиной разрыва емкостей и труб. В связи с этим создано несколько разновидностей манометров рассчитанных под определенные условия работы.
Они бывают:
- Образцовые.
- Общетехнические.
- Электроконтактные.
- Специальные.
- Самопишущие.
- Судовые.
- Железнодорожные.
Образцовый манометр предназначен для поверки другого подобного измерительного оборудования. Такие устройства определяют уровень избыточного давления в различных средах. Подобные приборы оснащены особо точным механизмом, дающим минимальную погрешность. Класс точности у них составляет от 0,05 до 0,2.
Общетехнические применяются в общих средах, которые не замерзают в лед. Такие приборы имеют класс точности от 1,0 до 2,5. Они устойчивы к вибрации, поэтому могут устанавливаться на транспорте и системах отопления.
Электроконтактные предназначены специально для контроля и предупреждения о достижении верхней отметки опасной нагрузки, способной разрушить систему. Такие приборы используются с различными средами, такими как жидкости, газы и пары. Данное оборудование имеет встроенный механизм управления электроцепями. При появлении избыточного давления манометр подает сигнал или механическим способом отключает снабжающее оборудование, нагнетающее давление. Также электроконтактные манометры могут включать специальный клапан, который сбрасывает давление до безопасного уровня. Такие приборы предотвращают аварии и взрывы на котельных.
Специальные манометры предназначены для работы с определенным газом. Такие приборы обычно имеют цветные корпуса, а не классические черные. Цвет соответствует газу, с которым может работать данный прибор. Также на шкале применяется специальная маркировка. К примеру, манометры для измерения давления аммиака, которые обычно устанавливается в промышленных холодильных установках, окрашены в желтый цвет. Подобное оборудование имеет класс точности от 1,0 до 2,5.
Самопишущие применяются в сферах, где требуется не только вести визуальный контроль за давлением системы, но и фиксировать показатели. Они пишут диаграмму, по которой можно просматривать динамику давления в любой промежуток времени. Подобные устройства можно встретить в лабораториях, а также на тепловых электростанциях, консервных заводах и прочих пищевых предприятиях.
Судовые включают широкий модельный ряд манометров, которые имеют защищенный корпус от атмосферного воздействия. Они могут работать с жидкостью, газом или паром. Имена их можно встретить на уличных газовых распределителях.
Железнодорожные манометры предназначены для контроля за избыточным давлением в механизмах, которые обслуживают рельсовый электротранспорт. В частности, их применяют на гидравлических системах, передвигающих рельсы при разведении стрелы. Подобные устройства имеют повышенную стойкость к вибрации. Они не только устойчиво переносят встряску, но при этом указатель на шкале не реагирует на механическое воздействие на корпус, точно отображая уровень давления в системе.
Разновидности манометров по механизму снятия показаний давления в среде
Манометры различаются и по внутреннему механизму, приводящему снятие показаний давления в системе, к которой подключаются. В зависимости от устройства они бывают:
- Жидкостные.
- Пружинные.
- Мембранные.
- Электроконтактные.
- Дифференциальные.
Жидкостный манометр предназначен для измерения давление столба жидкости. Такие приборы работают по физическому принципу сообщающихся сосудов. Большинство устройств имеют видимый уровень рабочей жидкости, из которой они снимают показания. Эти приборы одни из редко используемых. В связи с контактом с жидкостью их внутренняя часть пачкается, поэтому постепенно прозрачность теряется, и визуально определить показания становится сложно. Жидкостные манометры были придуманы одними из самых первых, но еще встречаются.
Пружинные манометры самые часто встречаемые. Они имеют простую конструкцию, которая пригодна для ремонта. Пределы их измерения обычно составляют от 0,1 до 4000 Бар. Непосредственно сам чувствительный элемент такого механизма представляет собой трубку овального сечения, которая под действием давления ужимается. Давящая на трубку сила передается по специальному механизму на стрелку, которая проворачивается под определенным углом, указывая на шкалу с разметкой.
Мембранный манометр работает по физическому принципу пневматической компенсации. Внутри прибора имеется специальная мембрана, уровень прогиба которой зависит от воздействия создаваемого давлением. Обычно применяется две спаянных между собой мембран, образовывающих коробку. По мере изменения объема коробки чувствительный механизм отклоняет стрелку.
Электроконтактные манометры можно встретить в системах, которые автоматически контролируют давление и проводят его регулировку или сигнализируют о достижении критического уровня. В приборе имеется две стрелки, которые можно двигать. Одна устанавливается на минимальное давление, а вторая на максимальное. Внутри прибора вмонтированы контакты электрической цепи. Когда давление достигает одного из критических уровней, проводится замыкание электроцепи. В результате создается сигнал на пульт управлении или срабатывает автоматический механизм для экстренного сброса.
Дифференциальные манометры являются одними из самых сложных механизмов. Они работают по принципу измерения деформации внутри специальных блоков. Данные элементы манометра восприимчивы к давлению. По мере деформации блока специальный механизм передает изменения на стрелку, указывающую на шкалу. Движение указателя происходит до тех пор, пока перепады в системе не прекратятся и не остановятся на определенном уровне.
Класс точности и диапазон измерения
Любой манометр имеет технический паспорт, на котором указывается его класс точности. Показатель имеет цифровое выражение. Чем ниже цифра, тем прибор точнее. Для большинства приборов нормой является класс точности от 1,0 до 2,5. Они применяются в тех случаях, когда небольшое отклонение не имеет особого значения. Самую большую погрешность обычно дают приборы, которые используют автомобилисты для измерения давления воздуха в шинах. Их класс нередко опускается до отметки 4,0. Лучший класс точности имеют образцовые манометры, самые совершенные из них работают с погрешностью 0,05.
Каждый манометр рассчитан для работы в определенном диапазоне давления. Слишком мощные массивные модели не смогут зафиксировать минимальные колебания. Очень чувствительные устройства при избыточном воздействии выходят из строя или разрушаются, приводя к разгерметизации системы. В связи с этим при выборе манометра следует обращать внимание на этот показатель. Обычно на рынке можно найти модели, которые способны фиксировать перепады давления в пределах от 0,06 до 1000 мПА. Также существуют специальные модификации, так называемые тягомеры, которые предназначены для измерения разрежения давления до уровня -40 кПа.
0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0
60 100 160 250 400
600 1000 1600 кгс/см 2
Подбор манометров по разрешенному
рабочему давлению
На шкале манометра должна быть нанесена красная черта, соответствующая разрешенному рабочему давлению.
Красная черта ставится на 2/3
шкалы манометра.
Рис. 2.5. Красная черта манометра
Если нужно подобрать манометр по разрешенному давлению Р разр, то (2.8)
и подбирают ближайшее большее значение из манометрического ряда.
Пример
Подобрать шкалу манометра, если Р разр = 10 кгс/см 2
Такой шкалы нет, поэтому шкала выбирается от 0 до 16 кгс/см 2 .
Электроконтактные манометры
Они имеют электрическое контактное устройство, срабатывающее при достижении заданного давления и посылающее импульс в сигнальные устройства.
Манометр снабжен двумя контрольными стрелками с контактами. Контрольные стрелки устанавливают на «max» и «min» давления, а стрелка прибора, несущая контакты, перемещаясь, дает сигнал, если давление достигло значений, установленных контрольными стрелками.
ЭКМ - электроконтактный манометр (применяется для сигнализации параметров во взрывобезопасных помещениях);
ЭКВ - электроконтактный вакуумметр;
ВЭ-16рб- электроконтактный манометр, во взрывозащищённом исполнении.
Сильфонные манометры
МСС - манометр сильфонный самопишущий, предназначен для измерения давления и записи его на дисковой диаграммной бумаге.
Принцип действия МСС основан на уравновешивании измеряемого давления силой упругой деформации сильфона.
Измеряемое давление поступает через штуцер в полость сильфонного механизма и вызывает перемещение дна сильфона, которое через передаточный механизм передается на перо прибора. Внутренняя полость сильфона связана с атмосферой.
Рис.2.6 Сильфонный манометр МСС
Предел измерения давления зависит от толщины стенок, размера и количества гофр сильфона, а также от металла, из которого он изготовлен.
Сильфонные приборы делятся на показывающие и самопишущие. Они могут быть с пневматическим выходным сигналом, с сигнальным устройством, с записью одного или 2-х давлений, с пневматическим регулирующим устройством.
Манометры МСС используются для непосредственного измерения давления и как вторичные приборы. Если МСС используют для непосредственного измерения давления, то их подключают прямо к трубопроводу или аппарату.
Они имеют следующие пределы измерения:
0 ¸ 0,25; 0 ¸ 0,4; 0 ¸ 0,6; 0 ¸ 1; 0 ¸ 1,6; 0 ¸ 2,5; 0 ¸ 4 кгс/см 2 .
Если МСС применяют, как вторичный прибор, то их подключают к аппарату или трубопроводу через первичный прибор.
В этом случае МСС имеют пределы измерения от 0,2 до 1 кгс/см 2 .
В самопишущих манометрах вращение диаграммы может осуществляться с помощью часового механизма или синхронного двигателя. Приборы с часовым механизмом используют во взрывоопасных помещениях.
На диаграмме нанесен отсчет времени, при помощи которого можно определить измеряемое давление относительно времени работы технологического оборудования. Дисковая диаграммная бумага совершает один оборот за сутки, затем ее заменяют новой.
ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ
Давление - один из важнейших параметров технологических процессов.
Давлением называется отношение силы, действующей на площадь, к величине площади.
где F – сила;
S – площадь.
Различают давления:
1) барометрическое (атмосферное) - Р атм ;
2) абсолютное - Р абс ;
3) избыточное - Р изб ;
4) вакуум (разрежение) - Р вак
1. Барометрическое давление - это давление атмосферы, окружающей земной шар.
2. Абсолютное давление - это полное давление, под которым находятся жидкость, газ или пар.
Р абс = Р изб + Р атм
3. Избыточное давление - это давление сверх атмосферного.
Р изб = Р абс - Р атм
4. Если из закрытого сосуда откачать часть воздуха, то абсолютное давление внутри сосуда понизится и станет меньше, чем атмосферное. Такое давление внутри сосуда называется вакуумом.
Вакуум - это недостаток давления до атмосферного.
Р вак = Р атм - Р абс
Рис. 2.1 Виды давлений
Остаточное давление определяется по формуле:
Р ост = Р атм – Р вак,
где Р атм = 760 мм рт.ст.
Единицы измерения давления
Единица измерения давления в системе СИ - Паскаль (Па).
Паскаль - это давление с силой 1 Н на площадь 1 м 2 .
Внесистемные единицы: кгс/см 2 ; мм вод.ст.; мм рт. ст; бар, атм.
Соотношение между единицами измерения:
1 кгс/см 2 = 98066,5 Па
1 мм вод.ст. = 9,80665 Па
1 мм рт.ст. = 133,322 Па
1 бар = 10 5 Па
1 атм = 9,8* 10 4 Па
Классификация приборов для измерения давления
I. По принципу действия:
1) жидкостные;
2) деформационные;
3) грузопоршневые;
4) электрические.
II. По роду измеряемой величины:
1) манометры - приборы для измерения абсолютного и избыточного давления;
2) вакуумметры - приборы для измерения вакуума;
3) мановакуумметры - для измерения избыточного давления и вакуума;
4) дифманометры - для измерения разности двух давлений;
5) барометры - для измерения атмосферного давления;
6) напоромеры (микроманометры) - для измерения малых избыточных давлений;
7) тягомеры - приборы для измерения малых разрежений;
8) тягонапоромеры - приборы для измерения малых избыточных давлений и малых разрежений.
Деформационные приборы
(пружинные манометры)
В этих приборах давление определяется по деформации упругих элементов.
Рис.2.3 Упругие элементы пружинных манометров:
а) одновитковая трубчатая пружина (трубка Бурдона);
б) многовитковая трубчатая пружина;
в) упругая мембрана;
г) мембранная коробка;
д) сильфон
Манометры с одновитковой трубчатой пружиной ОБМ
ОБМ-100; ОБМ-160 - манометры общего назначения;
100, 160 - диаметр корпуса в мм.
Эти приборы наиболее распространены. Их преимущества: простота устройства; надежность в работе; компактность; большой диапазон измерения; малая стоимость.
Принцип действия основан на уравновешивании измеряемого давления силой упругой деформации пружины.
Под действием давления сечение трубки стремится принять круглую форму, вследствие чего трубка разворачивается на величину, пропорциональную давлению. При снижении давления до атмосферного, трубка принимает первоначальную форму.
Чувствительным элементом (ЧЭ) манометра является одновитковая трубчатая пружина, представляющая собой согнутую по окружности трубку с сечением в форме овала. Трубчатая пружина изготавливается из бронзы, латуни или стали в зависимости от назначения прибора и пределов измерения.
Один конец трубки впаян в держатель со штуцером, который предназначен для присоединения манометра к источнику давления.
Второй конец трубки - свободный, герметически закрыт.
К свободному концу трубчатой пружины присоединена тяга. Другой конец тяги подсоединяется к хвостовику зубчатого сектора. Хвостовик зубчатого сектора имеет прорезь (кулису), вдоль которой при регулировке прибора можно перемещать конец тяги.
Зубчатый сектор удерживается на оси и входит в зацепление с маленькой шестеренкой, называемой трибкой. Она жестко насажена на ось стрелки.
Для устранения «мертвого хода» стрелки, вызванного наличием люфтов в соединениях, манометр снабжается упругим волоском спиральной формы, изготавливаемым из фосфористой бронзы. Внутренний конец волоска крепится к оси стрелки, а внешний - к неподвижной части прибора.
Под действием давления внутри трубки свободный конец ее перемещается и тянет за собой тягу. При этом поворачивается зубчатый сектор и трибка, на оси которой насажена стрелка. Конец стрелки показывает по шкале прибора величину измеряемого давления.
Рис. 2.4 Пружинный манометр:
1 –ниппель;
2 –держатель;
3 - (корпус) плата;
5 –шестерёнка (трибка);
6 –пружина;
7- трубка Бурдона;
8- запаянный конец;
9 -зубчатый сектор;
10 –стрелка;
В зависимости от назначения манометры имеют следующие маркировки :
МТП, МВТП - виброустойчивые;
СВ - сверхвысокого давления;
МТИ, ВТИ - точных измерений (класс точности 0,6; 1,0);
МО, ВО - образцовые (класс 0,4);
МТ, МОШ, ОБМ - технические.
Стандартные шкалы манометров
0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0
60 100 160 250 400
600 1000 1600 кгс/см 2