Стандартные значения шкалы давления. Манометры
· 0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0
· 6 10 16 25 40
· 60 100 160 250 400
· 600 1000 1600 кгс/см 2
Билет № 7
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.
Билет №9
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
Билет №10
Если нужно подобрать манометр по разрешенному давлению Р разр, то 
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 .
Билет №11
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.
Билет №12
Схема контроля давления
Некоторые условия обозначения КИПиА:
– прибор, установленный по месту (на трубопроводе, аппарате);
– прибор, установленный на щите, пульте;
Р – давление;
I – показание;
R – регистрация (запись);
Т – дистанционная передача;
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.
В тексте используется термин «манометр», название манометр – обобщающее. Под этим понятием подразумеваются также вакуумметры и мановакуумметры. Данный материал не имеет отношения к цифровым приборам.
Манометры – приборы, которые широко применяются в промышленности и жилищно-комунальном хозяйстве. На предприятиях в производственном процессе возникает необходимость контроля давления жидкостей, пара и газа. В зависимости от специализации предприятия возникает потребность в измерении различных сред. Для этой цели разработаны манометры разного назначения. Отличие приборов обусловлено измеряемой средой и условиями в которых производится измерение. Манометры отличаются конструкцией, размером, резьбой присоединения, единицами измерения и возможным диапазоном измерения, классом точности, а также материалом изготовления, от которого зависит возможность использования прибора в условиях агрессивных сред. Выбор прибора, который не соответствует выполняемым задачам, влечет за собой выход из строя прибора ранее предполагаемого срока эксплуатации, погрешностям результатов измерения, или переплате за неиспользуемые функции прибора.
Классификация манометров в зависимости от критериев
В зависимости от области применения.
Технические манометры стандартного исполнения – применяют для определения избыточного и вакуумметрического давления неагрессивных, некристаллизующихся сред: жидкостей, пара и газа.
Технические специальные – этот вид манометров применяют для измерения конкретных сред (например, агрессивных) или в особых условиях (повышенной вибрации или температуры и пр.).
Специальные приборы:
Аммиачные, также как и коррозионностойкие манометры в своей конструкции имеют детали и механизмы из нержавеющей стали и сплавов, которые устойчивы к агрессивным средам, в результате чего данный вид приборов можно использовать для работы, где предусмотрено взаимодействие с агрессивной средой.
Виброустойчивые манометры
можно использовать в условиях воздействия вибрации превышающей в 4-5 раз частоту вибрации, допустимой для работы обычного манометра.
Главная отличительная черта виброустойчивых манометров – наличие специального демпфирующего устройства, которое находится перед манометром. Данный аппарат способствует сокращению пульсации давления.
Некоторые виды виброустойчивых манометров могут заполняться демпфирующей жидкостью. Устойчивость к вибрации достигается благодаря вибропоглощающему веществу, в качестве которого выступает глицерин.
Манометры точных измерений используют в сферах гос. мертологического контроля, в теплоснабжении, водоснабжении, энергетике, машиностроении и др. Кроме того их применяют в качестве эталона при поверке и калибровке приборов для измерения давления с соблюдением требований соответствия классов точности прибора, используемого в качестве образца, и поверяемого прибора.
Железнодорожные манометры
используют для измерения избыточного вакуумметрического давления сред, неагрессивных по отношению к медным сплавам в системах и установках подвижного ж/д состава и для измерения давления хладонов в холодильных машинах в вагонах-рефрижераторах.
Корпуса манометров в зависимости от области применения окрашивают в соответствующие цвета. Аммиачные – в желтый, для водорода в темно-зеленый, для горючих легковоспламеняющихся газов – в красный, для кислорода – голубой, для негорючих газов – черный.
Электроконтактные манометры.
Особенность электроконтактных манометров в том, что это приборы с электроконтактной группой. Предназначены для измерения давления неагрессивных, некристаллизующихся сред (пара, газа, в том числе кислорода), а также замыкания и размыкания электрических цепей при достижении определенного предела давления. Электороконтактный механизм позволяет осуществлять регулировку изменяемой среды.
Возможные варианты исполнения контактных групп электроконтактных манометров, согласно ГОСТ 2405-88:
III – два размыкающих контакта: левый указатель синего цвета (min), правый красного цвет (max);
IV – два замыкающих контакта: левый указатель красного цвета (min), правый синего цвета (max);
V – левый контакт размыкающий (min); правый замыкающий контакт (max) – цвет указателей — синие;
VI – левый контакт замыкающий (min); правый контакт размыкающий (max) – цвет указателей — красные.
Вариант V в основном на предприятиях принимают в качестве стандартного. Если не указан тип исполнения – как правило, это будет вариант V. В любом случае можно идентифицировать тип контактной группы в зависимости от цвета указателей.
В зависимости от назначения и области применения электроконтактные (сигнализирующие) манометры бывают общепромышленные и взрывозащищенные.
Вид взрывозащищенного прибора (его уровень взрывозащиты) должен соответствовать условиям повышенной опасности объекта.
Единицы измерения давления. Градуировка шкал манометров.
Шкалы манометров градуируются в одной из следующих единиц: кгс/см2, бар, кПа, МПа, при условии что прибор имеет одну шкалу. У манометров с двойной шкалой, первая проградуирована в вышеназванных единицах измерения, вторая – в psi – фунт-силах на квадратный дюйм. Psi – внесистемная единица, применяемая в USA.
В табл. 1 показано соотношение единиц измерения относительно друг друга.
Табл. 1. Соотношение единиц давления.
Тип манометров со шкалой в единицах кПа – это приборы, предназначенные для измерения низких давлений веществ в газообразном состоянии. В их конструкции в качестве чувствительного элемента служит мембранная коробка. В отличие от них манометры для измерения высокого давления имеют чувствительный элемент — изогнутую или спиральную трубку.
Диапазон измеряемых давлений.
Различают следующие виды давления: абсолютное, барометрическое, избыточное, вакуум.
Абсолютное – величина давления, измеренная относительно абсолютного вакуума. Показатель не может быть отрицательным.
Барометрическое – атмосферное давление. На него влияет высота над уровнем моря, влажность и температура воздуха. На нулевой отметке высоты над уровнем моря показатель барометрического давления принят равным 760 мм ртутного столба.
Для технических манометров эта величина принята равной нулю. Это значит, что результаты измерения не зависят от показателя барометрического давления.
Избыточное давление – величина показывающая разность между абсолютным и барометрическим давлением. Это актуально в условиях превышения абсолютного давления по отношению к барометрическому.
Вакуум — величина показывающая разность между абсолютным и барометрическим давлением, в условиях превышения барометрического давления по отношению к абсолютному. Следовательно, вакуумметрическое давление не может быть выше барометрического.
Исходя из вышесказанного, становится очевидным, что вакуумметры измеряют разряжение. Мановакуумметры перекрывают область вакуума и избыточного давления.
Функция манометров – определяют избыточное давление.
В результате стандартизации диапазонов измеряемых давлений принято их соответствие определенному ряду значений (табл. 2).
Табл. 2. Стандартный ряд значений для градуировки шкал.
Класс точности манометров.
Под классом точности прибора подразумевают допустимую погрешность, которая выражается в процентах от максимально значения шкалы манометра. Точность прибора тем выше, чем ниже погрешность. Класс точности указан на шкале прибора. Манометры одного типа могут быть с разным классом точности.
Диаметр корпуса манометра.
Наиболее распространенные диаметры корпусов манометров — 40, 50, 60, 63, 100, 150, 160, 250 мм. Но встречаются приборы и с другими размерами корпуса. Например, виброустойчивые манометры производства «УАМ» типа Д8008-В-У2 — аналог ДА8008-Вуф производства «Физтех», имеют диаметр 110 мм.
Конструкция манометров.
Для присоединения прибора к системе служит штуцер. Расположение штуцера может быть двух видов – радиальное (нижнее) и осевое (тыльное). Расположение осевого штуцера бывает центральным или смещенным относительно центра. Конструкция многих типов манометров предусматривает исключительно радиальный штуцер. Например, электроконтактные манометры.
Размер резьбы штуцера соответствует диаметру корпуса. Манометры с диаметрами — 40, 50, 60, 63 мм имеют резьбу М10х1,0-6g, М12х1,5-8g, G1/8-B, R1/8, G1/4-В, R1/4. Манометры с диаметром большего размера изготавливаются с резьбой М20х1,5-8g или G1/2-В. Европейские стандарты применяют кроме вышеназванных типов резьбы, конические – 1/8 NPT, 1/4 NPT, 1/2 NPT. В промышленных условиях в зависимости от задач и типов измеряемых сред применяют специфические присоединения. Для манометров, работающих с высоким и сверхвысоким уровнем давления, характерна внутренняя коническая резьбы или вариант цилиндрической резьбы.
В зависимости от типа аппаратуры, следует, заказывая прибор указать необходимый тип резьбы. Это поможет избежать дополнительных непредусмотренных расходов, которые повлечет за собой замена установочной арматуры.
Конструкция корпуса манометра также подбирается соответственно способу и месту установки. Для открытых магистралей конструкция приборов не предусматривает дополнительных креплений. Для приборов, устанавливаемых в шкафах или в панелях управления необходимо наличие переднего и заднего фланца.
В зависимости от исполнения выделяют следующие виды:
- с радиальным штуцером без фланца;
- с радиальным штуцером с задним фланцем;
- с осевым штуцером с передним фланцем;
- с осевым штуцером, фланец отсутствует.
Степень защиты манометров стандартного исполнения – IP40. Специальные манометры соответственно с условиями их использования изготавливают со степенью защиты IP50, IP53, IP54 и IP65.
С целью предотвращения несанкционированного вскрытия манометра, прибор должен пломбироваться. Для этого на корпусе делают проушину, укомплектованную винтом с отверстием в головке для установления пломбы.
Защита от высоких температур и перепадов давления.
Погрешность показателей измерения манометра зависит от влияния температуры окружающей среды и температуры измеряемой среды.
Для большинства приборов температурный диапазон измерения не более +60оС, максимум +80оС. Приборы некоторых производителей имеют возможность измерения давления в условиях высоких температур измеряемой среды до +150оС, или даже 300оС.
Для манометров стандартного исполнения работа в таких условиях возможна только при наличии сифонного отвода (охладителя) через который манометр подключается к системе.
Это специальная трубка, особой формы, на концах которой резьба для присоединения к магистрали и подключения манометра. Сифонный отвод создает ответвление, в котором не циркулирует измеряемая среда. Благодаря этому температура в месте подключения прибора намного ниже, чем в основной магистрали.
Кроме того, на долговечность манометра влияют резкие перепады измеряемого давления и гидроудары. С целью уменьшения влияния этих факторов применяют демпферные устройства. Демпфер устанавливается перед прибором в качестве отдельного устройства, или монтируется в канале держателя манометра.
Если нет необходимости постоянного контроля давления в системе, можно установить манометр через кнопочный кран. Это позволяет подключать прибор к магистрали лишь на время нажатия кнопки крана. Это защитит прибор без необходимости использовать демпферное устройство.
Выбор шкалы манометра.
Необходимо знать:
1 Шкалы приборов по ГОСТу
2 Требования правил к манометрам (оптимальное показание манометра, если стрелка прибора при рабочем давлении находится во 2/3 шкалы).
Для решения задачи мы имеем формулу Ршк=3/2Рраб.
Например: Дано: Рраб=36кгс/см 2 . Определить Ршк?
Решение: Ршк = 3 36/2=54кгс/см 2 .
Выбираем ближайшую шкалу по ГОСТу в сторону увеличения. Это 60 кгс/см 2
Таким образом: Ршк=60
Требование к установке манометра
1. Шкала должна быть чётко видна.
2. Подход к манометру должен быть свободным.
3. В зависимости от высоты установки манометра выбирается диаметр прибора:
· до 2х метров - диаметр 100мм;
· от 2х до Зх метров - диаметр 160мм;
· свыше Зх метров - установка манометра запрещена.
4. Каждый манометр должен иметь отключающее устройство (Зх ходовой кран, вентиль или кран)
Правила обслуживания манометра .
Согласно технической инструкции производить посадку на «О»
Ведомственный осмотр 1 раз в 6 месяцев.
Государственная поверка- 1 раз в 12 месяцев.
Снимать и устанавливать манометры только при помощи ключа.
В случае пульсации давления необходимо принимать меры:
· при малой пульсации вваривается компенсатор;
· при большой пульсации используется специальное устройство - расширитель с двумя дросселями.
Существует три вида давления:
1. Барометрическое (атмосферное)- Рб;
2. Манометрическое (избыточное)- Рм;
3. Абсолютное Ра =Рб +Рм .
Приборы для измерения температуры
Классификация
· Жидкостные термометры;
· Манометрические термометры;
· Термопреобразователи сопротивления;
· Термоэлектрические преобразователи.
Единицы измерения температуры:
1. Системные единицы – К (Кельвин); (Т)
2. Внесистемные –С (Цельсия) (t)
3. ОК° = -273,15С°
Перевод внесистемных единиц в системные
Т = t+273,15
Жидкостные термометры : класс точности не ниже 1,5. Основаны на изменении объема жидкости от нагревания. Диапазон измерений от -190 до +600 С. Представляет собой закрытый стеклянный резервуар, соединённый с капилярной трубкой. В качестве жидкости используется ртуть, этиловый спирт, эфир.
Манометрические термометры состоят:
· 2 - термобаллон;
· 1 - капиллярная трубка;
· 6 - чувствительный элемент.
Принцип работы прибора основан: на зависимости давления жидкости или пара с жидкостью в замкнутой системе постоянного объема от температуры.
Бывают: 1 жидкостные – ТПЖ; 2 газовые – ТПГ, 3 парожидкостные ТПП. Диапазон измерения -160 -+750С 0
Термопреобразователи сопротивления.
Действие прибора основано на изменении сопротивления проводника от изменения температуры. Диапазон измерения от -260 до +1100 о С.
Термопреобразователь сопротивления устанавливают по месту. Работает со вторичным прибором:
Соединительные провода. Вторичный прибор (без вторичного прибора не работает) Vj ТСП - термометр сопротивления платиновый. ТСМ - термоприобразователь сопротивления медный.
Термоэлектрический преобразователь . Действие прибора основано на явлении термоэлектрического эффекта. При этом при изменении температуры изменяется ЭДС. Преобразователь термоэлектрический. Соединительные провода. Вторичный прибор ТХК - термоприобразователь хромель - копелевый. ТХА - термопреиобразователь хромель - алюмелевый. Диапазон измерений от-100"до +2200 о С.
Манометры. Единицы давления
Манометры предназначены для измерения давления, разряжения. Манометры, установленные на ГП, ТП (трубопроводах), аппаратах показывают избыточное давление. Чтобы получить абсолютное давление необходимо к числу избыточного давления, снятого по манометру, прибавить 1 (атмосферное давление) в кгс/см кв.
Манометры, устанавливаемые в системах газоснабжения, подразделяются на:
· Жидкостные;
· Пружинные;
· Электроконтактные;
· Мановакууметры.
Мановакуумметры , предназначенные для измерения не только Ризб, но и для измерения разрежения, т.е. давления меньше атмосферного.
Жидкостные манометры . Они предназначены для измерения небольших давлений.
Нулевая отметка шкалы находится посередине. Один конец трубки свободно сообщается с атмосферой. Второй – через резиновый шланг соединяется с измеряемой средой ГП. Трубка до «0» отметки заполняется водой (подкрашенной); можно спирт, тосол и т.п., но необходимо делать поправку на плотность, т.е. приводить ее плотность к плотности воды.
Чтобы снять показания с U -образного жидкостного манометра, необходимо сложить понижение уровня в одном колене с повышением его в другом.
Пружинные манометры . Они предназначены для измерения всех давлений. Пружинный манометр состоит из круглой коробки – корпуса, в которой находится изогнутая латунная трубка овального сечения. Один конец трубки запаян, а другой соединяется через трехходовой кран с измеряемой средой. Запаянный конец трубки (Бурдона), через рычаг соединяется с зубчатым сектором, сопряженным с шестеренкой, на оси которой находится стрелка.
У манометра есть шкала (циферблат), на котором нанесены следующие данные:
1. ГОСТ манометра;
2. Размер корпуса (100, 160мм);
3. Дата выпуска;
4. Класс точности манометра;
5. Погрешность, выраженная в %;
6. Единицы шкалы манометра (Мпа, кгс/см, бар, КПа, Па);
7. Предел измерения давления данным манометром;
8. Тип (МТП, ОБМ, МО и т.д.).
Электроконтактные манометры . Это разновидность обычного пружинного манометра. (ЭКМ).
У ЭКМ кроме черной показывающей стрелки имеется одна или несколько светлых контактных стрелок. К ЭКМ через специальное устройство подается напряжение.
ЭКМ работают в системе автоматики, безопасности и регулирования.
ЭКМ устанавливаются на барабанах котлов, перед горелками котлов для контроля давления, на горелку строго по проекту.
Неисправности манометров:
· Нет клейма или пломбы госповерителя.
· Просрочена госповерка манометра.
· Разбито стекло, помят корпус, грязное стекло.
· Возможны утечки газа через негерметичную трубку Бурдона манометра.
· При посадке на «0» стрелка не садится на нулевую отметку.
· При проверке рабочего манометра с контрольным показания не совпадают.
Исправность и правильность показаний манометра проверяется в следующие сроки:
1. 1 раз в год – госповерка в лаборатории госповерителя.
2. Не реже одного раза в смену – посадка на «0».
3. Не реже 1 раза в 2 месяца – проверка контрольным манометром.
Рабочее положение стрелки манометра должно находиться во второй трети шкалы.
