Diafragmas blīvējuma pamati un materiālu izvēle

Diafragmas blīvējumi izolē spiediena mērīšanas ierīces no procesa vidēm, kas varētu bojāt standarta raidītājus. Blīvējums sastāv no elastīgas diafragmas, augšējā korpusa, apakšējā korpusa un pildījuma šķidruma. Procesa spiediens liek diafragmu saliekties, pārnesot spēku caur pildījuma šķidrumu uz ierīces jutīguma elementu.

Pirmkārt, izvēlieties diafragmas materiālus, kas ir saderīgi ar procesa šķidrumu. Nerūsējošais tērauds 316L piemērots lielākajai daļai pielietojumu. Hastelloy C-276 iztur stiprus oksidētājus un hlorīdus. Tantāls iztur sālsskābi un mitru hloru. PTFE pārklātas diafragmas nodrošina universālu ķīmisko izturību, taču tām ir zemāks spiediena un temperatūras limits.

Otrkārt, izvēlieties pildījuma šķidrumus, ņemot vērā procesa temperatūru un saderību. Silikona eļļa DC200 darbojas no -40°C līdz +205°C. Glicerīna un ūdens maisījumi piemēroti pārtikas rūpniecībai. Halogēnētās eļļas droši darbojas ar skābekli. Augstas temperatūras pildījumi, piemēram, DC704, darbojas līdz +315°C. Nekad nelietojiet standarta pildījumus virs to norādītās temperatūras — termiskā izplešanās rada pārmērīgu spiedienu un mērījumu kļūdas.

Tiešā montāžas konfigurācija

Tiešā montāža piestiprina raidītāju tieši pie procesa savienojuma. Šī konfigurācija nodrošina ātrāko reakcijas laiku un augstāko precizitāti. Minimālais attālums starp procesu un sensoru novērš kapilāra caurules ietekmi uz mērījumu dinamiku.

Uzstādiet tieši montētus blīvējums procesos ar temperatūrām zem raidītāja robežām. Rosemount 3051S raidītāji spēj darboties ar procesa temperatūrām līdz +121°C pie blīvējuma. Yokogawa DPharp EJA sērijas spiediena raidītājs darbojas līdz +150°C ar atbilstošiem pildījuma šķidrumiem. Mēriet faktisko procesa temperatūru pie blīvējuma vietas — virsmas temperatūra bieži pārsniedz šķidruma temperatūru.

Tāpat tiešā montāža samazina uzstādīšanas izmaksas, novēršot kapilāro cauruļu un papildu stiprinājumu nepieciešamību. Kompaktais komplekts iederas šaurās vietās. Tomēr raidītājam jāiztur apkārtējie apstākļi pie procesa, tostarp vibrācijas un temperatūras starojums.

Attālā montāža ar kapilāra caurulēm

Attālā montāža atdala raidītāju no procesa savienojuma, izmantojot kapilāra caurules, kas piepildītas ar hidraulisko šķidrumu. Šī konfigurācija aizsargā raidītājus no ekstremālām temperatūrām, korozīviem tvaikiem un lielām vibrācijām. Raidītājs tiek uzstādīts drošā vidē, kamēr blīvējums saskaras ar skarbo procesu.

Kapilārās caurules garums ietekmē mērījumu reakcijas laiku. 3 metru kapilārs ar 3 mm iekšējo diametru rada aptuveni 2 sekunžu aizkavi spiediena izmaiņām. Garāki kapilāri līdz 15 metriem palielina aizkavi līdz 10 sekundēm vai vairāk. Izvēlieties kapilāra diametru un garumu, lai nodrošinātu pieņemamu reakciju — kopējais garums nedrīkst pārsniegt 25 metrus.

Temperatūras gradients gar kapilāra cauruli ievieš mērījumu kļūdas. 10 metru vertikāls kapilārs ar 50°C temperatūras starpību starp procesu un raidītāju rada aptuveni 0,5% diapazona kļūdu. Uzstādiet kapilārus ar minimālu augstuma maiņu. Lietojiet termisko izolāciju, lai uzturētu vienmērīgu temperatūru gar caurules garumu.

Pagarinātās un flanču montāžas metodes

Pagarinātie diafragmas blīvējumi palielina attālumu starp procesa savienojumu un ierīci bez kapilāra caurules. Pagarinājumi ir no 50 mm līdz 300 mm garumā. Šis dizains piemērots pielietojumiem, kuros nepieciešama ierīces pieejamība, saglabājot tiešu mehānisku savienojumu. Pagarinātie blīvējumi samazina strauju spiediena pulsāciju ietekmi, kas ir raksturīgas virzuļu sūkņu izplūdes līnijās.

Flanču montāža nodrošina noslēgtus savienojumus tvertnēm un cauruļvadu pielietojumiem. ANSI 150 līdz 2500 klases flanči atbilst procesa cauruļvadu specifikācijām. Norādiet flanča virsmu — pacelta virsma (RF) standarta pielietojumiem, gredzenveida savienojums (RTJ) augsta spiediena ūdeņraža pakalpojumiem. Pārbaudiet blīvējuma saderību gan ar procesa šķidrumu, gan pildījuma šķidrumu.

Vītņotā montāža piemērota mazākiem cauruļvada izmēriem un zemāka spiediena pielietojumiem. Standarta ir NPT 1/2 collu vai 3/4 collu savienojumi. Lietojiet atbilstošu vītņu blīvējumu, kas saderīgs ar procesu. Vītņotie savienojumi nerūsējošā tērauda gadījumā var radīt berzi — lietojiet pretiestrēgšanas līdzekli taupīgi. Nekad nepārsniedziet griezes momenta specifikācijas — pārmērīga pievilkšana deformē diafragmas un rada nulles nobīdes.

Uzstādīšanas un nodošanas ekspluatācijā procedūra

• 1. solis: Pārbaudiet diafragmas blīvējuma komplektu, vai nav transportēšanas bojājumu. Pārbaudiet diafragmas virsmu skrāpējumu vai deformāciju dēļ. Pārliecinieties, ka pildījuma šķidrums ir klāt, viegli piesitot — ja nav šķidruma šļakstīšanās, tas norāda uz noplūdi.
• 2. solis: Pārbaudiet materiālu saderību. Apstipriniet, ka diafragmas materiāls, pildījuma šķidrums un blīvējuma materiāli atbilst procesa šķidruma ķīmijai un temperatūras diapazonam. Pārskatiet ķīmiskās izturības tabulas.
• 3. solis: Uzstādiet blīvējumu pie procesa savienojuma vispirms. Pieskrūvējiet flanča skrūves zvaigžņu secībā līdz norādītajam griezes momentam. Vītņotiem savienojumiem uzklājiet blīvējumu tikai uz ārējām vītnēm — novēršot blīvējuma dobumu piesārņojumu.
• 4. solis: Uzstādiet raidītāju galīgajā vietā. Pārliecinieties, ka kapilārā caurulei ir pietiekams liekuma rādiuss — vismaz 75 mm, lai novērstu saliekšanos. Atbalstiet kapilāro cauruli ik pēc 1 metra, lai novērstu vibrāciju nogurumu.
• 5. solis: Pārliecinieties, ka sistēma ir pilnībā piepildīta bez gaisa kabatām. Vieglā piesitiena laikā novērojiet raidītāja rādījumus. Nevienmērīgi rādījumi norāda uz gaisa iesprostojumu, kas prasa rūpnīcas atkārtotu piepildīšanu.
• 6. solis: Veiciet nulles un diapazona kalibrāciju. Pielietojiet zināmu spiedienu pie blīvējuma vietas, nevis pie raidītāja. Kompensējiet augstuma atšķirības, izmantojot raidītāja vietējo operatora saskarni.

Nobeigums un rīcības ieteikumi

Visbiežākās diafragmas blīvējuma kļūmes rodas no nepareizas pildījuma šķidruma izvēles un kapilārās caurules bojājumiem. Pārbaudiet pildījuma šķidruma saderību gan ar procesa apstākļiem, gan raidītāja temperatūras ierobežojumiem. Aizsargājiet kapilāro cauruli no mehāniskiem bojājumiem un temperatūras gradientiem. Dokumentējiet blīvējuma komplekta specifikācijas apkopes sistēmā turpmākai atsaucei.

Pārbaudiet diafragmas blīvējumu katras apstādināšanas laikā. Meklējiet diafragmas koroziju, pārklājuma uzkrāšanos un pildījuma šķidruma noplūdi. Aizvietojiet blīvējumu, ja konstatēta jebkāda degradācija — gaidīšana līdz pilnīgai kļūmei apdraud procesa piesārņojumu un neplānotus pārtraukumus. Pareizi izvēlēts un uzstādīts diafragmas blīvējums nodrošina daudzu gadu uzticamu darbību vissmagākajos procesa apstākļos.

Autors: Zhang Hua ir rūpnieciskās automatizācijas inženieris ar vairāk nekā 10 gadu pieredzi PLC, DCS un vadības sistēmās.