ידע מפורט - מכשיר מדידת לחץ

בתהליך הייצור הכימי, לחץ לא רק משפיע על יחסי האיזון וקצב התגובה של תהליך הייצור, אלא גם משפיע על הפרמטרים החשובים של מאזן החומרים במערכת. בתהליך הייצור התעשייתי, חלקם דורשים לחץ גבוה בהרבה מלחץ אטמוספרי, כגון פוליאתילן בלחץ גבוה. הפולימריזציה מתבצעת בלחץ גבוה של 150 מגה-פסקל, וחלקם צריכים להתבצע בלחץ שלילי נמוך בהרבה מלחץ אטמוספרי. כגון זיקוק ואקום בבתי זיקוק לנפט. לחץ הקיטור בלחץ גבוה של מפעל הכימי PTA הוא 8.0 מגה-פסקל, ולחץ הזנת החמצן הוא כ-9.0 מגה-פסקל. מדידת הלחץ כה נרחבת, על המפעיל להקפיד על הכללים לשימוש במכשירי מדידת לחץ שונים, לחזק את התחזוקה היומית, וכל רשלנות או רשלנות עלולים לגרום לנזקים והפסדים עצומים, תוך אי השגת יעדי האיכות הגבוהה, התפוקה הגבוהה, הצריכה הנמוכה והייצור הבטוח.

החלק הראשון: הרעיון הבסיסי של מדידת לחץ

• הגדרת לחץ

בייצור תעשייתי, הכוח המכונה בדרך כלל לחץ מתייחס לכוח הפועל באופן אחיד ואנכי על יחידת שטח, וגודלו נקבע על ידי השטח הנושא את הכוח וגודל הכוח האנכי. מתבטא מתמטית כ:
P=F/S כאשר P הוא הלחץ, F הוא הכוח האנכי ו-S הוא שטח הכוח

• יחידת לחץ

בטכנולוגיה הנדסית, ארצי מאמצת את מערכת היחידות הבינלאומית (SI). יחידת חישוב הלחץ היא פאסלה (Pa), 1 פאסלה היא הלחץ הנוצר על ידי כוח של 1 ניוטון (N) הפועל אנכית ואחידה על שטח של 1 מטר מרובע (M2), המתבטא כ-N/m2 (ניוטון/מטר מרובע). בנוסף לפאסלה, יחידת הלחץ יכולה להיות גם קילופסקל ומגה-פסקל. יחס ההמרה ביניהם הוא: 1MPA=103KPA=106PA
עקב שנים רבות של הרגל, לחץ אטמוספרי הנדסי עדיין משמש בהנדסה. על מנת להקל על ההמרה ההדדית בשימוש, יחסי ההמרה בין מספר יחידות מדידת לחץ נפוצות מפורטים בסעיף 2-1.

• דרכים לבטא לחץ

ישנן שלוש דרכים לבטא לחץ: לחץ מוחלט, לחץ מד, לחץ שלילי או ואקום.
הלחץ תחת ואקום מוחלט נקרא לחץ אפס מוחלט, והלחץ המתבטא על בסיס לחץ אפס מוחלט נקרא לחץ מוחלט.
לחץ מד הוא הלחץ המתבטא על בסיס לחץ אטמוספרי, כך שהוא רחוק בדיוק אטמוספירה אחת (0.01 מגה-פס) מהלחץ המוחלט.
כלומר: P table = P באופן מוחלט - P גדול (2-2)
לחץ שלילי נקרא לעתים קרובות ואקום.
ניתן לראות מהנוסחה (2-2) שהלחץ השלילי הוא לחץ המדידה כאשר הלחץ המוחלט נמוך מהלחץ האטמוספרי.
הקשר בין לחץ מוחלט, לחץ מד, לחץ שלילי או ואקום מוצג באיור שלהלן:

רוב ערכי חיווי הלחץ המשמשים בתעשייה הם לחץ מד, כלומר, ערך החיווי של מד הלחץ הוא ההפרש בין לחץ מוחלט ללחץ אטמוספרי, ולכן לחץ מוחלט הוא סכום לחץ המד והלחץ האטמוספרי.

סעיף 2 סיווג מכשירי מדידת לחץ
טווח הלחצים שיש למדוד בייצור כימי הוא רחב מאוד, ולכל אחד מהם ייחודו בתנאי תהליך שונים. זה דורש שימוש במכשירי מדידת לחץ בעלי מבנים שונים ועקרונות עבודה שונים כדי לעמוד בדרישות ייצור שונות. דרישות שונות.
על פי עקרונות המרה שונים, ניתן לחלק באופן גס מכשירי מדידת לחץ לארבע קטגוריות: מדי לחץ בעמודת נוזל; מדי לחץ אלסטיים; מדי לחץ חשמליים; מדי לחץ בוכנה.

• מד לחץ עמודת נוזל

עקרון הפעולה של מד לחץ עמודת הנוזל מבוסס על עקרון ההידרוסטטיקה. מכשיר מדידת הלחץ המיוצר על פי עיקרון זה בעל מבנה פשוט, נוח לשימוש, דיוק מדידה גבוה יחסית, זול ויכול למדוד לחצים קטנים, ולכן הוא נמצא בשימוש נרחב בייצור.
ניתן לחלק מדי לחץ של עמודות נוזלים למדי לחץ בצינור U, מדי לחץ בצינור יחיד ומדי לחץ בצינור נוטה בהתאם למבנים השונים שלהם.

• מד לחץ אלסטי

מד לחץ אלסטי נמצא בשימוש נרחב בייצור כימי בשל היתרונות הבאים, כגון מבנה פשוט. הוא יציב ואמין. יש לו טווח מדידה רחב, קל לשימוש, קל לקריאה, מחיר נמוך, ודיוק מספיק, וקל לבצע ממנו שליחה והוראות מרחוק, הקלטה אוטומטית וכו'.
מד לחץ אלסטי מיוצר באמצעות אלמנטים אלסטיים שונים בצורות שונות כדי לייצר עיוות אלסטי תחת הלחץ המדידה. בתוך גבול האלסטיות, תזוזה של האלמנט האלסטי נמצאת ביחס ליניארי עם הלחץ המדידה. לכן, קנה המידה שלו אחיד, רכיבי האלסטיות שונים, וגם טווח מדידת הלחץ שונה, כגון רכיבי דיאפרגמה גלית ומפוח, המשמשים בדרך כלל באירועי מדידה בלחץ נמוך ובלחץ נמוך, צינור קפיץ יחיד (בקיצור צינור קפיץ) וצינור קפיץ רב-תכליתי משמש למדידת לחץ גבוה, בינוני או ואקום. ביניהם, לצינור קפיץ יחיד טווח מדידת לחץ רחב יחסית, ולכן הוא הנפוץ ביותר בייצור כימי.

• משדרי לחץ

כיום, משדרי לחץ חשמליים ופנאומטיים נמצאים בשימוש נרחב במפעלים כימיים. הם מכשיר המודד באופן רציף את הלחץ הנמדד וממיר אותו לאותות סטנדרטיים (לחץ אוויר וזרם). ניתן להעביר אותם למרחקים ארוכים, וניתן לציין, להקליט או לכוונן את הלחץ בחדר הבקרה המרכזי. ניתן לחלק אותם ללחץ נמוך, לחץ בינוני, לחץ גבוה ולחץ מוחלט בהתאם לטווחי מדידה שונים.

סעיף 3 מבוא למכשירי לחץ במפעלים כימיים
במפעלים כימיים, מדי לחץ מסוג בורדון משמשים בדרך כלל כמדדי לחץ. עם זאת, משתמשים גם במדי לחץ מסוג דיאפרגמה, דיאפרגמה גלית וספירלה בהתאם לדרישות העבודה ודרישות החומר.
הקוטר הנומינלי של מד הלחץ באתר הוא 100 מ"מ, והחומר עשוי נירוסטה. הוא מתאים לכל תנאי מזג אוויר. מד הלחץ עם חיבור חרוט חיובי 1/2HNPT, זכוכית בטיחות וממברנת אוורור, חיווי ובקרה באתר הם פנאומטיים. דיוקו הוא ±0.5% מהקנה מידה מלא.
משדר לחץ חשמלי משמש להעברת אותות מרחוק. הוא מאופיין בדיוק גבוה, ביצועים טובים ואמינות גבוהה. דיוקו הוא ±0.25% מהקנה מידה מלא.
מערכת האזעקה או האינטרלוק משתמשת במתג לחץ.

סעיף 4 התקנה, שימוש ותחזוקה של מדי לחץ
דיוק מדידת הלחץ אינו קשור רק לדיוק מד הלחץ עצמו, אלא גם לשאלה האם הוא מותקן בצורה סבירה, האם הוא נכון או לא, וכיצד הוא משמש ותחזוקה.

• התקנת מד לחץ

בעת התקנת מד הלחץ, יש לשים לב האם שיטת הלחץ והמיקום שנבחרו מתאימים, דבר שיש לו השפעה ישירה על חיי השירות שלו, דיוק המדידה ואיכות הבקרה.
הדרישות לנקודות מדידת לחץ, בנוסף לבחירה נכונה של מיקום מדידת הלחץ הספציפי על ציוד הייצור, במהלך ההתקנה, יש לשמור על קצה המשטח הפנימי של צינור הלחץ המוכנס לציוד הייצור צמוד לדופן הפנימית של נקודת החיבור של ציוד הייצור. אסור שיהיו בליטות או קוצים כדי להבטיח שהלחץ הסטטי מתקבל בצורה נכונה.
מיקום ההתקנה קל לתצפית, ויש לשאוף להימנע מהשפעת רטט וטמפרטורה גבוהה.
בעת מדידת לחץ הקיטור, יש להתקין צינור עיבוי כדי למנוע מגע ישיר בין קיטור בטמפרטורה גבוהה לרכיבים, ויש לבודד את הצינור בו זמנית. עבור מדיה קורוזיבית, יש להתקין מיכלי בידוד מלאים במדיה ניטרלית. בקצרה, בהתאם לתכונות השונות של המדיום הנמדד (טמפרטורה גבוהה, טמפרטורה נמוכה, קורוזיה, לכלוך, התגבשות, משקעים, צמיגות וכו'), יש לנקוט באמצעים מתאימים נגד קורוזיה, נגד קיפאון ומניעת חסימה. יש להתקין גם שסתום סגירה בין פתח צריכת הלחץ למד הלחץ, כך שכאשר מד הלחץ עובר שיפוץ, יש להתקין את שסתום הסגירה ליד פתח צריכת הלחץ.
במקרה של אימות באתר ושטיפה תכופה של צינור האימפולס, שסתום הסגירה יכול להיות מתג תלת-כיווני.
אסור שקטטר הנחיית הלחץ יהיה ארוך מדי כדי להפחית את איטיות חיווי הלחץ.

• שימוש ותחזוקה של מד לחץ

בייצור כימי, מדי לחץ מושפעים לעיתים קרובות מהמדיום הנמדד כגון קורוזיה, התמצקות, התגבשות, צמיגות, אבק, לחץ גבוה, טמפרטורה גבוהה ותנודות חדות, אשר לעיתים קרובות גורמים לכשלים שונים במד. על מנת להבטיח את פעולתו התקינה של המכשיר, להפחית את התרחשות הכשלים ולהאריך את חיי השירות, יש צורך לבצע עבודה טובה של בדיקות תחזוקה ותחזוקה שוטפת לפני תחילת הייצור.
1. תחזוקה ובדיקה לפני תחילת הייצור:
לפני תחילת הייצור, בדרך כלל מתבצעות בדיקות לחץ על ציוד תהליך, צינורות וכו'. לחץ הבדיקה הוא בדרך כלל פי 1.5 מלחץ ההפעלה. יש לסגור את השסתום המחובר למכשיר במהלך בדיקת לחץ התהליך. יש לפתוח את השסתום שעל מתקן מדידת הלחץ ולבדוק אם יש דליפה בחיבורים ובריתוכים. אם מתגלה דליפה כלשהי, יש לפתור אותה בזמן.
לאחר השלמת בדיקת הלחץ. לפני ההכנה לתחילת הייצור, יש לבדוק האם המפרט והדגם של מד הלחץ המותקן תואמים את לחץ המדיום הנמדד הנדרש על ידי התהליך; האם למד המכויל יש אישור, ואם ישנן שגיאות, יש לתקן אותן בזמן. יש למלא את מד לחץ הנוזל בנוזל עבודה, ולתקן את נקודת האפס. יש להוסיף נוזל בידוד למד הלחץ המצויד במכשיר בידוד.
2. תחזוקה ובדיקה של מד הלחץ בזמן נהיגה:
במהלך התחלת הייצור, מדידת לחץ התווך הפועם, על מנת למנוע נזק למד הלחץ עקב פגיעה מיידית ולחץ יתר, יש לפתוח את השסתום באיטיות ולצפות בתנאי ההפעלה.
עבור מדי לחץ המודדים קיטור או מים חמים, יש למלא את המעבה במים קרים לפני פתיחת השסתום שעל מד הלחץ. כאשר מתגלה דליפה במכשיר או בצינור, יש לנתק את השסתום שעל מתקן מדידת הלחץ בזמן, ולאחר מכן לטפל בה.
3. תחזוקה יומית של מד לחץ:
יש לבדוק באופן קבוע מדי יום את המכשיר הפועל כדי לשמור על ניקיון המונה ולבדוק את תקינותו. אם מתגלה בעיה, יש לפתור אותה בזמן.