Что делать, если манометр на насосе врёт?
Если бы существовала «библия» для автомобилистов, там наверняка было бы такое изречение: «Всяк манометр есть ложь». И это действительно так. Встроенный в автомобильный насос манометр никогда не показывает абсолютно правильное давление. Причиной этого является золотник колеса, который сам по себе создаёт противодавление во время накачивания камеры. Это сопротивление и отображается на приборе вместе с сопротивлением закачанного воздуха.
Однако существуют способы вывести лжеца на чистую воду. Один из самых простых заключается в том, что накачивать нужно до показания, превышающего требуемое давление. Например, если нужно накачать колесо на 2 бара, то качать следует до 2,2 баров на шкале манометра. Однако точное сопротивление золотника неизвестно – у каждой модели оно своё. Даже на одной и той же машине на разных колёсах может быть разное противодавление золотника.
Поэтому есть более надёжный способ. Накачивать следует, не обращая внимания на показания манометра, до тех пор, пока давление не станет явно больше необходимого. А после этого можно подключить манометр и проверить фактическое давление воздуха, здесь уже золотник ничего «от себя» не добавляет. Если давление и вправду выше нужного, можно немного спустить воздух из камеры. Этим способом автомобилисты пользуются уже много десятилетий.
Интересно, что были проведены специальные опыты, которые доказали упомянутый эффект от золотника. В одном из них вентиль специально был выкручен из колеса и вставлен в компрессор. Манометр должен был показывать ноль, ведь насос ничего не накачивает; однако вместо этого он показывал превышение в среднем на 0,4 бара.
Больше всего грешит манометр именно тогда, когда колесо полностью спущено и накачивание только началось. Это происходит потому, что сопротивление в узкой части золотника пропорционально квадрату скорости воздуха. Пока колесо спущено, воздух из насоса движется быстро; а в тот момент, когда камера заполнена, воздух проходит с трудом и его скорость замедляется, поэтому погрешность прибора становится меньше.
Упомянутый золотник, который и создаёт препятствие накачиваемому воздуху, является очень важным техническим узлом, к тому же он достаточно сложно устроен. Применяется он не только в колёсах, но и в кондиционерах, аквалангах и в других технических устройствах. Его «правильное» техническое наименование – клапан Шрадера.
Небольшой, но важный прибор: как обнаружить и предупредить неисправность манометра
Как понять, что манометр поврежден или может отказать?
Дэйв Росс (Dave Ross), старший инженер отдела сервисного обслуживания
Манометры — совсем небольшие приборы. Однако они являются важной составляющей систем в различных отраслях. Обеспечиваемая ими визуальная индикация давления в системе позволяет понять, все ли работает в требуемом диапазоне или надвигается проблема. Неточная работа манометра может привести к снижению качества продукта на выходе системы в связи с нарушением достоверности данных и последующим чрезмерным повышением или снижением давления в системе. В случае неисправности манометра возможен выброс технологической среды из системы, а значит, травмы сотрудников, повреждения системы (на устранение которых потребуется время и деньги), а также потеря выходного продукта и прибыли.
Знание признаков и причин приближающейся неисправности манометра поможет быстро понять, что показания давления перестали быть точными, и избежать нежелательных последствий.
Если вы считаете, что в вашей системе присутствует манометр, работающий не самым лучшим образом, продолжайте читать эту статью, чтобы узнать о настораживающих признаках неисправности.
Каковы признаки неисправности манометра?
Ниже описаны пять основных причин неисправности манометра, ее признаки и действия, которые можно предпринять для решения проблемы.
Избыточное давление
Если стрелка манометра прижата к упору-ограничителю, значит, давление в манометре приближается к максимальному значению или превышает его. Это указывает на то, что установленный манометр имеет неподходящий для системы диапазон давления и не способен правильно показывать давление в ней. В результате может разорваться трубка Бурдона, что приведет к полному отказу манометра.
Трубка Бурдона — это изогнутая полая трубка, обычно изготовленная из металла, которая находится внутри манометра. Эта трубка реагирует на давление в системе и перемещает соединенную с ней стрелку для отображения соответствующего значения давления на циферблате манометра.
Необходимо выбрать манометр, рассчитанный на диапазон давления, в два раза превышающий предполагаемое рабочее давление в системе, чтобы расширить диапазон измеряемого давления, или добавить в систему предохранительное устройство (т. е. перепускной клапан) перед манометром. При экстремальных условиях в системе следует использовать манометр с ограниченным условным проходом (0,3 мм), чтобы ограничить расход, или рассмотреть вариант с уплотнением мембраны вместо конструкции с трубкой Бурдона, чтобы получить более надежное решение.
Скачки давления
Если вы обнаружили, что стрелка манометра изогнута, сломана или имеет зазубрины, то вероятно, что манометр подвергнулся внезапному скачку давления в системе, вызванному включением/выключением насоса или открыванием/закрыванием клапана в линии перед манометром. Стрелка могла получить повреждение от удара об упор-ограничитель. Такое внезапное изменение давления может привести к разрушению трубки Бурдона и отказу манометра.
Проанализируйте конструкцию системы, чтобы исключить непредвиденные скачки давления, вызывающие чрезмерную нагрузку на ее компоненты, включая манометр. Альтернативным решением является выбор манометра с более широким диапазоном давления, охватывающим любые предполагаемые скачки давления.
Механическая вибрация
Плохо настроенный насос, поршневой компрессор или неверно смонтированный манометр могут привести к потере стрелки, защитного стекла, кольца защитного стекла или задней крышки. При этом на циферблате также можно заметить черную пыль или царапины, оставленные ослабленной стрелкой. Колебания манометра передаются трубке Бурдона, и вибрация может разрушить движущийся компонент, а значит, на циферблате больше не будет отображаться реальное давление в системе. Жидкостное наполнение корпуса манометра позволяет погасить колебания и исключить или уменьшить ненужные вибрации в системе. При экстремальных условиях в системе следует использовать амортизатор или манометр с мембранным уплотнением.
Пульсация
Частое циклическое движение технологической среды в системе с быстрой сменой направления приводит к износу движущихся компонентов манометра. Такое состояние, определяемое по колеблющейся стрелке прибора, может ухудшить его способность измерять давление, а также привести к разрушению трубки Бурдона и полному отказу манометра. В этом случае следует изменить конструкцию системы, переместив манометр в такое место, где влияние на него скорости циклического движения среды будет меньше и при этом не пострадает требуемая точность измерений. Если изменить конструкцию системы невозможно, то уменьшить воздействие пульсации позволит использование манометра с жидкостным наполнением, ограниченным условным проходом или амортизатором.
Чрезмерно высокая температура и перегрев
У манометра, который смонтирован ненадлежащим образом либо расположен слишком близко к чрезмерно горячей технологической среде или компонентам системы, может быть обесцвечен циферблат или наполнен жидкостью корпус в результате поломки компонентов манометра. Повышенная температура подвергает работающую под давлением систему дополнительному воздействию и снижает точность измерений, вызывая механическое напряжение в металлической трубке Бурдона и других компонентах манометра. Манометр с другим номинальным значением температуры будет работать стабильнее в предполагаемом диапазоне температур, которым будет подвергаться система. Для областей применения с экстремальными значениями температур следует выбрать манометр с мембранным уплотнением или мембранное уплотнение с охлаждающим элементом.
Любой манометр может выйти из строя — такова реальность. Если знать, как выявить надвигающуюся неисправность, вы сможете избежать наихудших возможных последствий. Но еще более важно уметь подобрать подходящий манометр с учетом именно ваших потребностей. Зачастую выбор оптимального манометра для конкретной системы представляет собой непростую задачу. Но если потратить время на анализ потребностей системы и заблаговременно принять обдуманное решение, это снизит вероятность преждевременного отказа и окупится в виде безопасной работы на предприятии, точных измерений давления в системе и уменьшенных потерь технологической среды в результате установки неподходящего манометра.
Хотите обследовать свои манометры и конструкцию системы в целом?
Статьи по Теме
7 советов по созданию безопасных промышленных жидкостных и газовых систем
При проектировании промышленных жидкостных и газовых систем безопасность предприятия всегда должна оставаться на первом месте. Узнайте, как ваша команда инженеров и технических специалистов может снизить риски для безопасности и поддерживать систему в рабочем состоянии благодаря важным советам по созданию и проектированию жидкостных и газовых систем.
5 главных уроков в работе с системами с технологическим анализатором, извлеченных за последние 50 лет обучения
Системы с технологическим анализатором на предприятии могут быть крайне сложными, если заниматься их проектированием и эксплуатацией. Опытный отраслевой специалист и инструктор Тони Уотерс рассказывает о главных уроках, которые его слушатели извлекли за последние 50 лет.
Выездное техническое обслуживание — вопросы и ответы: что нужно знать для повышения эффективности жидкостных и газовых систем и систем отбора проб
Отдел выездного технического обслуживания Swagelok может помочь операторам жидкостных и газовых систем и систем отбора проб в решении различных задач — от утечек до неточности отбора проб и не только. Вот все, что вам нужно знать о выездном техническом обслуживании Swagelok.
Общие причины сбоя в калибровке манометров
Выход из строя датчиков приводит к плохим последствиям, что в итоги приводит к простою процесса или несчастным случаям. Удручающая часть заключается в том, что большинство этих дорогостоящих и потенциально опасных проблем можно относительно легко предотвратить.
Когда в крупном производственном или перерабатывающем оборудовании имеются сотни или даже тысячи датчиков, вне зависимости от профессиональности команды технического обслуживания некоторые датчики будут периодически повреждаться или выходить из стоя. Это всего лишь вопрос статистики. Во многих случаях отказ датчика можно объяснить неправильным применением, но слишком часто, именно экстремальные или стрессовые условия приводят к сбою измерительных приборов.
Мы определили общие причины отказа оборудования и рекомендации по их устранению, чтобы избежать головных болей с частой заменой и риска неточных показаний.
1. Температура
Чрезвычайно высокие или низкие температуры могут оказывать негативное влияние на датчики и другие приборы. Датчики, не предназначенные для этих экстремальных условий эксплуатации, могут работать неправильно в течение относительно короткого периода времени. Некоторые датчики предназначены для экстремальных температурных условий и обеспечивают достоверную информацию на весь срок службы прибора.
Манометры, предназначенные для использования при экстремальных температурах, изготавливаются из специальных коррозионно-стойких сплавов и могут быть оснащены охлаждающими ребрами или уплотнением диафрагмы для изоляции датчика от горячей или холодной среды.
Коррозионностойкие манометры
Для измерения высокого давления используются коррозионностокие манометры из высокопрочной нержавеющей стали, в то время как для измерения давления при повышенных температурах используются коррозионностойкие манометры из жаростойкой нержавеющей стали. Материалы, контактирующие со средой, могут быть выбраны из широкого диапазона. WIKA предлагает материалы в соответствии с EN ISO 15156-3/NACE MR 0175 и NACE MR 0103 для использования в нефтехимической промышленности. Все используемые материалы могут поставляться с заводским сертификатом 3.1.
Коррозионностойкие мембранные разделители
Для химических процессов, включая высоко-агрессивные среды, предлагается сочетание манометра с мембранным разделителем или манометр с мембранной измерительной системой. Материалы, контактирующие со средой, также выполненены из специальных металлов. Плотное соединение между диафрагмой и мембранным уплотнением корпуса выдерживает воздействие вакуума и экстремальных температур, устойчиво к разрыву.
2. Механическая вибрация
Многочисленные исследования показали, что вибрация является основной причиной отказа манометра на производственных объектах. Вибрация оказывает отрицательное влияние на точность датчика двумя способами. Во-первых, трудно точно прочитать указатель на циферблате во время вибрации. Во-вторых, инкрементное повреждение механизма указателя от вибрации может в конечном счете сдвинуть указатель с нуля, создав неточные показания.
Различные типы датчиков сконструированы таким образом, чтобы выдерживать различные типы и уровни вибраций, и крайне важно использовать соответствующий качественный датчик для каждого применения. Рецепт проблемы заключается в установке манометра с низким уровнем вибрации в области с высокой вибрацией. Мало того, что она будет иметь значительно сокращенный срок службы, вибрация может даже повредить трубу Бурдона и высвободить технологическую среду. Высококачественные жидкостные датчики, которые ослабляют вибрации и минимизируют нагрузку на внутренние компоненты, идеально подходят для применений с высокой вибрацией.
Манометр виброустойчивый
Для того, чтобы получить манометр виброустойчивый, используется гидрозаполнение корпуса. Для этого практически любую модель можно заполнить, например, глицерином, силиконом, что гасит колебание трубки Бурдона и механизма, а также снижает износ движущихся частей. Следствием является также уменьшение воздействия на подвижные части, вызванное любым механическим воздействием.
3. Избыточное давление
Технологическая среда обычно транспортируется через трубопроводную систему при относительно высоком давлении, и для контроля процесса устанавливаются датчики, соответствующие этому давлению. Однако, когда рабочие включают или выключают насосы или открывают или закрывают клапаны, поток жидкости течет по трубе и воздействует на манометр, вызывая всплеск, который может повредить датчик. Решение проблем с избыточным давлением заключается в использовании надежных датчиков с допуском, в несколько раз превышающим стандартное давление потока, или для установки защит избыточного давления на датчиках в местах, где имеет место скачок избыточного давления.
4. Пульсация
Пульсацию можно определить как регулярно возникающие всплески избыточного давления. Когда среда быстро проходит через датчик, скачки давления прерывистые. Наиболее распространенные решения для пульсации включают установку ограничителя гнезда или нагнетателя давления, который замедляет подачу материала за счет уменьшения размера входного отверстия и минимизации колебаний давления.
5. Коррозия
Многие технологические среды являются коррозионными, и любые датчики, используемые в этих технологических потоках, должны иметь внутренние детали, которые устойчивы к коррозии. Трубы Бурдона могут вызывать коррозию и высвобождать опасную технологическую жидкость, если используется датчик, изготовленный из не коррозионно-стойкого материала, или если датчик, изготовленный из соответствующего материала, используется после его срока службы. Другим решением является использование мембранного уплотнения, изготовленного из коррозионностойкого сплава, такого как W-Weld All-Welded System, который добавляет дополнительный уровень защиты для обеспечения изоляции носителя от внутренних частей датчика.
6. Засорение
Засорение может быть серьезной проблемой для датчиков, особенно с технологическими средами, которые подвергаются затвердеванию или кристаллизации. Измерители, которые засоряются, часто «замерзают», создавая опасную ситуацию, когда нет давления, тогда как на самом деле система находится под огромным давлением. Наилучшим решением для большинства проблем с закупоркой является использование мембранного уплотнения, оборудованного промывочными отверстиями, для постоянного смыва поверхности мембраны.
Мембранные манометры
Конструкция измерительной аппаратуры обеспечивает возможность мониторинга рабочих параметров производственного цикла в условиях высоких перегрузок. Манометры мембранные снабжены присоединительным фланцем открытого типа, что обеспечивает надежное и устойчивое соединение устройства с измеряемой средой.
Пользователям манометров мембранных доступны различные материалы для исполнения изделия. Нержавеющая сталь, из которой изготавливается корпус прибора, обеспечивает особую прочность и позволяет измерительной системе выдерживать сверх перегрузки контрольной аппаратуры.
7. Неправильное применение и неправильное обращение
Неправильное применение или неправильное использование датчика для приложения — общая проблема. Например, если линия прокачивает нефть при 100 фунт / кв.дюйм, неспециалист может ошибочно установить датчик 100 фунтов / кв. Дюйм, не понимая, что это не оставляет чрезмерного давления, пульсации или скачков, и значительно сократит срок службы.
Плохая установка может привести к тому, что калибровочная система будет уязвима для отказа от любой из причин, рассмотренных выше. При осмотре или повторной калибровке датчики также случайно повреждаются и иногда повреждаются, когда сотрудник физически заставляет калибровочную грань указывать в определенном направлении, чтобы видеть ее лучше.
8. Пар
Во многих промышленных процессах используется пар, часто пар высокого давления. Если этот пар просачивается в датчик, это приведет к повреждению внутренних компонентов. Это в конечном итоге приведет к отказу датчика и даже к потенциально опасной потере герметичности.