Conhecimento detalhado — Instrumento de medição de pressão

No processo de produção química, a pressão não afeta apenas a relação de equilíbrio e a taxa de reação do processo de produção, mas também afeta os parâmetros importantes do balanço de materiais do sistema. No processo de produção industrial, alguns requerem alta pressão muito superior à pressão atmosférica, como o polietileno de alta pressão. A polimerização é realizada a uma alta pressão de 150 MPA, e alguns precisam ser realizados a uma pressão negativa muito inferior à pressão atmosférica. Como a destilação a vácuo em refinarias de petróleo. A pressão do vapor de alta pressão da planta química PTA é de 8,0 MPA, e a pressão de alimentação de oxigênio é de cerca de 9,0 MPAG. A medição de pressão é tão extensa que o operador deve cumprir rigorosamente as regras para o uso de vários instrumentos de medição de pressão, reforçar a manutenção diária e qualquer negligência ou descuido. Todos eles podem incorrer em enormes danos e perdas, falhando em atingir os objetivos de alta qualidade, alto rendimento, baixo consumo e produção segura.

A primeira seção aborda o conceito básico de medição de pressão

• Definição de estresse

Na produção industrial, a pressão comumente referida refere-se à força que atua uniforme e verticalmente sobre uma unidade de área, e sua magnitude é determinada pela área de suporte da força e pela magnitude da força vertical. Expressa matematicamente como:
P=F/S onde P é a pressão, F é a força vertical e S é a área da força

• Unidade de pressão

Em tecnologia de engenharia, meu país adota o Sistema Internacional de Unidades (SI). A unidade de cálculo de pressão é Pa (Pa). 1 Pa é a pressão gerada por uma força de 1 Newton (N) atuando vertical e uniformemente sobre uma área de 1 metro quadrado (M²), expressa em N/m² (Newton/metro quadrado). Além de Pa, a unidade de pressão também pode ser quilopascal e megapascal. A relação de conversão entre elas é: 1 MPA = 103 KPA = 106 PA.
Devido a muitos anos de prática, a pressão atmosférica ainda é utilizada na engenharia. Para facilitar a conversão mútua, as relações de conversão entre diversas unidades de medição de pressão comumente utilizadas estão listadas em 2-1.

• Formas de expressar estresse

Há três maneiras de expressar pressão: pressão absoluta, pressão manométrica, pressão negativa ou vácuo.
A pressão sob vácuo absoluto é chamada de pressão zero absoluta, e a pressão expressa com base na pressão zero absoluta é chamada de pressão absoluta.
A pressão manométrica é a pressão expressa com base na pressão atmosférica, portanto está exatamente uma atmosfera (0,01 Mp) de distância da pressão absoluta.
Ou seja: P tabela = P absolutamente-P grande (2-2)
A pressão negativa é frequentemente chamada de vácuo.
Pode-se observar pela fórmula (2-2) que a pressão negativa é a pressão manométrica quando a pressão absoluta é menor que a pressão atmosférica.
A relação entre pressão absoluta, pressão manométrica, pressão negativa ou vácuo é mostrada na figura abaixo:

A maioria dos valores de indicação de pressão usados ​​na indústria são de pressão manométrica, ou seja, o valor de indicação do manômetro é a diferença entre a pressão absoluta e a pressão atmosférica, então a pressão absoluta é a soma da pressão manométrica e da pressão atmosférica.

Seção 2 Classificação dos Instrumentos de Medição de Pressão
A faixa de pressão a ser medida na produção química é muito ampla, e cada uma apresenta suas particularidades em diferentes condições de processo. Isso requer o uso de instrumentos de medição de pressão com diferentes estruturas e princípios de funcionamento para atender a diferentes requisitos de produção. Requisitos diferentes.
De acordo com diferentes princípios de conversão, os instrumentos de medição de pressão podem ser divididos em quatro categorias: manômetros de coluna de líquido; manômetros elásticos; manômetros elétricos; manômetros de pistão.

• Manômetro de coluna de líquido

O princípio de funcionamento do manômetro de coluna de líquido baseia-se no princípio da hidrostática. O instrumento de medição de pressão fabricado de acordo com este princípio possui uma estrutura simples, é fácil de usar, possui uma precisão de medição relativamente alta, é barato e pode medir pequenas pressões, sendo amplamente utilizado na produção.
Os manômetros de coluna de líquido podem ser divididos em manômetros de tubo em U, manômetros de tubo único e manômetros de tubo inclinado, de acordo com suas diferentes estruturas.

• Manômetro elástico

O manômetro elástico é amplamente utilizado na produção química, pois apresenta as seguintes vantagens: estrutura simples, firmeza e confiabilidade. Possui ampla faixa de medição, fácil de usar, fácil de ler, baixo custo e precisão suficiente, além de ser fácil de enviar e receber instruções remotas, gravação automática, etc.
O manômetro elástico é fabricado utilizando diversos elementos elásticos de diferentes formatos para produzir deformação elástica sob a pressão a ser medida. Dentro do limite elástico, o deslocamento de saída do elemento elástico está em relação linear com a pressão a ser medida. Portanto, sua escala é uniforme, os componentes elásticos são diferentes, a faixa de medição de pressão também é diferente, como diafragma corrugado e componentes de fole, geralmente usados ​​em ocasiões de medição de baixa pressão e baixa pressão, tubo de mola helicoidal simples (abreviado como tubo de mola) e múltiplo. O tubo de mola helicoidal é usado para medição de alta, média pressão ou vácuo. Entre eles, o tubo de mola helicoidal simples tem uma faixa relativamente ampla de medição de pressão, por isso é o mais amplamente utilizado na produção química.

• Transmissores de pressão

Atualmente, transmissores de pressão elétricos e pneumáticos são amplamente utilizados em plantas químicas. São instrumentos que medem continuamente a pressão medida e a convertem em sinais padrão (pressão atmosférica e corrente). Podem ser transmitidos por longas distâncias, e a pressão pode ser indicada, registrada ou ajustada na sala de controle central. Podem ser divididos em baixa pressão, média pressão, alta pressão e pressão absoluta, de acordo com diferentes faixas de medição.

Seção 3 Introdução aos Instrumentos de Pressão em Plantas Químicas
Em plantas químicas, geralmente são utilizados manômetros de tubo Bourdon. No entanto, manômetros de diafragma, diafragma corrugado e espiral também são utilizados, dependendo dos requisitos de trabalho e de material.
O diâmetro nominal do manômetro instalado no local é de 100 mm e o material é aço inoxidável. É adequado para todas as condições climáticas. O manômetro, com junta cônica positiva de 1/2HNPT, vidro de segurança e membrana de ventilação, possui indicação e controle pneumáticos no local. Sua precisão é de ±0,5% da escala completa.
O transmissor de pressão elétrico é utilizado para transmissão remota de sinais. Caracteriza-se por alta precisão, bom desempenho e alta confiabilidade. Sua precisão é de ±0,25% da escala completa.
O sistema de alarme ou intertravamento usa um interruptor de pressão.

Seção 4 Instalação, uso e manutenção de manômetros
A precisão da medição de pressão não está relacionada apenas à precisão do manômetro em si, mas também se ele está instalado de forma adequada, se está correto ou não e como é usado e mantido.

• Instalação de manômetro

Ao instalar o manômetro, deve-se prestar atenção se o método de pressão e o local selecionados são apropriados, o que tem um impacto direto em sua vida útil, precisão de medição e qualidade de controle.
Os requisitos para pontos de medição de pressão, além da seleção correta do local específico de medição de pressão no equipamento de produção, durante a instalação, devem manter a superfície interna da extremidade do tubo de pressão inserido no equipamento de produção nivelada com a parede interna do ponto de conexão do equipamento de produção. Não deve haver saliências ou rebarbas para garantir que a pressão estática seja obtida corretamente.
O local de instalação é fácil de observar e se esforça para evitar a influência de vibração e alta temperatura.
Ao medir a pressão do vapor, deve-se instalar um tubo de condensado para evitar o contato direto entre o vapor de alta temperatura e os componentes, e o tubo deve ser isolado ao mesmo tempo. Para meios corrosivos, devem ser instalados tanques de isolamento preenchidos com meios neutros. Em resumo, de acordo com as diferentes propriedades do meio medido (alta temperatura, baixa temperatura, corrosão, sujeira, cristalização, precipitação, viscosidade, etc.), devem ser tomadas as medidas anticorrosivas, anticongelantes e antibloqueio correspondentes. Uma válvula de corte também deve ser instalada entre a porta de tomada de pressão e o manômetro, de modo que, quando o manômetro for revisado, a válvula de corte seja instalada próxima à porta de tomada de pressão.
No caso de verificação no local e lavagem frequente do tubo de impulso, a válvula de fechamento pode ser um interruptor de três vias.
O cateter guia de pressão não deve ser muito longo para reduzir a lentidão da indicação de pressão.

• Uso e manutenção do manômetro

Na produção química, os manômetros são frequentemente afetados pelo meio medido, como corrosão, solidificação, cristalização, viscosidade, poeira, alta pressão, alta temperatura e flutuações bruscas, que frequentemente causam diversas falhas no manômetro. Para garantir o funcionamento normal do instrumento, reduzir a ocorrência de falhas e prolongar sua vida útil, é necessário realizar uma boa inspeção de manutenção e manutenção de rotina antes do início da produção.
1. Manutenção e inspeção antes do início da produção:
Antes do início da produção, geralmente são realizados testes de pressão em equipamentos de processo, tubulações, etc. A pressão de teste é geralmente cerca de 1,5 vez a pressão operacional. A válvula conectada ao instrumento deve ser fechada durante o teste de pressão do processo. Abra a válvula do dispositivo de medição de pressão e verifique se há vazamentos nas juntas e soldas. Se houver vazamento, ele deve ser eliminado a tempo.
Após a conclusão do teste de pressão, antes de iniciar a produção, verifique se as especificações e o modelo do manômetro instalado correspondem à pressão do meio medido exigida pelo processo; se o manômetro calibrado possui certificado; se houver erros, eles devem ser corrigidos em tempo hábil. O manômetro de líquido precisa ser preenchido com fluido de trabalho e o ponto zero deve ser corrigido. O manômetro equipado com dispositivo de isolamento precisa adicionar líquido isolante.
2. Manutenção e inspeção do manômetro durante a condução:
Durante a inicialização da produção, a medição da pressão do meio pulsante, a fim de evitar danos ao manômetro devido ao impacto instantâneo e à sobrepressão, a válvula deve ser aberta lentamente e as condições de operação devem ser observadas.
Para manômetros que medem vapor ou água quente, o condensador deve ser enchido com água fria antes de abrir a válvula do manômetro. Se for detectado um vazamento no instrumento ou na tubulação, a válvula do dispositivo de medição de pressão deve ser fechada a tempo e, em seguida, o problema deve ser solucionado.
3. Manutenção diária do manômetro:
O instrumento em operação deve ser inspecionado regularmente todos os dias para manter o medidor limpo e verificar sua integridade. Se o problema for encontrado, resolva-o a tempo.