Установка, монтаж и использование измерительных преобразователей давления

Установка конкретного ИПД для измерения давления в напорном трубопроводе должна производиться та­ким образом, чтобы исключить или свести к минимуму влияние на про­цесс измерения и эксплуатации при­бора таких дестабилизирующих и опасных факторов, как:

а) высокие температуры среды энергоносителя и внешней окружающей среды;

б) вибраций трубопровода;

в) химическая агрессивность среды энергоносителя;

г) взрывоопасность среды энергоносителя и внешней среды;

д) электромагнитные помехи и радиация.

С учетом предельных характеристик ИПД и конкретных условий окружающей среды преобразователи устанавливаются и закрепляются либо непосред­ственно на трубе в месте измерения давления, либо дистанционно на настенной панели с подводкой к измеряемой среде посредством соединительных трубок (рукавов) и, если необходимо, разделителей мембранных (РМ) или сосудов уравнительных и уравнительных конденсационных. Кроме то­го, как в первом, так и во втором слу­чаях подключение ИПД осуществля­ется, как правило, через вентильный (клапанный) блок, позволяющий, во-первых, отключить через запорный вентиль прибор от точки измерения, во-вторых, с целью контроля и повер­ки прибора в рабочих условиях под­ключить параллельно прибору через уравнительный вентиль другой контрольный (образцовый) прибор или другую среду (например, атмосферный воздух), в-третьих, через спуско­вой (продувочный или дренажный) вентиль удалить скопившийся газ или конденсат из измерительной полости прибора или соединительной трубки. При измерении давления химичес­ки агрессивных сред необходимо либо использовать ИПД с соответствую­щими защитными характеристиками (например, с защитным фторопласто­вым слоем наружной стороны изме­рительной мембраны или со встроен­ной внутренней защитно-разделительной мембраной из коррозионно-стойкого материала типа, например, титана или тантала), либо применять внешние выносные РМ, которые мо­гут соединяться с ИПД непосредст­венно через штуцер прямым монта­жом или капиллярным монтажом че­рез соединительную трубку. Исполь­зование внешних РМ позволяет при­менять обычные ИПД в условиях, превышающих их защитные характе­ристики: в агрессивной среде, при на­личии в среде твердых осадков и абразивов, в вязкой среде (например, ма­зуте), при повышенных санитарно-гигиенических требованиях к процес­су измерения (среды медицинских или пищевых продуктов). Внешние разделители содержат, как правило, замкнутую полость между двумя раз­делительными мембранами, напол­ненную инертной жидкостью (напри­мер, силиконовым маслом). Передача давления от РМ к измерительной мембране ИПД через соединительные трубки также осуществляется посред­ством жидкости, заполняющей эти трубки.

На практике часто вместо РМ ис­пользуются устаревшие безмембран­ные разделительные сосуды, в кото­рых часть сосуда заполняется измеря­емой средой, а другая часть со сторо­ны ИПД и соединительной трубки – передаточной, или разделительной жидкостью. Такое решение при изме­рении жидких сред может со време­нем привести к смешиванию в резуль­тате диффузии измеряемой и раздели­тельной сред, то есть утрате самой разделительной функции с соответст­вующими последствиями, а при изме­рении газовых сред – к диффузии га­за в разделительную среду с перево­дом ее в двухфазное состояние с поте­рей функции несжимаемости, что ве­дет к росту погрешности измерения давления.

Соединительные трубки (металли­ческие) используются прежде всего с целью снижения температуры изме­рительной или передаточной среды до допустимого температурного диапазо­на работы конкретного ИПД. Для это­го трубки выполняются без тепловой изоляции, а их длина выбирается та­ким образом, чтобы в месте установки прибора температура среды не превы­шала допустимого значения. При длинной соединительной трубке (обычно ее длина не превышает не­скольких десятков метров) у места ее присоединения к трубопроводу уста­навливается дополнительный запор­ный вентиль для отключения трубки в случае аварии. Трубки не должны вно­сить дополнительные погрешности в измерение давления, и с этой целью их надлежит заполнять однофазной несжимаемой передаточной средой, а также присоединять к трубопроводу и прокладывать так, чтобы исключить образование в них двухфазных сред – газовоздушных пузырей («газовых мешков») при измерении давления жидких сред или конденсата при из­мерении давления газовых сред. Это достигается подключе­нием трубок к горизонтальному тру­бопроводу с середины его профиля при измерении давления жидких сред и сверху – при измерении газовых сред, а также прокладкой соедини­тельных трубок с уклоном в сторону, обеспечивающую удаление газов (ук­лон вниз) или конденсата (уклон вверх) в измеряемую среду трубопро­вода. В этих же целях необходимо раз­мещать ИПД для жидких сред ниже уровня отбора давления, а для газовых сред – выше этого уровня. Если такие условия трудновыполнимы, то в со­единительных линиях предусматрива­ют газосборники со спусковыми кла­панами (их функцию в ряде случаев могут выполнять уравнительные кла­паны) или конденсатосборники с дре­нажными клапанами (вентилями) для периодического удаления побочной среды. Соединительные трубки долж­ны быть защищены от переменных воздействий внешних источников тепла или холода (за исключением ес­тественного постоянного теплообме­на с окружающей средой). При измерении давления водяного пара с использованием соединитель­ных трубок невозможно избежать об­разования двухфазной среды в процес­се охлаждения пара и передачи его давления через трубки на удалённый ИПД. Поэтому здесь ставится задача резкого перехода от пара к конденсату, который становится несжимаемой пе­редающей разделительной средой. С этой целью передача давления осуще­ствляется либо через трубку с сифоном (U -образным или кольцевым), в кото­ром скапливается охлаждающийся конденсат, играющий роль водяного затвора, или через трубку с уравнитель­ным конденсационным сосудом, кото­рый поддерживает постоянным уро­вень конденсата в системе передачи давления пара. Особенно важно поддержание постоянства и ра­венства уровней конденсата в соедини­тельных трубках при измерении дифманометром перепада давления пара на сужающем устройстве (диафрагме) в расходомерах переменного перепада давления.