Metody měření tlaku a tlakové diference. Pravidla a metody pro instalaci tlakoměrů.

Chyba měření tlaku závisí na přístrojových chybách měřicích zařízení, provozních podmínkách tlakoměrů, způsobech vzorkování tlaku a jeho přenosu na zařízení. Při výběru mezí měření tlakoměru se člověk řídí hodnotami měřeného tlaku a povahou jeho změn. Při stabilním měřeném tlaku by jeho hodnota měla být 3/4 měřicího rozsahu přístroje a v případě proměnného tlaku 2/3. Pro vyloučení možnosti vzniku výbušných a hořlavých směsí jsou tlakoměry určené k měření tlaku plynů, jako je kyslík, vodík, čpavek, lakovány v souladu s normou modrou, tmavě zelenou a žlutou barvou.

Pravidla pro instalaci tlakoměrů v průmyslových zařízeních, vzorkování tlaku a jeho přenos na zařízení využívající impulsní vedení upravují resortní normy, které se používají při instalaci měřících zařízení. Hlavní ustanovení těchto pokynů jsou popsána níže.

Tlakoměry s indikací a dálkovým přenosem naměřených hodnot jsou obvykle instalovány v blízkosti odběrných míst tlaku na místě vhodném pro údržbu. Výjimkou jsou tlakoměry používané pro monitorování uvnitř reaktoru a monitorování tlaku v zařízeních umístěných v oblastech s omezeným přístupem jaderných elektráren. Moderní sériové snímače tlaku nelze umístit uvnitř aktivní zóny, proto jsou umístěny ve značné vzdálenosti od míst odběru tlaku, což vede ke zvýšení setrvačnosti odečtů přístroje. Je nutné počítat s tím, že přítomnost sloupce kapaliny v impulsním vedení vytváří systematickou chybu v odečtech, která bude mít záporné nebo kladné znaménko podle toho, zda je manometr umístěn nad nebo pod místem odběru tlaku. Impulzní vedení diferenčních tlakoměrů mají velkou délku, jejíž maximální hodnota je 50m.

Odběr tlaku se provádí pomocí potrubí napojeného na potrubí nebo vnitřní prostor objektu, kde se měří tlak. Obecně by trubka měla být v jedné rovině s vnitřní stěnou, aby vyčnívající část nevytvářela průtokový blok. Při měření tlaku nebo tlakového rozdílu kapalných médií se nedoporučuje odebírat tlakové vzorky ze spodního a horního bodu potrubí, aby se do impulsních vedení nedostaly kaly a plyny; pro plynná média ze spodních bodů potrubí, aby se kondenzát nedostal do impulsních vedení.

Při měření tlaků a podtlaků v plynových kanálech, vzduchových kanálech a prachových potrubích je často potřeba vyhladit tlakové pulzace a oddělit suspendované částice.

Rýže. 1. Schéma selekčního zařízení s cyklonem:

1 – cyklon; 2 — prachový kanál; 3 – kovová stěna; 4,5 – trubky; 6 – otvor se zátkou

Na obr. 1 je znázorněna instalace cyklonu I na tlakovém vzorkovacím potrubí v prachovém potrubí 2, které má kovovou stěnu 3. Přívod prachovzdušné směsi do cyklonu je prováděn tangenciálně potrubím 4, odběr tlaku do zařízení z cyklonu se provádí z jeho střední části potrubím 5. V cyklonu jsou zavěšené částice oddělovány otvorem z pulsního zařízení a periodicky jsou z něj odváděny přes přední měřící ventily. Délka vedení od místa odběru tlaku k zařízení musí zajistit chlazení měřeného média na teplotu okolního vzduchu. Pomocí přepínacích ventilů lze jeden tlakoměr nebo tahovou jednotku připojit k několika odběrným místům tlaku nebo podtlaku.

Rýže. 2. Schéma instalace tlakoměru na potrubí:

1 — manometr; 2 – třícestný ventil; 3 — uzavírací ventil; 4 – trubka zakřivená do prstence

Schéma instalace tlakoměru 1 na potrubí je na obr. 2. Pro zajištění možnosti odpojení tlakoměru, propláchnutí potrubí a připojení kontrolního tlakoměru je použit trojcestný ventil 2; při měření tlaku nad 10 MPa (100 kgf/cm2), jakož i při monitorování tlaku radioaktivního chladiva je na výstupu z potrubí instalován přídavný uzavírací ventil 3. Při měření tlaku médií s teplotou nad 70 °C se trubka 4 ohne do prstence, ve kterém se voda ochlazuje a pára kondenzuje. V jaderných elektrárnách se proplachování impulzních vedení tlakoměrů a diferenčních tlakoměrů pracujících s radioaktivními médii provádí do speciálního drenážního systému.

Při měření tlaku agresivních, viskózních a tekutých kovových médií se používají membránové a kapalinové separátory k ochraně tlakoměrů a diferenčních tlakoměrů. Schéma tlakoměru s membránovým separátorem je na obr. 3. Obr.

Rýže. 3. Schéma tlakoměru s membránovým separátorem:

1, 2 – agresivní a neutrální prostředí

1 — měřené prostředí; 2 – separační nádoba; 3 – řádek naplněný neutrálním médiem

Agresivní prostředí je přiváděno pod membránu 7, jejíž spodní část a přilehlé stěny jsou pokryty fluoroplastem. Prostor nad membránou 2 a vnitřní dutina manometrické pružiny jsou pečlivě vyplněny organokřemičitou kapalinou. Aby tlak nad membránou odpovídal naměřenému tlaku během procesu měření, musí být tuhost membrány mnohem menší než tuhost citlivého prvku. Při použití kapalinových separátorů (obr. 4) toto omezení neexistuje.

Rýže. 4. Schéma instalace tlakoměrů s oddělovacími nádobami, když je hustota měřeného média menší než neutrální hustota (a) a větší (b):

Část náplně neutrální separační kapaliny separační nádoby 2, měřicí komora zařízení a vedení mezi nimi 3 se musí hustotou výrazně lišit od měřeného média 1 a nesmí se s ním mísit. Na obr. 4 je hustota agresivního prostředí menší než oddělovací a na obr. 4 b – více.

Při měření rozdílu tlaků musí být připojení diferenčních tlakoměrů provedeno tak, aby médium plnící impulsní potrubí nevytvářelo chyby v důsledku rozdílů hustoty nebo výšek sloupců kapaliny v nich. Vedení nesmí mít vodorovné úseky, minimální úhel sklonu musí být alespoň 5°. Při měření rozdílu tlaků mezi vodou a párou je třeba nejprve naplnit měřicí komory diferenčních tlakoměrů vodou.

Správné údaje na tlakoměrech určují nejen účinnost technologických zařízení, ale v mnoha případech také bezpečnost; proto manometry a jiná tlaková zařízení podléhají pravidelnému ověřování. U většiny zařízení je doba mezi ověřením jeden rok. Pokud zařízení pracují v podmínkách zvýšených vibrací a teploty, může se tato doba zkrátit. Ověřování přístrojů provádějí zástupci metrologických služeb.

Pro provádění kontrol přístrojů pracovního tlaku se používají standardní přístroje a přístroje reprodukující tlak. U pístových tlakoměrů lze tyto funkce kombinovat. Při zkoušení tlakoměrů určených k měření tlaku chemicky aktivních plynů, např. kyslíku, se nesmí používat pístové tlakoměry s olejem.