Подбор манометра и требования к его установке и эксплуатации. Установка манометра: правила и требования Подключение манометра к трубопроводу

Погрешность измерения давления зависит от инструментальных погрешностей измерительных приборов, условий эксплуатации манометров, способов отбора давления и его передачи к приборам. При выборе пределов измерения манометра руководствуются значениями измеряемого давления и характером его изменений. При стабильном измеряемом давлении его значение должно составлять 3/4 диапазона измерения прибора, а в случае переменного давления 2/3. Для исключения возможности образования взрывоопасных и горючих смесей манометры, предназначенные для измерения давления таких газов, как кислород, водород, аммиак, окрашивают в соответствии со стандартом в голубой, темно-зеленый, желтый цвета.

Правила установки манометров на промышленных объектах, отбора давления и его передачи к приборам с помощью импульсных линий регламентируются внутриведомственными нормалями, которыми руководствуются при монтаже измерительных устройств. Ниже рассмотрены основные положения этих руководящих материалов.

Манометры показывающие и с дистанционной передачей показаний, как правило, устанавливаются вблизи точек отбора давления в месте, удобном для обслуживания. Исключение составляют манометры, используемые для внутриреакторного контроля и контроля давления в устройствах, размещаемых на АЭС в зонах ограниченного доступа. Современные серийные преобразователи давления нельзя размещать внутри активной зоны, поэтому они находятся на значительном расстоянии от точек отбора давления, что приводит к росту инерционности показаний приборов. При этом необходимо учитывать, что наличие столба жидкости в импульсной линии создает систематическую погрешность показаний, которая будет иметь отрицательный или положительный знак в зависимости от того, находится манометр выше или ниже точки отбора давления. Импульсные линии дифманометров имеют большую длину, предельное значение которой составляет 50 м.

Отбор давления осуществляется с помощью труб, подсоединяемых к трубопроводу или внутреннему пространству объекта, где производится измерение давления. В общем случае трубка должна быть выполнена заподлицо с внутренней стенкой, чтобы у выступающей части не создавалось торможение потока. При измерении давления или разности давлений жидких сред не рекомендуется отбор давления про-изводить из нижних и верхних точек трубопровода, с тем чтобы в импульсные линии не попадали шлам и газы, при газовых средах - из нижних точек трубопровода, чтоб в импульсные линии не попадал конденсат.

При измерении напоров и разрежений в газоходах, воздуховодах, пылепроводах часто возникает необходимость сглаживания пульсаций давления и отделения взвешенных частиц.

Рис. 1. :

1 - циклон; 2 - пылепровод; 3 - металлическая стенка; 4,5 - трубки; 6 - отверстие с пробкой

На рис. 1 показана установка циклона I на линии отбора давления в пылепроводе 2, имеющего металлическую стенку 3. Подвод пылевоздушной смеси к циклону осуществляется трубкой 4 тангенциально, отбор давления к прибору из циклона производится из его средней части трубкой 5. В циклоне взвешенные частицы сепарируются и периодически удаляются из него через отверстие 6. Для сглаживания пульсаций перед измерительным прибором устанавливаются дроссели. Длина линий от точки отбора давления до прибора должна обеспечивать охлаждение измеряемой среды до температуры окружающего воздуха. С помощью кранов переключателей один напоромер или тягомер может подключаться к нескольким точкам отбора давления или разрежения.

Рис. 2. :

1 - манометр; 2 - трехходовой кран; 3 - запорный вентиль; 4 - изогнутая кольцом трубка

Схема установки манометра 1 на трубопроводе представлена на рис. 2. Для обеспечения возможности отключения манометра, продувки линии и подключения контрольного манометра используется трехходовой кран 2, при измерении давления свыше 10 МПа (100 кгс/см2), а также при контроле давления радиоактивного теплоносителя дополнительный запорный вентиль 3 устанавливается на выходе из трубопровода. При измерении давления сред с температурой выше 70 °С трубка 4 сгибается кольцом, в котором вода охлаждается, а пар конденсируется. На АЭС продувка импульсных линий манометров и дифманометров, работающих с радиоактивными средами, осуществляется в специальную дренажную систему.

При измерении давления агрессивных, вязких и жидкометаллических сред для защиты манометров и дифманометров применяются мембранные и жидкостные разделители. Схема манометра с мембранным разделителем представлена на рис. 3.

Рис. 3. :

1, 2 - агрессивная и нейтральная среда

1 - измеряемая среда; 2 - разделительный сосуд; 3 - линия, заполненная нейтральной средой

Агрессивная среда подается под мембрану 7, нижняя часть которой и прилегающие стенки покрыты фторопластом. Пространство над мембраной 2 и внутренняя полость манометрической пружины тщательно заполнены кремнийорганической жидкостью. Для того чтобы в процессе измерения давление над мембраной соответствовало измеряемому, необходимо, чтобы жесткость мембраны была намного меньше жесткости чувствительного элемента. При использовании жидкостных разделителей (рис. 4) это ограничение отсутствует.

Рис. 4. Схема установки манометров с разделительными сосудами при плотности измеряемой среды меньше плотности нейтральной (а) и больше (б) :

Нейтральная разделительная жидкость, заполняющая часть разделительного сосуда 2, измерительную камеру прибора и линии между ними 3, должна по плотности значительно отличаться от измеряемой среды 1 и не смешиваться с ней. На рис. 4, а плотность агрессивной среды меньше разделительной, а на рис. 4, б - больше.

При измерении разности давлений подключение дифманометров должно быть произведено таким образом, чтобы среда, заполняющая импульсные линии, не создавала погрешностей из-за разности плотностей или высот столбов жидкостей в них. Линии не должны иметь горизонтальных участков, минимальный угол наклона должен быть не менее 5°. При измерении разности давлений воды и пара измерительные камеры дифманометров предварительно должны быть заполнены водой.

От правильности показаний манометров зависит не только экономичность работы технологических объектов, но во многих случаях и безопасность, в связи с этим манометры и другие приборы давления подвергаются периодическим поверкам. Для большинства приборов межповерочный период составляет один год. Если приборы работают в условиях повышенной вибрации и температуры, то этот период может быть сокращен. Поверка приборов осуществляется представителями метрологических служб.

Для проведения поверок рабочих приборов давления используются образцовые приборы и устройства, воспроизводящие давление. У грузопоршневых манометров эти функции могут быть совмещены. При поверке манометров, предназначенных для измерения давления химически активных газов, например кислорода, нельзя использовать грузопоршневые манометры, заполненные маслом.

1. Схемы для измерения обычных сред манометрами установленными "по месту"

Измеряемая среда газ, жидкость

2. Схемы для измерения обычных сред манометрами установленными "по месту"

Измеряемая среда ГОРЯЧИЕ газы, жидкости, пар

Схема установки манометра на вертикальном трубопроводе

Схема установки манометра на горизонтальном трубопроводе

1-трубопровод, 2-конденсационная трубка, 3-трехходовой кран, 4-манометр(датчик давления)

3. Схемы для измерения агрессивных сред

4. а) агрессивная жидкость

1 - трубопровод;

2 - запорный вентиль;

3 - разделительный сосуд;

4 - соединительная муфта;

5 - манометр.

1 - трубопровод;

2- трехходовой кран;

3- мембранный разделитель;

4 - соединительная муфта;

5 - манометр.

4.Схемы для измерения пульсирующих сред

1 - трубопровод; 2 - запорный вентиль; 3 - трехходовой кран; 4 - дроссельный демпфер;

5 - спиралеобразный демпфер; 7 - кольцеобразный демпфер; 8 - соединитель-переходник;

9 - манометр.

Расходомеры

I. Измерение расхода сред расходомерами переменного перепада

Общие положения

1. Измерение расхода расходомерами переменного перепада производится с использованием сужающих устройств (СУ), работающих в комплектах с дифманометрами-расходомерами. Стандартными СУ являются камерные и дисковые диафрагмы, сопла, сопла Вентури и др. При протекании контролируемых сред через СУ на последних создаются перепады давлений (разности давлений до – и после СУ), являющиеся функциями измеряемых расходов. Создаваемые СУ перепады давлений подводятся к дифманометрам посредством двух импульсных труб измерительной трубной проводки (ИТП). Дифманометры воспринимают перепады давлений на СУ и преобразуют их в соответствующие выходные (обычно электрические: естественные или унифицированные) сигналы. Импульсные линии ИТП, таким образом, являются составной и достаточно важной частью схем измерения.

2. Обе импульсные трубы должны находиться в одинаковых температурных режимах, что должно обеспечиваться их совместной прокладкой в непосредственной близости друг от друга. Места прокладки ИТП называются трассами трубных проводок. Трассы трубных проводок прокладываются как правило по специальным несущим и крепящим конструкциям, по кратчайшим расстояниям и с обязательными соответствующими уклонами для стока и отвода скапливающихся жидкостей и газов.

3. Основная проблема применения расходомеров переменного перепада заключается в «борьбе» с загазовыванием импульсных линий (при измерении расхода жидкостей) и с заполнением импульсных линий жидкостями (при измерении расхода газов). Мешающие измерениям, снижающие точность измерений и приводящие к выходу из строя приборов газы и жидкости во-первых, случайным образом попадают в импульсные линии из мест отбора давлений, а во-вторых, естественным образом выделяются в самих импульсных трубах вследствие разности температур и плотностей сред в местах их отбора и местах измерения.

4. ИТП должны обеспечивать возможность их эксплуатаци: проверки, испытаний, продувки, промывки, заполнения разделительными жидкостями и т.п. как приборов и средств автоматизации, так и самих трубных проводок, периодического удаления из импульсных линий скапливающихся жидкостей и газов без останова технологического оборудования. С этой целью ИТП снабжаются: запорной арматурой (краны, вентили, задвижки и т.п.) – для отключения импульсных линий на время ремонтных и наладочных работ, газосборниками (при измерении расхода жидкостей) и влагосборниками (при измерении расхода газов) – для сбора и удаления соответственно мешающих измерениям газов и жидкостей, мембранными разделителями, разделительными, конденсационными и уравнительными сосудами и др. Запорная арматура устанавливается сразу после мест отбора давлений на СУ, газосборники – в местах скопления газов, т.е. в самых верхних точках ИТП, влагосборники – в местах скопления жидкостей и конденсата, т.е. в самых нижних точках ИТП.

5. Трубные проводки систем автоматизации должны обладать механической прочностью и плотностью соединений (с учетом давлений, температур, вибраций, пульсаций, степени агрессивности измеряемых сред, а также атмосферных и климатических воздействий). Выполняются трубные проводки из соответствующих материалов (сталь, алюминий и алюминиевые сплавы, медь, латунь, пластмассы, в отдельных случаях – резина и др.). Изменение направления ИТП должно, как правило, выполняться изгибом труб (при необходимости могут применяться угловые соединители, переходники, разветвители и т.п.). На отдельных участках могут применяться компенсаторы (повороты, колена) температурных удлинений труб.

6. Для уменьшения местных сопротивлений на импульсных линиях должны устанавливаться полнопроходные запорные, соединительные и присоединительные устройства. Диаметры (проходные сечения) труб должны быть оптимальными по динамическим свойствам, чтобы время передачи сигналов было минимальным. При этом должно выполняться определенное соотношение длин и диаметров, например, длина до 45 м: вода, воздух, сухой газ – диаметр 10 мм; влажный газ – диаметр 13 мм; загрязненные среды – диаметр 25 мм.

7. На практике используют схемы измерения с установкой дифманометров как ниже, так и выше СУ, что вносит существенные различия в условия эксплуатации расходомеров.

1. Схемы для измерения расхода неагрессивных сред расходомерами переменного перепада

Для проверки работоспособности и замены манометра применяются трехходовые краны, которые позволяют отключать (изолировать) манометр от рабочей среды и проводить разрядку манометра до атмосферного давления - это позволяет контролировать возврат стрелки манометра к нулевому показанию, а также проводить безопасную замену манометра.

Примечание : Манометр не допускается к применению если:

1. Отсутствует пломба или клеймо с отметкой о проведении проверки;

2. Истёк срок государственной поверки;

3. Стрелка при его отключении не возвращается к нулевому показанию шкалы на величину, превышающую половину допускаемой погрешности для данного прибора;

4. Разбито стекло или имеются повреждения, которые могут отразиться на правильности показаний.

Манометр должен выбираться с такой шкалой, чтобы предел измерения рабочего давления находился во второй трети шкалы. На шкале манометра должна быть нанесена красная черта или прикреплена к корпусу металлическая пластина, окрашенная в красный цвет, указывающие максимально допустимое рабочее давление.

• Перед началом работ, пользователь должен быть уверен, что манометр (вакуумметр, мановакуумметр) правильно выбран с точки зрения диапазона измерений и исполнения. Диапазон измерения выбран оптимально, когда рабочее давление расположено в средней трети диапазона показаний.
• Прибор должен быть закреплен в неподверженном сотрясениям месте и расположен таким образом, чтобы был обеспечен свободный доступ к нему, обеспечивающий удобное считывание показаний.
• Присоединения должны быть герметичны.
• Между местом замера давления и манометром рекомендуется установить запорное устройство, обеспечивающее возможность замены измерительного прибора и контроль "нуля" в рабочем состоянии.
• В зависимости от назначения манометра, он может оснащаться запорными кранами или вентилями.
• Место, используемое на технологическом оборудовании или трубопроводе для контроля давления, называется отбором (импульсом) давления.
• Трасса, соединяющая отбор давления с манометром называется импульсной линией .
• В зависимости от величины давления, агрессивности, пожароопасности и взрывоопасности измеряемых сред, импульсные линии состоят из медных, стальных цельнотянутых или полихлорвиниловых трубок.
• Диаметр импульсных трубок и их толщина при монтаже выбираются из расчета длины трассы, и максимального рабочего давления среды.
• Импульсные линии для измерения давления контролируемых сред должны прокладываться в строгом соответствии с монтажной схемой автоматизации объекта, где указаны длина трассы и полная характеристика линии: тип используемого материала; сечение и толщина стенки.
• Отборы (импульсы) давления обычно устанавливаются на прямолинейных участках трубопроводов и технологическом оборудовании с учетом изгибов, поворотов, колен и тройников, где возникает дополнительная погрешность измерений, вызванная центробежной силой измеряемого потока среды.
  
установка манометров с учетом воздействий конвекции и теплового излучения должна производиться так, чтобы не допустить занижения или завышения допустимой эксплуатационной температуры (окружающая среда, измеряемая среда). В этих целях приборы и запорные арматуры должны быть защищены измерительными линиями или водными тупиковыми трубами достаточной длины. Следует контролировать влияние температурного воздействия на точность показаний.
• Мембранные разделители, сосуды : при наличии агрессивных, горячих, сильновязких, загрязненных или кристаллизирующихся сред, которые не должны проникать в измерительный элемент, в качестве разделительных приспособлений должны быть предусмотрены разделители сред. При этом, внутреннее пространство манометра и разделителя заполняют рабочей жидкостью, которая служит для передачи давления от мембраны разделителя к манометру, которая выбирается в зависимости от диапазона измерений, температуры и совместимости с измеряемой средой .
  
• При измерении давлений кислот и щелочей для защиты внутренней поверхности чувствительного элемента прибора используют разделительные сосуды, внутреннюю полость которых заполняют водой, легкими минеральными маслами, глицерином, этиловым спиртом т.д.
  

• Защита чувствительных элементов от перегрузки : в случае, если измеряемая среда пульсирует или, если вероятны гидравлические удары, следует предотвратить их прямое воздействие на чувствительные элементы.
  
• Для этого необходимо обеспечить гашение гидравлических ударов путем установки дросселя (уменьшение поперечного сечения напорного канала) или с помощью установки регулируемого дроссельного устройства.
• Так же для устранения и сглаживания пульсации измеряемого давления жидкостей, пара и газов на компрессорных станциях, в насосах, технологическом оборудовании и трубопроводах, приводящей к выходу из строя передаточный механизм приборов, в штуцер манометра устанавливают специальный дроссель, позволяющий значительно уменьшить диаметр входного отверстия.
  
• В случае, если измерительный диапазон в целях получения более точных показаний выбран меньше, чем величина кратковременных всплесков давления, необходимо обеспечить защиту чувствительного элемента от повреждений. Для этого должна производиться установка устройства для защиты от перегрузки - устройство, которое закрывается моментально при гидравлическом ударе, при постепенном увеличении давления его закрытие происходит постепенно.
  
• Устанавливаемая величина закрывания зависит, таким образом, от характеристики изменения давления на протяжении определенного временного отрезка.
  
• Другим вариантом может являться применение манометра с устойчивостью к избыточному давлению (внутренняя защита).

• Крепление манометра : если подводка, ведущая к манометру, не обеспечивает достаточной стабильности крепления, то следует предусмотреть соответствующие крепежные элементы на стене и/или трубе, в противном случае, снабдить манометр капиллярной подводкой.
• Гашение колебаний (вибраций) измерительной системы : если сотрясения не могут быть предотвращены с помощью соответствующего монтажа, то следует использовать приборы в вибростойком исполнении с жидким наполнителем (гидрозаполнением).
• Как правило, манометр устанавливается с вертикально стоящим циферблатом. При отклонениях нужно обращать внимание на знак положения на циферблате.
• Для установки манометра в положение, которое обеспечивает максимальное считывание показаний, рекомендуется использовать стяжной замок или накидную гайку.
• Не производить вворачивание и выворачивание манометра за корпус - для этого предусмотрены поверхности для гаечного ключа на соединительном штуцере.
• В качестве уплотнения в месте соединения приборов с источником давления необходимо применять прокладки, шайбы из кожи, фибры, свинца или мягкой меди .

• Для приборов, применяемых для измерения давления кислорода, применять прокладки только из меди и свинца.
• Для приборов, измеряющих давление ацетилена, запрещается применять прокладки из меди и медных сплавов, содержащих более 70% меди .

• При расположении прибора ниже штуцеров для замера давления следует произвести тщательную промывку измерительной линии перед присоединением для того, чтобы удалить твердые включения.
• Для компенсации внутреннего давления некоторые типы приборов имеют отверстия, закрытые пробкой, которые имеют надписи "ЗАКРЫТО " и "ОТКРЫТО ". В обычном состоянии отверстие для объединения с атмосферой закрыто (рычаг в положении «ЗАКРЫТО»). Перед проверкой или / и после установки, а также перед началом работы эти приборы наполняются воздухом, т.е. рычаг приводится в положение «ОТКРЫТО».
• При опрессовке или продувке трубопроводов или емкостей не подвергать манометр нагрузке, превышающей ограничительную метку на циферблате. В противном случае следует произвести запирание или демонтаж прибора.
• Перед демонтажем манометра отвести давление от измерительного элемента. В противном случае снять напряжение с измерительной линии.
• В манометрах с пластинчатой пружиной не удалять затяжные винты на верхнем и нижнем фланцах.
• Остатки измеряемых сред в демонтированных манометрах могут представлять опасность для людей, окружающей среды и помещений. Следует предпринять необходимые шаги по обеспечению безопасности.
• Манометры, чувствительные элементы которых наполнены водой или водяной смесью, должны быть защищены от замерзания.
• Измерительная линия должна изготавливаться и монтироваться таким образом, чтобы обеспечить поглощение нагрузки в результате растяжения, колебания и теплового воздействия.
• Если измеряемой средой является газ, то в низшей точке следует предусмотреть возможность для дренажа, если жидкость, то в высшей точке предусмотреть возможность для деаэрации.
• При работе с газами и жидкостями, содержащими твердые примеси, предусмотрены отрезные приспособления (сепараторы), которые могут отделяться через запорную арматуру от установки во время ее эксплуатации и освобождаться от примесей .

И все ваши НЕзаморочки оплачивает Заказчик (по мнению большинства проектировщиков у него роща денежных деревьев - тряхнул ветку, оплатил чью-но лень). А может от незнания физики. А вентильный блок к манометру зачем??? Как правило термометров меньше, чем точек установки манометров, либо закладных, для присоединения манометра при необходимости (штуцеров). Иногда полезно узнать у сметчика, какова разница. И почему Ду 50, если туда термометр ставят. По белорусским законам расширитель нужен при Ду менее 65 (76 наружный), считаю требование оправданным.

А по мнению всех заказчиков проектанты вообще не умеют проектировать и только и хотят поставить заказчика на бабки. И пофигу что делается по нормам и есть разработанная методика - главное что ИМ ТАК НЕУДОБНО, а значит это неправильно.
Объясняю. Ранее, заказывались конкретные приборы с конкретными резьбами и т.п., поэтому отборное устройство выбиралось исходя из места установки и заказываемого прибора. Сейчас конкретный прибор заказать нельзя - в 99% заказчик покупает приборы по тендеру. Аналогично с вентильными блоками. Что бы не заморачиваться с резьбой и там и там, разработаны опросные листы, где комплектно с приборами идут и вентильные блоки, мембранные разделители, сифонные кольцевые трубки и т.п. Наша заморочка была бы в соединении всего этого и переделки если купили другое, дозаказ соединителей и переходников. Заказчику проводить несколько тендеров, плюс представители заказчика так же анализируют предлагаемые варианты, то есть тоже тратят кучу времени. В связи с этим были разработаны ОЛ проектным институтом Роснефти и согласованы в соответствующем департаменте. Мы так же работаем много с Роснефтью и взяли на вооружение такие же ОЛ. Эти же ОЛ предлагаем и другим Заказчикам - есть мели замечания от них, но в основном все согласны.
Теперь по поводу перехода - размер бобышки позволяет установить ее минимум на трубу 50 без существенного перекрытия сечения трубы. На меньший диаметр нам механики и монтажники наши запрещают ставить. Остается одно - ставить расширитель. Будет ли он заказан в части КИП как отдельная типовая деталь или как набор типовых деталей у монтажников (а у них таких деталей и так полно - обычные переходы и кусок трубы) это уже детали. Гораздо проще всем, если эти стандартные детали закажут монтажники, а не мы будем заниматься херней. Вы, знаете - до сих пор НИ ОДНОЙ претензии! Точнее вру - была одна... В Саратове хотели вместо бобышки патрубок с НАРУЖНОЙ резьбой для установки датчиков давления и манометров. Но это, как вы понимаете, не столько с малым диаметрам относится, сколько вообще к давлению.

Зачем нужен вентильный блок к манометру? Манометр так же измеряет давление и может выйти из строя как и обычный датчик давления, а значит его может понадобиться снять для замены или поверки. Вот для этих целей и ставят вентильный блок. Нет, можно конечно и два обычных вентиля поставить - отсечной и сбросной, можно конструкцию заказать с одним вентилем и сбросным отверстием, много чего можно. Но заказчик все же хочет унификацию - что бы одну деталь можно было поставить и в другое место - к другому манометру или датчику давления.

По поводу термометров - Ду трубы 50, высота бобышки 50, итого 100мм. Если взять гильзу 80 мм, она зайдет в трубу на 30мм, то есть а раз попадает во вторую треть - как и принято ставить. Если ставить расширитель (по ЗК), то можно гильзу и 100мм взять.
А трубы 65 у нас никогда и не было - только 50, 80, 100 и далее.