Каспитек

info@kaspitek.kz
Для заявок
+7 (7172) 64 05 13
Пн-Пт: 9.00-21.00
ТОО "КАСПИТЕК"
Поставки промышленного
оборудования в Казахстане
Рубрики
Без рубрики

Какое покрытие мембраны разделительной системы подходит для водородной среды

Какое покрытие мембраны разделительной системы подходит для водородной среды

Для защиты измерительного прибора от контакта с водородной средой в процесс устанавливают разделитель среды. Вместе получается измерительная система. Но несмотря на качество и дороговизну приборов бывает, что система все равно работает некорректно. При чем внешних повреждений может и не быть, поэтому неисправность системы могут обнаружить не сразу. Из-за этого теряется контроль над процессом: оператор видит некорректные показания прибора и принимает неподходящие решения для управления процессом.

Часто причина неработающей измерительной системы в том, что неправильно подобран разделитель среды, а именно материал, которым покрыта мембрана разделителя.

В статье разбираемся, почему только золотое покрытие мембраны защитит КИП от водорода и какой толщины оно должно быть.

Разделитель среды как часть измерительной системы

Агрессивная, коррозийная, вязкая или грязная рабочая среда опасна для измерительного прибора. Манометр, датчик, преобразователь или переключатель при прямом контакте с такой средой выйдет из строя и будет показывать некорректное значение давления. Для защиты измерительного прибора в процесс устанавливают мембранный разделитель среды. Мембрана разделителя не дает среде проникнуть в систему и попасть на чувствительный элемент измерительного прибора.
Разделитель сред устанавливают на трубу или емкость и крепят к нему
измерительный прибор прямым монтажом. Если измерительная система
установлена на процессе с сильными вибрациями и высокой температурой,
то измерительный прибор монтируют к разделителю через капилляр.
Принцип действия разделителя среды основан на передаче мембраной давления рабочей среды к заполняющей жидкости. То есть рабочая среда воздействует на мембрану, она прогибается и передает давление заполняющей жидкости к измерительному прибору.
Устройство мембранного разделителя среды: верхняя и нижняя крышки,
между которыми — тонкостенная мембрана.

Разделители среды различают по типу присоединения к процессу. Самые распространенные — резьбовые и фланцевые. Резьбовые подходят для компактных систем и газообразных сред. Фланцевые — для производственных линий с подготовленными отводами под фланцевое крепление.

При выборе разделителя среды учитывают тип присоединения к процессу и характеристики рабочей среды: ее давление, температуру, вязкость. Но для процессов с агрессивной и коррозийной средой самый важный фактор, это материал, из которого выполнены корпус и покрытие мембраны.

Для процессов с неагрессивной средой подходят разделители с мембраной из нержавеющей стали без покрытия. В процессы с опасной средой устанавливают разделители из нержавеющей стали и мембраной с полимерным, платиновым, фторопластовым (PTFE напыление) или титановым покрытием. Конкретно для водородной среды подходит только золотое покрытие мембраны.

Разделитель среды с золотым покрытием мембраны
для процессов с водородной средой.
Источник изображения www.badotherm.com

Водород — самый легкий и распространенный химический элемент. Вода, кислоты, основания и родственное семейство органических соединений содержат водород. Согласно исследования Национального рейтингового агентства в 2022 г. крупнейшие доли потребления водорода у химических (63%) и нефтеперерабатывающих (31%) предприятий.

В обычных условиях водород — это двухатомный газ с химической формулой Н2. Водород считается некоррозионной средой. Для измерительных приборов он опасен своей способностью диффундировать через металлы.

В двухатомном состоянии водород не проникнет через тонкую мембрану. Но при высоком давлении в процессе, гальванической реакции в сочетании с высокой температурой процесса водород может расщепиться на ионы водорода Н+ и Н-. Эти ионы меньше, чем пространство между кристаллической решеткой металла. Поэтому частицы водорода свободно проникают через мембрану из нержавеющей стали.

Когда ионы проникают через мембрану, они объединяются обратно в молекулы H² и оказываются захваченными внутри измерительной системы. Пока система находится под давлением, молекулы равномерно растворены в заполняющей жидкости. Но как только давление с измерительной системы снимается, молекулы водорода комбинируются в пузырьки и происходит «кипение» внутри замкнутой системы. Поэтому мембрану вспучивает, в системе образуется избыточное давление, которое создает дополнительную погрешность в измерении.

При определенных обстоятельствах молекулы водорода расщепляются на ионы,
которые легко проникают через мембрану разделителя сред. Пройдя мембрану,
ионы объединяются обратно в молекулы водорода. Когда давление в системе снижается,
молекулы комбинируются в пузырьки и происходит «кипение», которое вспучивает
мембрану и приводит к дополнительной погрешности в измерении давления.

По конструкции и функционалу разделитель среды для водорода такой же, как и любой другой. Отличается он только золотым покрытием мембраны.

Стандартная толщина золотого покрытия мембраны — 25 мкм, этого достаточно, чтобы ионы водорода не диффундировали через мембрану. Золотое покрытие также повышает химическую стойкость материалов разделительной мембраны, что особенно востребовано в пищевой и фармацевтической промышленностях.

Но у золотого покрытия толщиной 25 мкм есть температурное ограничение — +280°C. При более высокой температуре оно может повредиться или отслоиться от мембраны.

Для защиты от проникновения водорода (НР) золотом покрывают только мембрану.
Для обеспечения химической стойкости (CR) и дополнительной защиты от коррозии
золотое покрытие наносят до внешнего диаметра поверхности прокладки.

Выводы

  • Правильно подобранный разделитель среды защищает измерительный прибор
    от негативного воздействия рабочей среды и экстремальной температуры.
  • Для водородной среды подходит разделитель только с золотым покрытием мембраны.
  • Для процессов с экстремальными условиями по температуре и давлению необходим мембранный разделитель среды с золотым покрытием толщиной
    25—40 мкм.
Рубрики
Без рубрики

10 причин выбрать электронное реле вместо механического

10 причин выбрать электронное реле
вместо механического

Выбор реле давления, уровня или температуры определяют условия задачи. Для большинства применений подходят и механические, и электронные приборы. Но процессы с высокой вибрационной нагрузкой, цикличностью и перепадами температур требуют от реле определенных технических характеристик и современный гибкий функционал: настройку на разные диапазоны давления, температуры и уровня, поворотный дисплей, дистанционное управление. Таким требованиям отвечают именно электронные реле.

В этой статье сравниваем механические и электронные реле, чтобы понять, какой прибор лучше подойдет под условия задачи.

1. Без проводов и дополнительных приборов

Для подключения механического реле к исполнительному механизму потребуется минимум 3–4 кабеля: по одному для каждого микропереключателя, а также для заземления прибора.

Механические приборы называют «слепыми». Чтобы получить информацию об измеренных значениях, к процессу дополнительно подключают внешний инди-катор или манометр.

Электронное реле подключается по двухпроводной схеме, дополнительная про-водка для физического заземления ему не потребуется, а встроенный дисплей выполняет функции внешнего индикатора.Отсутствие дополнительной проводки устраняет затраты на прокладку кабелей.

А отсутствие необходимости в добавлении отдельного индикатора снижает за-траты и уменьшает общее количество приборов, требующих обслуживания.

Для подключения механического реле требуется минимум 3–4 кабеля,
а электронного — только 2.

2. Функция самодиагностики

В случае ошибки или поломки механическое реле передаст на пульт управления только факт события, но не его причину. Механику придется выезжать и тратить время на ее поиск на месте установки прибора.

В отличие от механического, электронное реле автоматически перейдет в режим отказоустойчивости, передаст на пульт управления причину поломки и отобразит на дисплее код ошибки. Диспетчер по этому коду сможет устранить ошибку ди-станционно. Если удаленно исправить ситуацию не получится, механик поедет на место уже с пониманием причины поломки и подходящим набором инструмен-тов или прибором на замену.

Расчет стоимости диагностики и поиска причины выведен из предположения, что зарплата механика — 60 000 руб. и расстояние до места установки реле — до 1 км.

3. Регулируемая уставка

Механик может настроить электронное реле на срабатывание в любом месте в пределах регулируемого диапазона заданных значений. Это повышает универ-сальность электронных приборов и дает возможность управлять применением именно так, как лучше для процесса.

4. Высокая точность и повторяемость

В принцип действия механических реле заложена работа подвижных частей: чув-ствительных элементов в виде мембран, штоков или пружин, механических мик-ропереключателей. Из-за механических движений получается задержка срабаты-вания, которая влияет на точность и повторяемость результатов. У электронных реле вместо нескольких подвижных деталей — микропроцессорный вычислитель.
У электронных приборов также есть функция смещения, которая позволяет изме-нять значение на дисплее для еще большей точности, когда это необходимо.
Диаграмма сравнительных испытаний погрешности срабатывания
механических и электронных реле показывает, насколько точнее отработка сигнала у электронного реле.

5. Три устройства в одном приборе

Электронное реле — это датчик, индикатор и реле в одном приборе. Такое реше-ние уменьшает общее количество приборов в конструкции. Меньшее количество приборов, в свою очередь, требует меньшего технического обслуживания.
Для настройки и контроля работы механического реле, как правило, рядом устанавливают манометр.
А электронное реле — это датчик, индикатор и реле в одном приборе.

6. Долговечные контакты

Контакты механического реле со временем деградируют, поскольку в процессе коммутации высокого напряжения возникает электрическая дуга, которая разру-шает контактную площадку микропереключателя. В итоге механические реле вы-ходят из строя. Это часто встречается в применениях с высокой цикличностью. Полупроводниковые контакты электронных реле никогда не изнашиваются, пото-му что используют транзисторы, которые моментально переключаются, выделяют меньше тепла и не имеют механических подвижных частей. Это делает их более подходящим решением для применений с частыми циклами.

7. Устойчивость к вибрации

Подвижные части механических реле при сильной вибрации могут случайно акти-вироваться из-за ложных срабатываний микропереключателя.

У электронных реле нет подвижных частей, что делает прибор подходящим ре-шением для задач с высокой вибрационной нагрузкой.

8. Устойчивость к температурному дрейфу

Из-за теплового расширения и сжатия металлов подвижные части механических реле восприимчивы к изменениям температуры, что может привести к ложным срабатываниям.

У электронных реле нет подвижных частей, поэтому они безотказно работают при любом изменении температуры.

9. Фильтр и задержка срабатывания

В условиях скачкообразных изменений процесса у электронных реле можно акти-вировать встроенную функцию фильтрации, которая усредняет измеренные зна-чения и фильтрует нежелательные кратковременные или высокочастотные скачки давления.

Функция задержки срабатывания помогает избежать ложных срабатываний, от-ключая прибор только в том случае, если значение процесса остается в безопасном диапазоне в течение выбранного периода времени.

График срабатывания электронного реле
с выключенной и включенной функцией фильтрации.

10. Передача информации и конфигурация по цифровому протоколу IO-Link

Настройка и снятие показаний с механических реле происходит вручную на месте установки прибора. Электронные реле передают данные от прибора к контролле-ру, загружают готовые конфигурации и дистанционно настраиваются через цифро-вой протокол IO-Link.

Устойчивость канала передачи данных к внешним помехам обеспечивает сигнал 24 В. При этом экранированные кабели и заземление не требуются.

Схема подключения механического реле. Механические реле — однонаправленные, а электронным можно управлять с рабочей станции.
Схема подключения электронного реле
по цифровому протоколу IO-Link.

Электронные реле Barksdale серии BxS 3000 обладают всеми перечисленными преимуществами:

  • им не нужны дополнительные провода и приборы;
  • управляются дистанционно с рабочей станции;
  • совмещают функции датчика, индикатора и реле в одном приборе;
    имеют контакты работоспособностью 1 млн срабатываний;
  • устойчивы к сильным вибрациям и температурному дрейфу;
  • оснащены функциями фильтрации и задержки срабатывания;
  • передают информацию по цифровому протоколу IO-Link.

Реле Barksdale разработаны специально для максимально гибкого применения в сложных условиях процесса. Они подходят для систем больничной вентиляции, швартовки судов с большим водоизмещением, для тестирования под нагрузкой двигателей внутреннего сгорания и для поддержания работоспособности ветроге-нераторов.

Подробное техническое описание электронных реле дано в технической брошюре.

Если Вам потребуется консультация специалиста, свяжитесь с нами по телефону +7 (717) 264 05 13
или напишите на info@kaspitek.kz, и мы подберем оптимальное решение для Вашей задачи.
Рубрики
Без рубрики

Как защитить насос от сухого хода

Как защитить насос от сухого хода

Разбираем преимущества и недостатки сигнализаторов потока жидкости термально-массового и вибрационного принципа действия

Нередко на производстве возникает проблема, когда происходит поломка насоса, и приходится тратить время и денежные средства на его ремонт или замену. Дороже всего обходится полная остановка процесса, пока доставляют и устанавливают
новые детали.

Чаще всего причина поломки насоса — перегрев из-за сухого хода, который случается, если:

  • рабочая среда не поступает в насос, например, из-за сбоев на предыдущих участках;
  • рабочая среда в трубопроводе есть, но без движения, потому что задвижка
    после насоса по ошибке находится в закрытом положении;
  • смазывающая жидкость не подается на вращающиеся детали насоса из-за образования пробки в линии подачи или из-за того, что она просто закончилась.
Перегрев из-за сухого хода — одна из самых распространенных причин выхода насоса из строя

Рабочая среда и смазывающая жидкость при постоянной циркуляции забирают часть вырабатываемого насосом тепла и так охлаждают его. Но если процесс останавливается и в насосе нет жидкости (так называемый сухой ход), металлические элементы, вал или кольца, из-за перегрева меняют свои геометрические формы. Проще говоря, детали «ведёт», что и приводит к поломке.

Чтобы этого не произошло, надо отслеживать циркуляцию рабочей среды и смазывающей жидкости. Поэтому на трубопровод до или после насоса устанавливают сигнализатор потока жидкости: прибор, который контролирует наличие и скорость потока и передает сигнал в систему управления для информирования или автоматического отключения насоса.

Сигнализатор потока контролирует наличие и скорость потока в насосе, даже если
она минимальная или отсутствует
У сигнализатора потока два выходных сигнала-реле, один из которых настраивается на определение сухого хода, а второй – на контроль минимальной скорость перекачки, необходимую для нормального функционирования насоса. Так оператор вовремя узнает о возможной проблеме и принимает соответствующие меры.
Сигнализатор потока подает сигнал в систему управления, чтобы вовремя выключить насос,
если ему нечего качать

Сигнализаторы потока вибрационного принципа действия

К нам часто обращаются заказчики с вопросом, есть ли у нас решение для защиты насоса от сухого хода. Стандартные сигнализаторы реагируют только на полное отсутствие рабочей среды. А им нужен прибор, который сработает и в том случае, если поток есть, но его скорость близка к минимальной. Такое бывает, если после насоса образовалась пробка или когда задвижка находится в полузакрытом или закрытом положении.

Обычный сигнализатор вибрационного принципа действия следит за наличием или отсутствием продукта или смазывающей жидкости в насосе.

В целом надежный и относительно недорогой прибор, но со своими особенностями.

Сигнализатор вибрационного принципа действия не даст сигнал, если поток будет двигаться с минимальной скоростью. В этом случае оператор вовремя не узнает, что насос нагревается и его надо остановить.

Надежность таких приборов снижают подвижные и вибрирующие элементы. Механические движения в сигнализаторе снижают его ресурс.

Сенсор сигнализатора вибрационного принципа действия необходимо регулярно очищать от отложений. Тем более если продукт вязкий и склонный к налипанию. Опасность в том, что отложения на сенсоре дают такой же сигнал, как если в трубопроводе находится рабочая среда. Получается, что если рабочей среды на самом деле нет, то прибор этого не обнаружит.

Вибрационный механизм сигнализатора и промышленные вибрации на трубопроводе имеют схожую частоту колебаний. Из-за этого возникает эффект резонанса, когда колебания чувствительного элемента вызываются не блоком электроники, а внешним фактором. В результате прибор будет иметь ложные срабатывания.

Термально-массовые сигнализаторы потока

Мы можем предложить Вам прибор, у которого нет этих недостатков: термально-массовый сигнализатор FCI FLT93. Он лучше, потому что может в том числе определять минимально необходимую скорость циркуляции перекачиваемой рабочей среды или смазывающей жидкости. В конструкции сигнализатора FLT93 нет механически подвижных и вибрирующих элементов, которые необходимо обслуживать и которые подвержены воздействию промышленных вибраций.
Если вам необходимо подобрать сигнализатор потока, свяжитесь с нами по телефону +7 (717) 264-05-13 или почте info@kazpitek.kz, и мы подберем решение с учетом всех характеристик Вашего процесса.
Рубрики
Без рубрики

Высокоточный учёт факельного газа в соответствии с требованиями регулирующих органов

Высокоточный учёт факельного газа в соответствии
с требованиями регулирующих органов

Основные сложности измерения потока факельного газа и методы их преодоления

Национальные регулирующие органы и зарубежные агентства по охране окружающей среды разрабатывают меры по сокращению выбросов в атмосферу парниковых газов — одной из главных причин глобального потепления. Нефтяная, газовая и химическая промышленности в ответ на новые правила и требования вынуждены уделять больше внимания точному измерению факельных газов, которые являются побочным продуктом добычи, переработки, хранения и распределения продукции.

Измерение расхода факельного газа — сложная задача, которая требует высококлассного оборудования для учёта и контроля выбросов в суровых условиях эксплуатации: наличие влаги, взвесей и грязи, коррозийности. Основным инструментом для оповещения об аномально резких изменениях процесса и раннего обнаружения утечек является расходомер. Он предоставляет данные по измерению расхода, которые промышленные предприятия используют в отчетах для природоохранных органов.

Основные сложности измерения потока факельного газа

При выборе технологии измерения и модели расходомера инженеры, технологи и приборостроители сталкиваются с рядом трудностей.

Малые и большие расходы
Чувствительность расходомера к малым расходам требуется для обнаружения утечки клапанов, запорно-регулирующей арматуры и измерения низкого расхода, связанного с ходом технологического процесса. Возможность измерять высокие расходы необходима в условиях аварийного сброса. Эти обстоятельства накладывают требования на процесс измерения расхода в широком динамическом диапазоне.

Особенности калибровки
Для высокой точности измерения расходомер должен быть откалиброван в лаборатории, где были воспроизведены условия технологического процесса (расход, давление, температура) и использована газовая смесь, аналогичная реальной. Даже если это сложная углеводородная взрывоопасная смесь. Результатом отсутствия калибровки будет низкая точность работы прибора
в условиях реального применения.

Большие размеры трубопровода
Чем больше размер трубопровода, тем больше конструкция расходомера (применимо к большинству методов измерения). При этом увеличение размера прибора требует увеличения количества материалов для его производства, что логично ведет к удорожанию расходомера.

Отсутствие прямолинейных участков
Для получения максимально достоверных показаний все технологии, основанные на измерении скорости, предъявляют требования к прямолинейности трубопровода выше и ниже по потоку от места установки расходомера. Эти требования часто трудновыполнимы на больших производственных площадках.

Соответствие экологическим нормам
Практически в каждом применении расходомер должен соответствовать требованиям по производительности, быть откалиброванным и поверенным, как это установлено местными и федеральными надзорными органами.

Отсутствие свободного пространства
и возможности остановить технологический процесс
Доступ к трубам для установки, технического обслуживания или ремонта часто затруднен. Например, расходомеры с проточной частью (фланцевым монтажом) требуют длительных остановок технологического процесса и значительных трудозатрат. При этом расходомеры с погружным зондом легко устанавливаются и извлекаются без остановки процесса посредством обжимного соединения и запорной арматуры.

Сертификаты
При эксплуатации в среде с потенциально опасными газами (Ex) прибор измерения расхода должен иметь сертификат, подтверждающий соответствие ТРТС 012.

Принципы работы расходомеров для факельных газов

Пример установки расходомера ST100 на линии подачи газа на факел

Существует три технологии, которые чаще всего рассматриваются в задачах измерения расхода факельного газа:

  • ультразвуковой метод,
  • оптический метод,
  • термально-массовый метод.

Хотя все технологии обладают преимуществами и недостатками, в ряде задач одни приборы имеют ряд важных достоинств перед другими.

Ультразвуковые расходомеры основаны на эффекте Доплера. Они позволяют измерять объемный расход. В таких расходомерах преобразователь излучает ультразвуковой луч, который улавливается приёмником. Частота передаваемого излучения линейно изменяется с появлением потока частиц. Сдвиг частот между передатчиком и приемником преобразуется в сигнал, пропорциональный скорости потока.

Оптические расходомеры основаны на лазерном излучении, улавливаемом фотодетекторами. Эта технология требует присутствия мельчайших капель или конденсата, смазочных материалов, пыли и других частиц в газовом потоке. Эти частицы рассеивают световой луч, и время, которое требуется им для перехода от одного лазерного луча к другому, можно использовать для расчета скорости газа и объемного расхода.

Термально-массовые расходомеры позволяют проводить измерение массового расхода и идеально подходят для контроля расхода факельного газа. В качестве датчика — два зонда с платиновыми термометрами сопротивления. Один зонд нагревается, другой измеряет температуру процесса. Разница температур между двумя зондами пропорциональна массовому расходу за счёт эффекта охлаждения средой, поэтому не требуется дополнительная компенсация по давлению и температуре, а также математические модули для пересчёта.

Погружные точки термально-массового расходомера

Термально-массовые расходомеры

Независимо от размера факельной линии и зонда установки, термально-массовые расходомеры обеспечивают минимальные затраты на монтаж и обслуживание в течение всего жизненного цикла. Эти приборы предлагают точное, надежное и долговечное решение для учёта как самых малых потоков газа от 0,08 м/с, так и больших расходов со скоростями потока до 305 м/с при аварийном сбросе.

В качестве примера рассмотрим термально-массовый расходомер серии ST100 производства компании FCI. Он состоит из легко устанавливаемого погружного зонда и электронного блока. ST100 калибруется на реальном газе и с воспроизведением условий эксплуатации. Расходомер обладает широким динамическим диапазоном до 1:1000 и различными цифровыми протоколами передачи данных для простой интеграции с существующими системами. Всё это делает ST100 отличным решением для учёта факельных газов.

Пример монтажа расходомера в приварную бобышку

Калибровка с двумя поддиапазонами
Многие предприятия нефтегазовой отрасли, нефтеперерабатывающие и химические заводы имеют дело с факельными установками, которые работают в двух режимах:

  • очень низкий расход при нормальных условиях,
  • очень высокий расход в условиях аварийного сброса.

В этом случае для соблюдения экологических норм предприятиям нужно средство измерения, которое обеспечит погрешность во всём диапазоне не более ± 5% от показаний. Функция калибровки с двумя поддиапазонами позволяет применять расходомер в разных режимах и обеспечивает требуемые метрологические характеристики.

Графики зависимости погрешности измерения от скорости потока газа

Расходомеры с двумя зондами
Чтобы повысить точность измерения расхода в трубах диаметром более 400 мм, согласно газодинамическим расчетам, необходимо использовать расходомеры с возможностью усреднения по двум зондам. Приборы с двумя зондами подключаются к системе управления так же, как и односенсорные.

Двухзондовое (А) и однозондовое (Б) исполнение
термально-массового расходомера (модели ST102 и ST100 соответственно)

Поверка и калибровка
В соответствии с ФЗ-102 «Об обеспечении единства измерений» и экологическими нормами, требующими регулярную поверку и калибровку расходомеров, компания FCI разработала простое решение:

  • VeriСal – продувная калибровка. Комплект VeriCal Kit приобретают опционально. Он позволяет продуть прибор по месту эксплуатации с помощью переносного баллона с воздухом или азотом.
Система калибровки по месту VeriCal

Важность задач, связанных с экологией, возрастает на глазах. Государство стремится сократить негативное воздействие промышленных предприятий на окружающий нас мир. Это неизбежно ведёт к увеличению количества измерительных систем на производствах, которые осуществляют мониторинг выбросов. Вместе с этим возрастает важность правильного выбора прибора измерения расхода. Важно отметить, что речь идёт о точке коммерческого учёта, и именно по показаниям расходомеров предприятие выплачивает компенсацию за нанесённый природе урон.

Если Вы ищете опробованное решение, которое будет проводить точное измерение, то обратите внимание на термально-массовые расходомеры компании FCI. Прямое измерение массового расхода, простота монтажа и демонтажа без остановки процесса, поверка также без остановки процесса и снятия прибора с линии, МПИ 5 лет — все эти преимущества позволят сократить время простоя во время плановых и внеплановых ремонтов, затраты на обслуживание, снизить воздействие на окружающую среду и сократить экологические сборы.

Свяжитесь с нами по телефону +7 (717) 264-05-13 или почте info@kazpitek.kz, и мы расскажем больше про термально-массовые расходомеры FCI и подберем оптимальное решение Вашей задачи.

Рубрики
Без рубрики

Какие КИП выбрать для надежного измерения параметров работы маслостанции

Какие КИП выбрать для надежного измерения параметров работы маслостанции

Разбираемся в технических характеристиках манометров и датчиков, чтобы вовремя обнаружить утечку, падение давления или перегрев масла.

Гарантия стабильной и долгой работы насосного и компрессорного оборудования — надежная измерительная техника. Она должна быть отказоустойчивой, долговечной и точной. При выборе датчиков и манометров стоит обращать внимание на технологию производства, качество комплектующих и материалы, из которых они сделаны.

Измерительные приборы, не способные выдержать гидроудары или перепады температуры,
не смогут корректно регулировать и отображать параметры работы маслостанции. Вовремя обнаружить перегрев, утечку или падение давления масла в таком случае будет практически невозможно.

Давайте разберемся, к каким последствиям приводит отсутствие или выбор неподходящих КИП
и что отличает приборы, которые справятся с поставленной задачей.

Маслостанция – это автономное техническое устройство, которое нагнетает давление, чтобы масло заданного объема и температуры попало внутрь и обеспечило работу гидравлического силового агрегата, к которому оно подключено.

Маслостанция и агрегат вместе образуют систему с замкнутым контуром жидкости для передачи энергии от одного источника к другому и создания таким образом силы, вращательного или линейного движения.

Для контроля давления и защиты гидравлического агрегата от перегрева масло должно быть определенной температуры. Поэтому на маслостанцию ставят КИП: манометры и датчики. Эти приборы также являются частью гидрораспределителя (многоступенчатой сети наддува), который необходим для ступенчатой подачи давления.

Отсутствие КИП или установка нетехнологичных приборов приведет к тому, что перегретое масло потеряет эксплуатационные характеристики, из-за чего сломаются гидравлические устройства, уплотнения и гидрошланги. В случае утечки насос начнет подсасывать воздух, и тогда произойдет аварийная остановка. Падение давления приведет к образованию пузырьков, которые начнут выделяться при попадании масла в зону высокого давления. Процесс выделения создаст действие, равносильное взрыву, которое сопровождается чрезмерными шумом и вибрацией агрегата.

В итоге придется останавливать процесс, закупать и менять масло, ремонтировать и маслостанцию, и гидравлический агрегат. Возникает логичный вопрос, какие КИП подходят для установки на маслостанцию.

Защита манометров и датчиков от гидроударов и перепада температуры

Стандартная проблема в работе маслостанции — гидроудары, из-за которых выходят из строя измерительные приборы. Поэтому манометры и датчики должны быть защищены соответствующими устройствами. Одно из проверенных решений – установка дросселей в штуцере манометра. Датчики и манометры с большим диапазоном измерения также будут устойчивы к гидроударам.

Приборы должны быть готовы к перепадам температуры и показывать минимальные температурные погрешности. Приемлемым считается рост погрешности измерительной системы на 0,5% при изменении температуры на 100 С.

Для работы с большими перепадами температуры лучше выбирать манометры с силиконовыми демпферами в исполнительном механизме. Плюс датчики давления и температуры должны обладать высоким классом точности.

Класс точности манометров Bourdon — 0,5—1%, датчиков Barksdale — 0,5%.

Борьба с усталостью и условиями эксплуатации

Если показатели на измерительных приборах маслостанции меняются часто и быстро, это означает, что манометры и датчики находятся в предельном давлении. Так бывает из-за условий эксплуатации и усталости материала, то есть деформации трубки Бурдона или сенсора датчика. В результате измеряемая величина (уровень, температура или давление масла) находится в постоянном движении и точность контроля ухудшается.

Производители средств измерения используют разные способы и технологии, чтобы продлить срок службы и повысить надежность приборов. Это может быть автофретирование сенсорного элемента для снижения напряжения в материале или действующая философия качества, когда каждое изделие успешно проходит тест после производственного цикла.

Манометры Bourdon выдерживают перегрузки на 50% выше верхнего предела измерения за счет того, что сенсорный элемент произведен по технологии автофретирования: искусственного состаривания материала трубки Бурдона методом подачи на нее нескольких сотен циклов давления выше рабочего.

Всесторонний контроль состояния: давление, температура и уровень

Манометры и датчики, произведенные по технологии с использованием качественных материалов, позволят вовремя обнаружить перегрев, утечку или падение давления масла. А значит, не придется останавливать процесс для ремонта гидравлического агрегата или полной замены масла в маслостанции.

Надежными считают измерительные приборы, которые:

  • защищены от гидроударов,
  • имеют большой диапазон измерения,
  • устойчивы к перепадам температуры,
  • обладают высоким классом точности.

Также стоит отметить, что манометры и датчики не только проводят измерения, но автоматизируют контроль параметров. Они определяют и показывают, если температура, уровень или давление вышли за пределы рабочего диапазона и позволяют:

  • соблюсти заданные параметры,
  • заранее определить критические условия и продлить срок эксплуатации масла,
  • обеспечить защиту мотора от подсасывания воздуха.

Установка технологичных, отказоустойчивых и долговечных измерительных приборов обеспечит работоспособность и сохранность насосного или компрессорного оборудования.

Свяжитесь с нами по телефону +7 (717) 264-05-13 или почте info@kazpitek.kz, и мы расскажем больше про манометры Bourdon и подберем оптимальное решение Вашей задачи.

Рубрики
Без рубрики

На что обращать внимание при выборе расходомеров

На что обращать внимание при выборе расходомеров

Разбираемся, какие детали и опции делают прибор подходящим для измерения расхода газа и газовых смесей, работы в сложных условиях или больших трубопроводах

Точное измерение расхода газа — главная задача для контроля большинства технологических процессов. Решить ее, а значит, повысить экономические показатели и качество продукции, сможет подходящий расходомер.

Подходящий расходомер — тот, который:

  • учитывает условия процесса: динамический диапазон, давление, температуру,
    состав газа;
  • отвечает требованиям пользователя к индикации, протоколу передачи данных, способу присоединения к процессу;
  • имеет дополнительные преимущества: МПИ 4–5 лет, проведение поверки имитационным методом.
    Дальше расскажем про опции приборов для разных задач, чтобы Вам было проще сориентироваться в предложениях производителей расходомеров.

Расходомеры для сжатого воздуха и азота

Измерение расхода сжатого воздуха и азота считают легкой задачей. Поэтому при выборе прибора больше внимания обращают не на технические, а эксплуатационные характеристики: как монтировать, настраивать, обслуживать и поверять прибор.

Выбирайте расходомер с местной индикацией и аналоговым выходным сигналом для передачи измеренных значений на контроллер.

Расходомеры FCI с погружным зондом
серии ST50 для сжатого воздуха и азота

Расходомеры для газов и газовых смесей

Высокий показатель точности измерения будет у приборов, которые перед установкой на линию прошли калибровку с воспроизведенными условиями эксплуатации.

Учитывайте требования по взрывозащите: если измерения проводятся во взрывоопасной зоне, то нужен расходомер с сертификатом ТРТС 012.

Расходомеры FCI серий ST51 и ST75
для газов и газовых смесей

Расходомеры для сложных условий эксплуатации

Далеко не каждый расходомер справится со всеми условиями технологического процесса. Температуру выше 300 °С, наличие взвесей в потоке, влажного, коррозийного или газа с капельной влагой выдержит только прибор со специальными высокотемпературными сенсорами усиленной конструкции и системой отведения капельной влаги.
Расходомеры FCI серии ST80
для сложных условий эксплуатации

Расходомеры для факельных газов

Диапазон измерения у таких приборов — до 1:1000, показатель по точности укладывается в нормы законодательства. Сенсор устойчив к загрязнениям и налипанию, а для периодического обслуживания предусмотрена система извлечения без остановки процесса.
Расходомеры FCI серии ST100
для факельных газов

Расходомеры для больших трубопроводов

Решений для больших трубопроводов на рынке пока крайне мало. Достоверные измерения проведут многозондовые расходомеры.

У зонда может быть один или несколько сенсоров, каждый из которых:

  • имеет усиленный чувствительный элемент для абразива или коррозионных газов;
  • устойчив к температуре до 450 °С;
  • обладает широким динамическим диапазоном измерения до 1:1000.
Расходомеры FCI серии ST102
для больших трубопроводов

Расходомеры для отходящих дымовых газов

Монтаж
Упростит проектное решение и сэкономит деньги расходомер, элементы которого устанавливают на одной высоте и обслуживают с одной монтажной площадки.

Для приборов, которые исправно работают при температуре до 450 °С, не придется строить площадки на самом верху дымовой трубы: такие расходомеры монтируют в нижней части.

Когда количество газоходов невелико (1—2) или нет возможности смонтировать прибор на дымовую трубу и температура газа в точке установки не превышает 450 °С, расходомер устанавливают на газоходе, подводящем газ в дымовую трубу. В таком случае можно вовсе отказаться от высотных работ и не привлекать промышленных альпинистов.

Точность
Если скорости потока газа в разных точках одного сечения различаются, то используют многосенсорные расходомеры. При этом чем больше сенсоров, тем точнее они проведут измерение даже несмотря на неравномерность профиля потока.

Поверка
Монтаж и демонтаж расходомеров с дымовой трубы — процесс трудоемкий и дорогостоящий. Поэтому лучше использовать приборы, которые поверяют имитационным методом по месту эксплуатации без остановки процесса.

Расходомеры FCI серии MT100
для отходящих дымовых газов

Сориентироваться в предложениях и выбрать подходящий расходомер будет проще, если учитывать условия задачи и иметь общее представление о возможных опциях и характеристиках приборов.

В ассортименте термально-массовых расходомеров FCI есть решения для любой из перечисленных выше задач. На рынке приборов для измерения расхода газа эти расходомеры выделяются тем, что:

  • проходят заводскую калибровку на реальном газе с воспроизведением условий
    эксплуатации;
  • требуют минимальных усилий для обслуживания: поверка раз в 5 лет с возможностью ее проведения имитационным методом без демонтажа и остановки процесса;
  • подходят для измерения расхода в трубах как малых, так и больших размеров.

Свяжитесь с нами по телефону +7 (717) 264-05-13 или почте info@kazpitek.kz, и мы расскажем больше про термально-массовые расходомеры FCI и подберем оптимальное решение Вашей задачи.

Рубрики
Без рубрики

Сокращение затрат предприятия за счёт правильного выбора технологии измерения расхода газа

Сокращение затрат предприятия за счёт правильного выбора технологии измерения расхода газа

От точности измерения расхода воздуха и газов в технологических процессах зависит многое: безопасность персонала, качество продукции, соответствие экологическим нормам, эффективность и рентабельность производства. Если показания измерений некорректны, это может привести к серьезной аварии, остановке процесса, незапланированному техническому обслуживанию, замедлению темпа производства и в конечном счете снижению уровня безопасности и перерасходу средств.

Существует несколько технологий или, иначе говоря, методов измерения расхода воздуха и газа: метод, основанный на перепаде давления, вихревой, ультразвуковой, кориолисовый, термально-массовый методы и другие. Но только часть из них подходят для использования в тяжелых условиях эксплуатации, которые встречаются в химических и нефтехимических технологических процессах. Конечно, у каждой технологии есть свои сильные и слабые стороны. Одна и та же технология может подходить для одной точки учета и при этом не подходить для другой, даже если задачи схожи.

Стоимость владения неподходящего расходомера, если говорить про дополнительное обслуживание, ремонт и запчасти, может составлять сотни тысяч тенге. А если учесть последствия в виде снижения уровня безопасности или качества продукции, замедления темпа производства или несоблюдения экологических норм, то непонимание технологии измерения и, соответственно, неправильный выбор расходомера обойдутся еще дороже. Стоит помнить, что мы говорим об опасных производственных объектах, где может произойти не только остановка технологического процесса и простой, но и серьезные происшествия с несчастными случаями.

Далее рассмотрим основные задачи применения расходомеров и расскажем, на что обращать внимание при выборе той или иной технологии измерения. Данная статья будет интересна и полезна инженерам, метрологам и технологам, перед которыми стоит задача выбора, эксплуатации и обслуживания (в том числе метрологического) приборов измерения расхода воздуха или газа.

Типовые задачи измерения расхода

Расходомеры используют для измерения отдельного или суммарного расхода воздуха или газа. Учитывая опасную рабочую среду на производственных предприятиях, приборы должны иметь сертификат ТРТС 012 (взрывозащищенное исполнение) и соответствовать стандарту SIL как часть системы противоаварийной защиты (ПАЗ).

Типовые задачи измерения расхода

Качественная схема газораспределительной системы предприятия
Каждый технологический процесс требует определенное количество газов в виде сырья или для поддержания хода реакции. Как катализатор часто используют различные специфические газы, такие как водород, аргон или азот. Точное измерение этих газов необходимо для контроля процесса, учета газа и управления затратами.

Факельные системы

Типовая схема сброса газа на факел с общим коллектором

На нефтеперерабатывающих, нефтехимических и химических производствах используются автоматизированные системы, которые обеспечивают безопасность предприятия за счёт сброса и сжигания опасного газа, который образуется в ходе технологического процесса, на факельных установках, а также за счёт утилизации отходящих дымовых газов.

Точное, быстрое и надежное измерение расхода факельного газа имеет важное значение для обеспечения надлежащей работы всей системы утилизации, которая защищает людей и оборудование, поддерживает требуемый уровень безопасности работы и предотвращает загрязнение окружающей среды.

Газовые (азотные) подушки

Азотная подушка в емкостях используется в химической и нефтеперерабатывающей промышленностях для снижения уровня риска воспламенения пожароопасной и взрывоопасной жидкости. Она поддерживает требуемый уровень безопасности установки и способствует повышению производительности.
Схема подачи азота в емкости хранения продуктов под давлением
Азотная подушка формируется за счет подачи и точного учёта расходомером инертного газообразного азота в паровоздушное пространство резервуара или сосуда, который сводит к минимуму возможность взрыва или пожара за счет снижения содержания кислорода и концентрации легковоспламеняющихся и / или взрывоопасных паров. В этой задаче расходомер также отслеживает образование точек утечки азота, чтобы поддерживать требуемый уровень безопасности.

Учет отходящих дымовых газов

Измерение расхода отходящих газов через большие дымоходы с системами скрубберов необходимо в соответствии с законом «Об охране окружающей среды». Оптимальное решение здесь — многоточечная схема измерения с возможностью усреднения скорости потока по всей площади сечения трубы.

Движение отходящего газа в дымовой трубе

Основные сложности измерения расхода воздуха и газа

Для правильного выбора технологии измерения расхода стоит учесть все условия эксплуатации и обратить внимание на факторы, которые описаны далее.

Малые и большие скорости потока
Одинаково успешно справиться с малой и большой скоростью потока сможет прибор, который корректно работает в широком динамическом диапазоне.

Калибровка расходомера
Максимальную точность измерения и надежность работы покажет только расходомер, откалиброванный на газах, состав которых аналогичен реальному. Важно также, что в процессе калибровки воспроизведены условия техпроцесса, то есть давление, температура и расход.

Заводская установка калибровки расходомеров

Большие размеры трубопровода
В трубах большого диаметра, прямоугольных дымоходах и вентиляционных каналах лучше устанавливать расходомер, который проводит измерения не в одной, а сразу в нескольких точках.

Доступный прямой участок
Технологии расходомеров, основанные на измерении скорости потока, требуют наличие прямолинейных участков трубопровода до и после точки измерения. Но эти условия могут быть невыполнимы. В таком случае нужен прибор, который не зависит от геометрии трубопровода.

Ограниченный доступ
Доступ к трубопроводу для монтажа, техобслуживания и сервисных работ часто затруднен. Для установки и обслуживания расходомеров с проточной частью придется останавливать процесс и тратить временные и финансовые ресурсы на организацию дополнительных строительно-монтажных работ. Для таких ситуаций лучше подойдут приборы с погружным сенсором. Их легко устанавливать и извлекать через шаровой кран.

Сертификаты
При установке счетчиков в опасных (Ex) местах датчик должен соответствовать требованиям ТРТС 012 для установки в средах с потенциально опасными газами и быть утвержденного типа.

Основные технологии измерения расхода

Расходомеры нужны для измерения двух сред: жидкости и газа. Первую измеряют в объеме, вторую – в массе. И хотя некоторые технологии могут применяться и для жидкости, и газа, им при этом обязательно требуется компенсация по давлению и температуре и пересчет в массовый расход. Поэтому оптимальным вариантом для обеих сред будет, пожалуй, массовый расходомер. Мы в рамках данной статьи остановимся лишь на расходомерах газа.

Кориолисовые расходомеры
Принцип действия кориолисовых расходомеров основан на колебаниях трубки, в которой поток жидкости вызывает изменение частоты. Значение этой частоты пропорционально массовому расходу. Кориолисовые расходомеры часто используют в задачах коммерческого учета. Высокоточные приборы, но дорогие и требуют трудоемкой установки.

Перепад давления
Расходомеры, которые работают по перепаду давления, бывают 3-х типов: диафрагмы, трубки Пито и трубы Вентури. Обычно конструкция такого расходомера требует, чтобы среда проходила через две точки и создавала перепад давления, который пропорционален скорости потока. Такой принцип работы можно описать через уравнение Бернулли с некоторыми изменениями.

Приборы данного принципа действия требуют частого техобслуживания, поскольку грязь в потоке среды засоряет отверстия и снижает точность измерения. Плюс такие расходомеры обладают достаточно низким динамическим диапазоном. Но всё это частично компенсируется их механической стойкостью. Проще говоря, они реже ломаются.

Ультразвуковые расходомеры
Разработаны по технологии ультразвукового измерения расхода. Для измерения объемного расхода используют волну и эффект Доплера. В ультразвуковых расходомерах преобразователь излучает ультразвуковой луч в приемный сенсор. Частота передаваемого пучка линейно изменяется частицами или пузырьками в потоке жидкости и газа. Сдвиг частот между передатчиком и приемником используется для генерации сигнала, пропорционального скорости потока.

Эти приборы обладают высокой точностью и широким динамическим диапазоном. Недостатком таких расходомеров является их высокая стоимость и сложностью в настройке по месту эксплуатации.

Оптический метод
Расходомеры с оптическим зондированием основаны на лазерных технологиях и фотодетекторах. Этот метод требует присутствия частиц в потоке газа. Частицы рассеивают световой луч, и измеряется время, которое требуется этим частицам для перехода от одного лазерного луча к другому.

Также, как и ультразвуковые расходомеры, обладают высокой точностью и широким динамическим диапазоном, но бесперебойно работающий датчик стоит дорого.

Термально-массовые расходомеры
Расходомеры с термодисперсионными датчиками обеспечивают непосредственное измерение массового расхода. Два датчика температуры PT1000 в термогильзах расположены в потоке измеряемой среды. Один датчик нагревается, а другой измеряет фактическую температуру процесса. Разница температур между этими датчиками генерирует выходное напряжение, которое может использоваться для прямого измерения массового расхода газа без необходимости использования дополнительных датчиков давления и температуры для компенсации.

Такие приборы обладают высокой точностью, широким динамическим диапазоном, высокой надёжностью. Термально-массовые расходомеры просты в эксплуатации, настройке и монтаже. Они могут быть применимы для самых разных задач, начиная от учёта воздуха или других газов, в том числе технических газов в трубках от 6 мм, заканчивая учётом факельных газов и отходящих дымовых газов в газоходах размером более 5 метров в диаметре.

Калибровка расходомера

Второй по важности вопрос после выбора технологии измерения – калибровка расходомера. Для калибровки используют 2 метода:

  1. прямой, при котором расходомер калибруют для конкретного технологического газа и/или фактических компонентов используемого смешанного газа;
  2. эквивалентный, при котором расходомер калибруют по воздуху, а затем калибровку регулируют с помощью предварительно определенного поправочного коэффициента.

Перед тем, как принять решение о покупке следует уточнить у поставщика, какой метод калибровки он использует. Также важно знать, использует ли он собственную калибровочную лабораторию с испытательными стендами с эталонами высоких разрядов или проводит калибровку по контракту. В этом случае также стоит уточнить, с кем именно работает поставщик.

Особенности установки

Еще одним важным критерием выбора расходомера является расположение точки врезки и требования производителя к установке прибора. Большинство технологий требуют стабильного ламинарного профиля потока. Поэтому расходомер необходимо устанавливать на расстоянии от элементов, искажающих профиль, измеряемом в диаметрах трубы в каждом направлении. Датчики потока потенциально чувствительны к завихрениям воздуха/газа в трубе, а также к перепадам или скачкам давления.

Во многих случаях решить проблему неравномерного потока можно формирователями различных типов. Их устанавливают в трубу, чтобы выпрямить поток прежде, чем он достигнет расходомера.

Термально-массовые расходомеры FCI серии ST100

С точки зрения установки есть расходомеры двух типов: с проточной частью и погружные. Проточные расходомеры устанавливают соосно внутри секции трубы. Погружные – сверху через бобышку или штуцер.

Бывают расходомеры, установить которые можно только одним способом. Например, приборы на основе трубы Вентури должны быть установлены в линию внутри трубы. Для сравнения, термально-массовые расходомеры и измерительные приборы, которые работают по принципу перепада давления, можно установить как в проточную часть, так и погрузить в процесс.

Наконец, важно обратить внимание на то, что некоторые технологии расходомеров основаны на прямом измерении массы. Таким приборам не требуется дополнительная компенсация по давлению и температуре. Для расходомеров, которые основаны на объемных измерениях, нужно дополнительно устанавливать датчики давления и температуры и вычислитель, что напрямую влияет на стоимость проекта.

Требования к обслуживанию

Все расходомеры требуют технического обслуживания. При этом частота обслуживания бывает разная. Это зависит в том числе от типа измеряемой газовой смеси.

Конструкция некоторых расходомеров меньше подвержена загрязнению, и обслуживать ее проще. Например, расходомер с погружным зондом и сальниковыми уплотнениями можно быстро извлечь из трубы без остановки процесса, очистить на месте сжатым воздухом или тряпкой и вернуть в процесс.

Выводы

Контрольный список критериев, которые влияют на выбор расходомера, выглядит так:

  • точность измерения,
  • повторяемость результатов измерения,
  • технология (принцип измерения),
  • тип калибровки,
  • требования к установке,
  • частота и условия технического обслуживания,
  • стоимость.

При этом на реальную стоимость владения расходомером влияют 3 фактора: цена покупки, цена установки и цена жизненного цикла. Поэтому учитывать только закупочную стоимость будет некорректно.

Есть 2 типа установки расходомеров. Приборы с погружным зондом проще в монтаже, поэтому их обслуживание как правило обходится дешевле, чем расходомеров с проточной частью.

Последний по порядку, но не последний по значимости вопрос – это стоимость жизненного цикла расходомера. Как долго прибор будет эксплуатироваться? Какой у него срок службы: 5, 10 или 20 лет? Какое обслуживание потребуется в этот период?
У одних расходомеров в конструкции есть подвижные части, которые ломаются и требуют ремонта. В конструкции других есть небольшие измерительные отверстия, которые со временем забиваются грязной средой и требуют очистки. Все эти расходы увеличивают стоимость владения расходомером.

В заключение стоит отметить, что правильный выбор расходомера — это действительно важно.
Чем тщательнее изучена технология и возможности самого прибора, тем эффективнее будут принятые решения.

Напишите нам на info@kaspitek.kz, мы обсудим с Вами решение, которое учтет параметры
и особенности Вашей задачи.

Рубрики
Без рубрики

Применение манометров для безопасной эксплуатации газовых баллонов

Применение манометров для безопасной эксплуатации газовых баллонов

Технические газы в разном физическом состоянии имеют широкое применение в промышленности. Например, сжиженный газ в баллонах используют для сварки металлоконструкций в строительстве мостов. Также этот газ необходим для технологических процессов в медицине и металлургии.

Баллоны со сжатыми газами, особенно токсичными и горючими, – это большая опасность. При работе с ними необходима повышенная осторожность: если давление внутри баллона выйдет за допустимые пределы, например, из-за падения или воздействия высокой температуры, баллон взорвется. Пострадать могут люди и окружающая среда.

Организации, кто в своей деятельности использует баллоны со взрывоопасным газом:

  • производители систем контроля газовых баллонов 
  • производители систем пожаротушения газами 
  • производители аналитического оборудования и хроматографов 

Одна из причин взрыва баллонов — нарушение правил безопасности: охраны труда, пожарной и промышленной безопасности. Другая — использование манометров, которые не соответствуют требованиям «Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» (ПБ 03-576-03). Поскольку газы могут быть частично агрессивными, материалы, из которых изготовлены баллон, регулятор давления и манометр, также должны соответствовать этим правилам.

Манометры для контроля остаточного давления
в газовых баллонах

Для чего контролировать остаточное давление в баллоне

Еще одна причина взрыва баллона — смешение газов. Давление, под которым газ хранится в баллоне, — 150—200 бар. По мере расходования газа давление снижается. Если не контролировать остаточное давление и дать ему опуститься ниже требуемого, произойдет подсос окружающего воздуха с влагой или газа из соседнего баллона одной магистрали.

Например, газовая сварка – это два разных газа: ацетилен и кислород. При правильной пропорции они дают равномерное горение при смешивании. Но при подсосе одного газа в другой происходит неконтролируемое смешивание, из-за которого произойдет взрыв.

Почему газовый баллон не следует полностью опорожнять

Практически пустые баллоны с точки зрения взрывоопасности приравниваются к баллонам, наполненным газом. Поэтому в промышленности принято требование, что опорожненные баллоны должны быть с остаточным давлением не менее 0,05 Мпа. А баллоны для растворенного ацетилена — не менее 0,05 и не более 0,1 МПа.

Точно контролировать давление газа внутри баллона и, как следствие, обеспечивать безопасность персонала можно с помощью манометров.

Использование манометров на баллонах с опасными газами

Для точного контроля остаточного давления в баллонах с кислородом, ацетиленом и другими взрывоопасными газами и смесями используют специально разработанные манометры, которые инженеры называют «кислородными». Такие манометры отличаются тем, что в процессе производства они проходят специальную технологическую процедуру очистки сухим воздухом.

С их внутренних частей, которые вступают в непосредственный контакт с кислородом, удаляют все масло и смазку, оставшиеся после механической обработки. Иначе кислород, вступив в контакт с жирами или маслами, быстро окислит их, смесь воспламенится и разрушит манометр.

Пример воспламенившегося манометра,
установленного на кислородную магистраль

Использование манометров на баллонах с опасными газами

Для работы с неагрессивным газом необходимы манометры с внутренними деталями из цветного металла, нержавеющей стали или монеля. Перед тем, как принять решение, стоит также уточнить у производителя, проводит ли он проверку на утечку гелия. Чтобы контролировать остаточное давление в баллоне, мы рекомендуем использовать электроконтактные манометры.

Такой выбор обеспечит несколько преимуществ:

  • непрерывная поставка газа,
  • снижение затрат на дополнительную очистку баллона при полном использовании,
  • контроль минимального и максимального давления на выходе регулятора.

Напишите нам на info@kaspitek.kz, мы обсудим с Вами решение, которое учтет параметры
и особенности Вашей задачи.

Рубрики
Без рубрики

Современные системы для электронного управления высоким давлением

Современные системы для электронного управления высоким давлением

Автоматизированная система регулирования давления с панелью оператора

Упростить работу с высоким давлением и защитить оператора можно, если автоматизировать процесс. Для этого необходим стенд для электронного управления давлением. Такой стенд производится с учетом требований заказчика и может иметь, например, встроенный компьютер и монитор для формирования сценария управления давлением.

Управление давлением – важный технологический процесс, который встречается во многих отраслях промышленности. Одним из самых простых и наглядных примеров, когда необходимо управлять давлением, является проверка изделия на прочность в испытательном стенде. Подобные стенды используют в машиностроительном, авиационном, космическом, нефтегазовом, химическом и многих других производствах.

При проверке на прочность необходимо организовать избыточное давление в замкнутом объеме объекта испытаний. Источником избыточного давления может быть компрессор, насос или резервуар высокого давления.

Для испытания изделия, рассчитанного на работу с высоким давлением, используют несжимаемую среду, например, воду. Если изделие испытывают на низком давлении, используют сжимаемую среду: воздух или азот.

Механический блок автоматизированной системы
регулирования давления

Вода или другая жидкость практически не сжимается, поэтому даже при незначительном уменьшении количества среды давление в образце резко упадет, что сообщит о факте утечки.

В случае со сжимаемыми средами происходит по-другому. Газ равномерно заполняет весь объем объекта испытаний, и при повышении давления его концентрация увеличивается пропорционально. В результате заполнения полости газа внутри неё может стать в десятки раз больше, чем было до начала испытаний. Если возникает утечка, молекулы газа, как и воды, будут выходить через открывшееся отверстие. Разница в том, что скорость выходящего потока сжимаемой среды настолько высокая, что это создает эффект взрыва: отверстие резко увеличивается в размерах и происходит разрыв образца.

Независимо от используемый среды последствия нештатной ситуации при работе с высоким давлением опасны для оператора. Поэтому испытания проводят в закрытых бронекамерах. В этом случае управлять процессом возможно только дистанционно и встает вопрос об автоматизации части функций, в частности, контроля давления.

Кроме того, иногда стоит задача автоматизировать испытание на прочность, когда давление необходимо подавать ступенчато с шагом в несколько десятков бар и выдержкой в несколько минут. Такая методика испытаний буквально приковывает оператора к процессу.

Также необходимо учитывать, что давление внутри испытательного образца зависит от изменения объема, температуры или расхода среды. Чтобы поддерживать требуемое значение, оператору вручную приходится постоянно вносить корректировки.

Автоматизированный вариант — использовать электронный контроллер давления и организовать контур регулирования с обратной связью по значению давления. Регулирование в данном контуре будет производиться по заранее определенному правилу. Такой автоматизированный участок системы существенно упрощает работу оператора и снижает риск человеческого фактора.

Для управления давлением чаще всего используют регуляторы с тремя типами приводов: ручным, пневматическим и электрическим. Для электронного управления давлением подходят пневматический и электрический типы приводов.

Регуляторы с пневматическим управлением оснащены, соответственно, пневматическим приводом. Пример такого исполнительного механизма — мембранный привод. При подаче давления упругая мембрана формирует усилие и воздействует на регулирующий орган регулятора.

Для точной подачи давления на мембранный исполнительный механизм вместе с регулятором давления используют электронный PID-контроллер. Он управляет давлением в основной системе по заданным сценариям (корректируются на обычном компьютере). Благодаря цифровому или аналоговому сигналу PID-контроллер можно интегрировать в имеющуюся АСУТП (автоматизированная система управления технологическим процессом). Обратную связь он получает от встроенного датчика давления или любого другого установленного на технологическую линию датчика
с нормированным токовым сигналом.

Компания «Каспитек» проектирует и производит стенды для электронного управления давлением на базе контроллеров Tescom ER-5000. В зависимости от требований заказчика существуют разнообразные исполнения данных стендов, например, со встроенным компьютером и монитором для формирования сценария управления давлением.

Автоматизированная система регулирования давления
со встроенным ПК

Такие стенды — простые, но при этом многофункциональные приборы. Их удобно и легко эксплуатировать и обслуживать. Далее обоснуем это утверждение.

Эргономичность дизайна
Все органы управления подписаны и находятся на передней панели. Показывающие приборы (манометр, экран компьютера) расположены на уровне зрения оператора. На передней панели также изображена схема работы изделия. Стенд можно закрепить на стене, установить на стойке или заранее подготовленном рабочем месте.

Удобство обслуживания
Стенды проектируются таким образом, чтобы у оператора был доступ к внутренним элементам без необходимости использовать какие-либо инструменты. Например, на передней панели, как правило, устанавливаются лючок или дверка для удобного доступа к компонентам.

Надежность комплектующих
При производстве используются сертифицированные комплектующие, надежность которых подтверждена многолетним опытом использования. Готовые стенды проходят типовые испытания методами неразрушающего контроля, испытания давлением, чтобы подтвердить, что все элементы собраны правильно и прибор выдержит условия эксплуатации.

Упростить работу и защитить оператора можно, если автоматизировать процесс. Если за пример взять испытательные стенды, то речь идёт про электронное управление высоким давлением. Для этого потребуются регуляторы давления с пневматическим или электрическим приводом и PID-контроллер. Кроме того, есть возможность обратиться в «Каспитек» для разработки готового стенда для электронного управления давлением.

Приобрести готовую систему выгодно, поскольку Вам не придется разрабатывать и собирать систему самостоятельно, не возникнет сложностей при обслуживании стенда. Вместе с тем с готовой системой Вы приобретаете гарантию ее надежности и уверенность в результатах испытаний.

Напишите нам на info@kaspitek.kz, мы обсудим с Вами решение, которое учтет параметры
и особенности Вашей задачи.

Рубрики
Без рубрики

Применение PID-контроллеров в испытательных стендах высокого давления

Применение PID-контроллеров в испытательных стендах высокого давления

Для равномерного расхода среды и независимого контроля давления в испытательные стен-ды устанавливают контроллеры, которые автоматически реагируют на изменения и поддер-живают постоянство значения давления. В статье рассматриваем применение PID-контроллеров в испытательном оборудовании.

Колебания давления в испытательных стендах приводят к нестабильному расходу рабочей среды и потере контроля над процессом. Тестируемое оборудование и весь испытательный стенд в таком случае могут выйти из строя. Кроме того, изменение состояния газов и жидко-стей из-за таких колебаний дает некорректные результаты испытаний и создает угрозу без-опасности оборудования и персонала.

Чтобы расход среды был равномерный и контроль давления независимый, в испытательные стенды устанавливают контроллеры, которые автоматически реагируют на изменения в про-цессе и поддерживают постоянство значения давления.

Типовые применения контроллеров:

  • испытательное оборудование;
  • калибровочные стенды;
  • формовка и литье металла и пластика;
  • нанесение покрытия напылением;
  • испытательные стенды на разрыв;
  • удаленное управление подачей газов, в том числе природного газа.

В данной статье мы подробно рассмотрим применение контроллеров в испытательном обо-рудовании, а именно в стенде испытаний электроклапанов. Информацию о принципах рабо-ты и фотографии предоставил разработчик и изготовитель стенда — компания ООО «Лаборатория автоматизированных систем (ЛАС)».

PID-контроллеры для автоматизации и дистанционного управления

Отличное техническое решение для автоматизации и дистанционного управления испытани-ями – электропневматические контроллеры со встроенным PID-регулятором (Proportional, Integral, Derivative – пропорционально интегрально дифференцирующее устройство).
PID-контроллер Tescom ER5000

PID-контроллеры Tescom серии ER5000 — это приборы новейшего поколения, которые обес-печивают высокоточный контроль давления в различных промышленных и лабораторных применениях. Их используют как самостоятельный регулятор давления для чистых и инертных газов в диапазоне от 0 до 6,9 бар или как управляющее устройство вместе с регуляторами давления Tescom.

Преимущества ER5000 в том, что это:

  • автоматический PID-контроллер: получая обратную связь от датчика давления, он корректирует свои действия без участия оператора;
  • приборы имеют сертификат о безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах.

Для удаленного автоматического регулирования давления в диапазоне от вакуума до 2 000 бар, ER5000 используют с регуляторами давления Tescom большинства моделей. Контроллер в любом случае обеспечит высокую точность, стабильность регулирования и быстрый отклик на команды пользователя.

Расчет стоимости диагностики и поиска причины выведен из предположения, что зарплата механика — 60 000 руб. и расстояние до места установки реле — до 1 км.

Система автоматизации: ПО, PID-контроллер и датчик давления

Система автоматизации устраняет колебания давления, которые возникают при ручной настройке регуляторов. А удаленный контроль процесса через ПО обеспечивает безопасность оператора при работе с оборудованием в потенциально опасной зоне.

В комплекте с контроллером ER5000 идет программное обеспечение ERTune™, установка ко-торого не требует специальных знаний и больших затрат времени. Это ПО с понятным интер-фейсом, которое запускается как обычное приложение на ПК.

Интерфейс ERTune упростит процесс проведения испытаний
В ERTune™ оператор задает параметры цикличного процесса, а программа собирает и реги-стрирует данные для отчета. Дополнительное программирование оборудования не требует-ся.
Оборудование Tescom с устрановленными контроллерами
(черная схема – это и есть контроллер)

Опыт применения PID-контроллеров в стенде испытаний электроклапанов

Автоматизированная система электроиспытаний агрегатов пневмоавтоматики предназначе-на для проведения приемо-сдаточных и периодических испытаний электропневмоклапанов, клапанов с моторным приводом, блоков клапанов и др.
Пневмопульт для проведения испытаний

Перед «Лабораторией автоматизированных систем» стояла задача повысить качество испытаний, исключить влияние человеческого фактора и провести процесс по заданному сценарию
в автоматизированном режиме.

Нужно было, чтобы инженер-испытатель создал сценарий, слесарь-испытатель смонтировал объект испытаний к пневматическим и электрическим магистралям, выбрал из базы данных тип объекта и вид испытаний (приемо-сдаточные или периодические), нажал кнопку «Запуск» и далее только наблюдал за ходом процесса.

Для реализации поставленной задачи в испытательный стенд необходимо было установить систему автоматизации с PID-контроллером, которая смогла бы выполнять заданную про-грамму нагрузки изделия, отслеживать изменения в системе и оперативно реагировать на них.

Такую систему автоматизации интегрировали в пневмопульт (собственная разработка «Лабо-ратории автоматизированных систем»), который обеспечил автоматическую подачу давления заданной величины по установленному циклу. В этом пневмопульте вместо классических манометров давление измерялось быстродействующими (1 мс время отклика) датчиками, сигналы с которых расходились на цифровые индикаторы и PID-контроллер.

Контроллер ER5000 с датчиком давления в цепи обратной связи в пневмопульте поддерживал точное давление в линиях 400 и 55 кгс/см². Более того, он обеспечивал и плавную подачу рабочей среды с заданной скоростью.

У электронных приборов также есть функция смещения, которая позволяет изме-нять значение на дисплее для еще большей точности, когда это необходимо.
За непосредственное регулирование давления отвечал PID-контроллер ER5000
с регулятором давления Tescom серии 26-2000
В пневмопульте также установили отсечные клапаны Tescom серий VA и VG. При резком из-менении давления клапаны получали сигнал от контроллера и быстро перекрывали подачу рабочей среды, чтобы предотвратить дальнейшее разрушение объекта испытаний.
Клапан с пневмоуправлением серии VG с установленным соленоидным клапаном

Таким образом пневмопульт с установленным PID-контроллером и отсечными клапана-ми полностью автоматизировал процесс испытаний. Оператору, находившемуся за рабочим местом, не пришлось выполнять никаких действий вручную, кроме как задать программу и запустить испытание. И если в процессе происходило нарушение, система автоматизации моментально на это реагировала. По окончанию испытаний оператор получал отчет о том, что объект успешно прошел испытание по заданной программе.

Без установленного в испытательном стенде PID-контроллера оператору придется вручную проводить все действия для контроля процесса, что значительно усложнит испытания. Использование контроллеров без встроенного PID-регулятора не даст ожидаемого результата, потому что процесс станет автоматическим только наполовину: корректировать подачу давления в случае изменений в процессе оператор все равно будет вручную.

Подбираете оборудование для автоматизации и дистанционного управления испытаниями? У нас есть, что Вам предложить! Напишите нам на info@kaspitek.kz, мы обсудим с Вами решение, которое учтет параметры
и особенности Вашей задачи.
Оставить заявку

Заполните поля формы и наши специалисты вернуться к вам с обратной связью в самое ближайшее время