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
Если пульсация измеряемой среды превышает допустимую норму или есть вероятность гидравлических ударов, нужно минимизировать их воздействие на чувствительные элементы прибора.
Недопустимо использовать для уплотнения пакли и сурика!
отменен/утратил силу Редакция от 02.09.1997
Наименование документ | "ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА И БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СОСУДОВ, РАБОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ. ПБ 10-115-96" (утв. Постановлением Госгортехнадзора РФ от 18.04.95 N 20) (ред. от 02.09.97) |
Вид документа | постановление, перечень, правила |
Принявший орган | госгортехнадзор рф |
Номер документа | 20 |
Дата принятия | 01.01.1970 |
Дата редакции | 02.09.1997 |
Дата регистрации в Минюсте | 01.01.1970 |
Статус | отменен/утратил силу |
Публикация |
|
Навигатор | Примечания |
"ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА И БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СОСУДОВ, РАБОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ. ПБ 10-115-96" (утв. Постановлением Госгортехнадзора РФ от 18.04.95 N 20) (ред. от 02.09.97)
5.3. Манометры
5.3.1. Каждый сосуд и самостоятельные полости с разными давлениями должны быть снабжены манометрами прямого действия. Манометр устанавливается на штуцере сосуда или трубопроводе между сосудом и запорной арматурой.
5.3.2. Манометры должны иметь класс точности не ниже: 2,5 - при рабочем давлении сосуда до 2,5 МПа (25 кгс/кв. см), 1,5 - при рабочем давлении сосуда выше 2,5 МПа (25 кгс/кв. см).
5.3.3. Манометр должен выбираться с такой шкалой, чтобы предел измерения рабочего давления находился во второй трети шкалы.
5.3.4. На шкале манометра владельцем сосуда должна быть нанесена красная черта, указывающая рабочее давление в сосуде. Взамен красной черты разрешается прикреплять к корпусу манометра металлическую пластину, окрашенную в красный цвет и плотно прилегающую к стеклу манометра.
5.3.5. Манометр должен быть установлен так, чтобы его показания были отчетливо видны обслуживающему персоналу.
5.3.6. Номинальный диаметр корпуса манометров, устанавливаемых на высоте до 2 м от уровня площадки наблюдения за ними, должен быть не менее 100 мм, на высоте от 2 до 3 м - не менее 160 мм.
Установка манометров на высоте более 3 м от уровня площадки не разрешается.
5.3.7. Между манометром и сосудом должен быть установлен трехходовой кран или заменяющее его устройство, позволяющее проводить периодическую проверку манометра с помощью контрольного.
В необходимых случаях манометр в зависимости от условий работы и свойств среды, находящейся в сосуде, должен снабжаться или сифонной трубкой, или масляным буфером, или другими устройствами, предохраняющими его от непосредственного воздействия среды и температуры и обеспечивающими его надежную работу.
5.3.8. На сосудах, работающих под давлением выше 2,5 МПа (25 кгс/кв. см) или при температуре среды выше 250 град. C, а также со взрывоопасной средой или вредными веществами 1-го и 2-го классов опасности по ГОСТ 12.1.007 вместо трехходового крана допускается установка отдельного штуцера с запорным органом для подсоединения второго манометра.
На стационарных сосудах при наличии возможности проверки манометра в установленные настоящими Правилами сроки путем снятия его с сосуда установка трехходового крана или заменяющего его устройства необязательна.
На передвижных сосудах необходимость установки трехходового крана определяется разработчиком проекта сосуда.
5.3.9. Манометры и соединяющие их с сосудом трубопроводы должны быть защищены от замерзания.
5.3.10. Манометр не допускается к применению в случаях, когда:
отсутствует пломба или клеймо с отметкой о проведении поверки;
просрочен срок поверки;
стрелка при его отключении не возвращается к нулевому показанию шкалы на величину, превышающую половину допускаемой погрешности для данного прибора;
разбито стекло или имеются повреждения, которые могут отразиться на правильности его показаний.
5.3.11. Поверка манометров с их опломбированием или клеймением должна производиться не реже одного раза в 12 месяцев. Кроме того, не реже одного раза в 6 месяцев владельцем сосуда должна производиться дополнительная проверка рабочих манометров контрольным манометром с записью результатов в журнал контрольных проверок. При отсутствии контрольного манометра допускается дополнительную проверку производить проверенным рабочим манометром, имеющим с проверяемым манометром одинаковую шкалу и класс точности.
Порядок и сроки проверки исправности манометров обслуживающим персоналом в процессе эксплуатации сосудов должны определяться Инструкцией по режиму работы и безопасному обслуживанию сосудов, утвержденной руководством организации - владельца сосуда.