Требования к манометрам. Как правила трактуют нанесение метки предельного значения на шкалах измерительных приборов Как выбирается шкала манометра

Выбор шкалы манометра.

Необходимо знать:

1 Шкалы приборов по ГОСТу

2 Требования правил к манометрам (оптимальное показание манометра, если стрелка прибора при рабочем давлении находится во 2/3 шкалы).

Для решения задачи мы имеем формулу Ршк=3/2Рраб.

Например: Дано: Рраб=36кгс/см 2 . Определить Ршк?

Решение: Ршк = 3 36/2=54кгс/см 2 .

Выбираем ближайшую шкалу по ГОСТу в сторону увеличения. Это 60 кгс/см 2

Таким образом: Ршк=60

Требование к установке манометра

1. Шкала должна быть чётко видна.

2. Подход к манометру должен быть свободным.

3. В зависимости от высоты установки манометра выбирается диаметр прибора:

· до 2х метров - диаметр 100мм;

· от 2х до Зх метров - диаметр 160мм;

· свыше Зх метров - установка манометра запрещена.

4. Каждый манометр должен иметь отключающее устройство (Зх ходовой кран, вентиль или кран)

Правила обслуживания манометра .

Согласно технической инструкции производить посадку на «О»

Ведомственный осмотр 1 раз в 6 месяцев.

Государственная поверка- 1 раз в 12 месяцев.

Снимать и устанавливать манометры только при помощи ключа.

В случае пульсации давления необходимо принимать меры:

· при малой пульсации вваривается компенсатор;

· при большой пульсации используется специальное устройство - расширитель с двумя дросселями.

Существует три вида давления:

1. Барометрическое (атмосферное)- Рб;

2. Манометрическое (избыточное)- Рм;

3. Абсолютное Ра =Рб +Рм .

Приборы для измерения температуры

Классификация

· Жидкостные термометры;

· Манометрические термометры;

· Термопреобразователи сопротивления;

· Термоэлектрические преобразователи.

Единицы измерения температуры:

1. Системные единицы – К (Кельвин); (Т)

2. Внесистемные –С (Цельсия) (t)

3. ОК° = -273,15С°

Перевод внесистемных единиц в системные

Т = t+273,15

Жидкостные термометры : класс точности не ниже 1,5. Основаны на изменении объема жидкости от нагревания. Диапазон измерений от -190 до +600 С. Представляет собой закрытый стеклянный резервуар, соединённый с капилярной трубкой. В качестве жидкости используется ртуть, этиловый спирт, эфир.

Манометрические термометры состоят:

· 2 - термобаллон;

· 1 - капиллярная трубка;

· 6 - чувствительный элемент.

Принцип работы прибора основан: на зависимости давления жидкости или пара с жидкостью в замкнутой системе постоянного объема от температуры.

Бывают: 1 жидкостные – ТПЖ; 2 газовые – ТПГ, 3 парожидкостные ТПП. Диапазон измерения -160 -+750С 0

Термопреобразователи сопротивления.

Действие прибора основано на изменении сопротивления проводника от изменения температуры. Диапазон измерения от -260 до +1100 о С.

Термопреобразователь сопротивления устанавливают по месту. Работает со вторичным прибором:

Соединительные провода. Вторичный прибор (без вторичного прибора не работает) Vj ТСП - термометр сопротивления платиновый. ТСМ - термоприобразователь сопротивления медный.

Термоэлектрический преобразователь . Действие прибора основано на явлении термоэлектрического эффекта. При этом при изменении температуры изменяется ЭДС. Преобразователь термоэлектрический. Соединительные провода. Вторичный прибор ТХК - термоприобразователь хромель - копелевый. ТХА - термопреиобразователь хромель - алюмелевый. Диапазон измерений от-100"до +2200 о С.

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.

Манометры должны иметь класс точности не ниже: 2,5 - при рабочем давлении сосуда до 2,5 МПа (25 кгс/см2), 1,5 - при рабочем давлении сосуда выше 2,5 МПа (25 кгс/см2).

Манометр должен выбираться с такой шкалой, чтобы предел измерения рабочего давления находился во второй трети шкалы.

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.

Манометр должен быть установлен так, чтобы его показания были отчетливо видны обслуживающему персоналу.

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.

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.

На сосудах, работающих под давлением выше 2,5 МПа (25 кгс/см2) или при температуре среды выше 250°С, а также со взрывоопасной средой или вредными веществами 1-го и 2-го классов опасности по ГОСТ 12.1.007-76 вместо трехходового крана допускается установка отдельного штуцера с запорным органом для подсоединения второго манометра.

На стационарных сосудах при наличии возможности проверки манометра в установленные Правилами сроки путем снятия его с сосуда установка трехходового крана или заменяющего его устройства необязательна.

Манометры и соединяющие их с сосудом трубопроводы должны быть защищены от замерзания.

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.

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.

На шкале приборов предназначенных для измерения давления в обязательном порядке должна быть нанесена красная черта. Что она обозначает? Для каких целей ее устанавливают?

На территории нашей страны действует множество нормативных документов, регламентирующих правила эксплуатации трубопроводов, емкостей и пр. И, практически в каждом документе указано, что на шкале манометра в обязательном должна быть нанесена красная полоса. Ее назначение показания предельных значений измеряемого параметра. Вместо нанесения черты на шкалу, допустимо использовать другие способы маркировки, например металлический флажок красного цвета. Это необходимо для того чтобы можно было наблюдать за контролируемым параметром издалека.

В соответствии с правилами безопасности в нефтяной и газовой промышленности прямо указано, что на манометры, расположенные на высоте более двух метров, такая метка в обязательном порядке должна быть нанесена.

Технический манометр по своему устройству относят к трубчато-пружинным механизмам. Конструктивно он состоит из:

корпуса;
стояка;
пустотелой изогнутой трубки;
стрелка (стрелки);
сектор с нанесенными зубьями;
шестерни;
пружины.

Ключевая деталь – это трубка. Она нижним концом связана с полой частью стояка. Верхний конец трубки запаян и может перемещаться, при этом, он передает движение на сектор, установленный на стояке, и в конце этого механизма, установлена шестерня, с закрепленной на нем стрелкой. После включения манометра к емкости или трубопроводу, на котором будет проводиться измерение давления. Давление, которое сосредоточено внутри манометра, через описанный механизм пытается выправить трубку. Движение трубки, в результате, приводит к движению стрелки. После всего этого, стрелка показывает измеряемое давление.

Как пользоваться техническим манометром

Обслуживание технического манометра состоит из нескольких простых операций. В частности, это проверка его работоспособности, снятие информации с измерительной шкалы, подачу давления, выполнения обнуления. Если в приборе загрязнилась жидкость, то ее необходимо поменять, в противном случае, это приведет к искажению проводимых измерений. При проведении обслуживания необходимо выполнить проверку наличия достаточного количества рабочей жидкости. Если ее уровень недостаточен, ее необходимо долить, руководствуясь требованиями инструкции по эксплуатации измерительного прибора.

Все устройства для измерения давления должны быть отнивелированы по уровню выполнения замеров. В противном случае показания будут разниться.

У большинства наклонных приборов встроено устройство для нивелирования манометра. Устройство может поворачиваться до того момента пока пузырек в уровне не займет правильное положение на нулевой отметке.

Диапазон измеряемых давлений

В практической деятельности разделяют следующие виды давления: абсолютное, барометрическое, избыточное, вакуум.
Абсолютное – это показатель давления, измеренный относительно полного вакуума. Этот показатель не может быть ниже ноля.
Барометрическое – это атмосферное давление. На его уровень оказывает влияние высота над нулевой отметкой (уровень моря). На этой высоте принято считать, что давление равно 760 мм р.с. для манометров эта величина равняется нулю.
Избыточное давление – это размер, показывающий между абсолютным и брометрическим давлением. Особенно это актуально тогда, когда абсолютное давления в отношении барометрического.

Вакуум – это величина, которая показывает разницу между абсолютным и барометрическим давлением при условии превышения барометрического.

То есть, вакуумметрическое давление не может превышать барометрическое. Другими словами, приборы для измерения вакуума измеряют его разряжение.

Ни одно современное здание не обходится без отопительной системы. А для ее стабильной и безопасной эксплуатации требуется точный контроль давления теплоносителя. Если давление в пределах гидравлического графика стабильное, то отопительная система работает нормально. Однако при ее повышении появляется риск разрыва трубопровода.

Понижение давления также может привести к таким негативным последствиям, как, например, образование кавитации, то есть в трубопроводе образуются пузырьки воздуха, которые, в свою очередь, могут вызвать коррозию. Поэтому поддерживать нормальное давление крайне необходимо, и благодаря манометру это становиться возможным. Помимо отопительных систем такие приборы применяются в самых различных областях.

Описание и назначение манометра

Манометр представляет собой прибор, измеряющий уровень давления. Существуют такие виды манометров, которые применяются в самых разных отраслях, и, разумеется, для каждой из них предназначен свой манометр. Для примера можно взять барометр - прибор, предназначенный для измерения давления атмосферы. Они широко применяются в машиностроении, в сельском хозяйстве, в строительстве, в промышленности и в других сферах.

Эти приборы измеряют давление, и это понятие растяжимое, по крайней мере, и у этой величины также есть свои разновидности. Чтобы ответить на вопрос о том, какое давление показывает манометр, стоит рассмотреть этот показатель в целом. Это величина, определяющая отношение силы, действующей на единицу площади поверхности, перпендикулярно этой поверхности. Практически любой технологический процесс сопровождается этой величиной.

Виды давления:

Для измерения каждого из перечисленных выше видов показателей существуют определенные типы манометров.

Типы манометров различаются по двум признакам: по виду измеряемого ими показателя и по принципу действия.

По первому признаку они подразделяются на:

Они работают по принципу уравновешивания разницы давлений определенной силой. Поэтому устройство манометров разное, в зависимости от того, как именно происходит это уравновешивание.

По принципу действия они делятся на:

По назначению существуют такие виды манометров, как:

Устройство и принцип действия

Устройство манометра может иметь различную конструкцию в зависимости от вида и предназначения. Так, например, устройство, измеряющее напор воды, имеет довольно простую и понятную конструкцию. Она состоит из корпуса и шкалы с циферблатом, которая отображает значение. В корпусе имеется встроенная пружина трубчатая либо мембрана с держателем, трипко-секторным механизмом и упругий элемент. Прибор функционирует по принципу уравнивания давления за счет силы изменения формы (деформации) мембраны либо пружины. А деформация, в свою очередь, приводит в движение чувствительный упругий элемент, действие которого отображается на шкале с помощью стрелки.

Жидкостные манометры состоят из длинной трубки, которую наполняют жидкостью. В трубке с жидкостью находится подвижная пробка, на которую влияет рабочая среда, измерять силу напора следует в зависимости от перемещения уровня жидкости. Манометры могут предназначаться для измерения разницы, такие устройства состоят из двух трубок.

Поршневые - состоят из цилиндра и поршня, расположенного внутри. Рабочая среда, в которой измеряется давление воздействует на поршень и уравновешивается грузом некоторой величины. Когда показатель изменяется, поршень перемешается и приводит в действие стрелку, которая показывает значение давления.

Термопроводные состоят из нити накаливания, которые нагреваются, когда через них пропускается электрический разряд. Принцип работы таких приборов основан на снижении теплопроводности газа с давлением.

Манометр Пирани назван так в честь Марчелло Пирани, который впервые сконструировал устройство. В отличие от термопроводных, состоит из металлической проводки, которая также нагревается во время прохождения через нее тока и охлаждается под воздействием рабочей среды, а именно газа. При уменьшении давления газа снижается и эффект охлаждения, а температура проводки возрастает. Величина измеряется посредством измерения напряжения в проводе во время прохождения через нее тока.

Ионизационные являются самыми чувствительными устройствами, которые используются для вычисления малых давлений. Как следует из названия устройства, его принцип работы основывается на измерении ионов, которые образуются под воздействием электронов на газ. Количество ионов зависит от плотности газа. Однако ионы имеют очень нестабильную природу, которая напрямую зависит от рабочей среды газа или пара. Поэтому для уточнения применяются другой вид манометра Мак Леода. Уточнение происходит за счет сравнения показателей ионизационного манометра, с показаниями прибора Мак Леода.

Существует два вида ионизационных устройств: с горячим и холодным катодом.

Первый вид был сконструирован Баярдом Аллертом, состоит из электродов, которые работают в режиме триода, а в качестве катода выступает нить накала. Самый распространённый вид горячего катода - ионный манометр, в конструкции которого помимо коллектора, нити и сетки встроен небольшой ионный коллектор. Такие приборы очень уязвимы, они могут легко потерять калибровку, в зависимости от условий работы. Поэтому показания этих приборов всегда логарифмичны.

Холодный катод также имеет свои разновидности: интегрированный магнетрон и манометр Пеннинга. Их главное отличие заключается в положении анода и катода. В конструкции этих приборов нет нити накалывания, поэтому им для работы им требуется напряжение до 0,4 кВт. Использовать такие устройства не эффективно при низком уровне давления. Поскольку они могут просто не заработать и не включиться. Принцип их работы основан на выработке тока, что невозможно при полном отсутствии газа, особенно для манометра Пеннинга. Так как устройство работает только в определенном магнитном поле. Оно необходимо для создания нужной траектории движения ионов.

Маркировка по цвету

Манометры, измеряющие давление газа, имеют цветные корпуса, их специально окрашивают в различные цвета. Существует несколько основных цветов, которые используются для окрашивания корпуса. Как, например, манометры, которые измеряют давление кислорода, имеют корпус голубого цвета с условным обозначением О2, аммиачные манометры имеют корпус, окрашенный в желтый цвет, ацетиленовые - белого цвета, водородные - темно-зеленого, хлорные - серого. Приборы, измеряющие давление горючих газов, окрашиваются в красный цвет, а негорючих -черный.

Преимущества использования

В первую очередь, стоит отметить универсальность манометра, который заключается в возможности контролировать давление и поддерживать ее на определенном уровне. Во-вторых, устройство позволяет получить точные показатели нормы, так и отклонение от них. В-третьих, доступность практически любо человек может себе позволить приобрести данный прибор. В-четвертых, устройство способно работать стабильно и бесперебойно на протяжении длительного времени, и не требует специальных условий или навыков.

Использование таких устройств в таких областях, как медицина, химическая промышленность, машино- и автомобилестроение, морской транспорт и других требующих точного контроля давления, значительно облегчает работу.

Класс точности прибора

Манометров очень много, и каждому виду присваивается определенный класс точности согласно предписаниям ГОСТ, под которым понимается допустимая погрешность, выражающаяся в процентном отношении к диапазону измерений.

Существует 6 классов точности: 0,4; 0,6; 1; 1,5; 2,5; 4. У каждого типа манометра они также различаются. Приведенный выше список относится к рабочим манометрам. Для пружинных устройств, к примеру, соответствуют следующие показатели 0,16; 0,25 и 0,4. Для поршневых - 0,05 и 0,2 и так далее.

Класс точности имеет обратно пропорциональную зависимость от диаметра шкалы прибора и от типа прибора. То есть, если диаметр шкалы больше, то точность и погрешность манометра уменьшается. Класс точности условно принято обозначать следующими латинскими буквами KL также можно встретить и CL, которая указывается на шкале прибора.

Значение погрешности можно вычислить. Для этого используется два показателя: класс точности или KL и диапазон измерений. Если класс точности (KL) равен 4, то диапазон измерений составит 2,5 МПа (Мегапаскаль), а погрешность будет равна 0,1 МПа. Вычисляется по формуле произведение класса точности и диапазона измерений, деленное на 100 . Поскольку погрешность выражается в процентах, результат нужно переводить в проценты путем деления на 100.

Помимо основного вида, существует и дополнительная погрешность. Если для вычисления первого вида используются идеальные условия или натуральные величины, влияющие на особенности конструкции прибора, то второй вид напрямую зависит от условий. Например, от температуры и вибрации или других условий.

· 0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0

· 6 10 16 25 40

· 60 100 160 250 400

· 600 1000 1600 кгс/см 2

Билет № 7

Манометры с одновитковой трубчатой пружиной ОБМ

ОБМ-100; ОБМ-160 - манометры общего назначения;

100, 160 - диаметр корпуса в мм.

Эти приборы наиболее распространены. Их преимущества: простота устройства; надежность в работе; компактность; большой диапазон измерения; малая стоимость.

Принцип действия основан на уравновешивании измеряемого давления силой упругой деформации пружины.

Под действием давления сечение трубки стремится принять круглую форму, вследствие чего трубка разворачивается на величину, пропорциональную давлению. При снижении давления до атмосферного, трубка принимает первоначальную форму.

Чувствительным элементом (ЧЭ) манометра является одновитковая трубчатая пружина, представляющая собой согнутую по окружности трубку с сечением в форме овала. Трубчатая пружина изготавливается из бронзы, латуни или стали в зависимости от назначения прибора и пределов измерения.

Один конец трубки впаян в держатель со штуцером, который предназначен для присоединения манометра к источнику давления.

Второй конец трубки - свободный, герметически закрыт.

К свободному концу трубчатой пружины присоединена тяга. Другой конец тяги подсоединяется к хвостовику зубчатого сектора. Хвостовик зубчатого сектора имеет прорезь (кулису), вдоль которой при регулировке прибора можно перемещать конец тяги.

Зубчатый сектор удерживается на оси и входит в зацепление с маленькой шестеренкой, называемой трибкой. Она жестко насажена на ось стрелки.

Для устранения «мертвого хода» стрелки, вызванного наличием люфтов в соединениях, манометр снабжается упругим волоском спиральной формы, изготавливаемым из фосфористой бронзы. Внутренний конец волоска крепится к оси стрелки, а внешний - к неподвижной части прибора.

Под действием давления внутри трубки свободный конец ее перемещается и тянет за собой тягу. При этом поворачивается зубчатый сектор и трибка, на оси которой насажена стрелка. Конец стрелки показывает по шкале прибора величину измеряемого давления.

Рис. 2.4 Пружинный манометр:

1 –ниппель;

2 –держатель;

3 - (корпус) плата;

5 –шестерёнка (трибка);

6 –пружина;

7- трубка Бурдона;

8- запаянный конец;

9 -зубчатый сектор;

10 –стрелка;

В зависимости от назначения манометры имеют следующие маркировки:

МТП, МВТП - виброустойчивые;

СВ - сверхвысокого давления;

МТИ, ВТИ - точных измерений (класс точности 0,6; 1,0);

МО, ВО - образцовые (класс 0,4);

МТ, МОШ, ОБМ - технические.

Билет №9

Подбор манометров по разрешенному

рабочему давлению

На шкале манометра должна быть нанесена красная черта, соответствующая разрешенному рабочему давлению.

Красная черта ставится на 2/3

шкалы манометра.

Рис. 2.5. Красная черта манометра

Билет №10

Если нужно подобрать манометр по разрешенному давлению Р разр, то

и подбирают ближайшее большее значение из манометрического ряда.

Пример:

Подобрать шкалу манометра, если Р разр = 10 кгс/см 2

Такой шкалы нет, поэтому шкала выбирается от 0 до 16 кгс/см 2 .

Билет №11

Электроконтактные манометры

Они имеют электрическое контактное устройство, срабатывающее при достижении заданного давления и посылающее импульс в сигнальные устройства.

Манометр снабжен двумя контрольными стрелками с контактами. Контрольные стрелки устанавливают на «max» и «min» давления, а стрелка прибора, несущая контакты, перемещаясь, дает сигнал, если давление достигло значений, установленных контрольными стрелками.

ЭКМ - электроконтактный манометр (применяется для сигнализации параметров во взрывобезопасных помещениях);

ЭКВ - электроконтактный вакуумметр;

ВЭ-16рб- электроконтактный манометр, во взрывозащищённом исполнении.

Билет №12

Схема контроля давления

Некоторые условия обозначения КИПиА: