Как правила трактуют нанесение метки предельного значения на шкалах измерительных приборов. Стандартные шкалы манометров Разрешенное рабочее давление на манометре

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

Давление - один из важнейших параметров технологических процессов.

Давлением называется отношение силы, действующей на площадь, к величине площади.

где F – сила;

S – площадь.

Различают давления:

1) барометрическое (атмосферное) - Р атм ;

2) абсолютное - Р абс ;

3) избыточное - Р изб ;

4) вакуум (разрежение) - Р вак

1. Барометрическое давление - это давление атмосферы, окружающей земной шар.

2. Абсолютное давление - это полное давление, под которым находятся жидкость, газ или пар.

Р абс = Р изб + Р атм

3. Избыточное давление - это давление сверх атмосферного.

Р изб = Р абс - Р атм

4. Если из закрытого сосуда откачать часть воздуха, то абсолютное давление внутри сосуда понизится и станет меньше, чем атмосферное. Такое давление внутри сосуда называется вакуумом.

Вакуум - это недостаток давления до атмосферного.

Р вак = Р атм - Р абс

Рис. 2.1 Виды давлений

Остаточное давление определяется по формуле:

Р ост = Р атм – Р вак,

где Р атм = 760 мм рт.ст.

Единицы измерения давления

Единица измерения давления в системе СИ - Паскаль (Па).

Паскаль - это давление с силой 1 Н на площадь 1 м 2 .

Внесистемные единицы: кгс/см 2 ; мм вод.ст.; мм рт. ст; бар, атм.

Соотношение между единицами измерения:

1 кгс/см 2 = 98066,5 Па

1 мм вод.ст. = 9,80665 Па

1 мм рт.ст. = 133,322 Па

1 бар = 10 5 Па

1 атм = 9,8* 10 4 Па

Классификация приборов для измерения давления

I. По принципу действия:

1) жидкостные;

2) деформационные;

3) грузопоршневые;

4) электрические.

II. По роду измеряемой величины:

1) манометры - приборы для измерения абсолютного и избыточного давления;

2) вакуумметры - приборы для измерения вакуума;

3) мановакуумметры - для измерения избыточного давления и вакуума;

4) дифманометры - для измерения разности двух давлений;

5) барометры - для измерения атмосферного давления;

6) напоромеры (микроманометры) - для измерения малых избыточных давлений;

7) тягомеры - приборы для измерения малых разрежений;

8) тягонапоромеры - приборы для измерения малых избыточных давлений и малых разрежений.

Деформационные приборы

(пружинные манометры)

В этих приборах давление определяется по деформации упругих элементов.

Рис.2.3 Упругие элементы пружинных манометров:

а) одновитковая трубчатая пружина (трубка Бурдона);

б) многовитковая трубчатая пружина;

в) упругая мембрана;

г) мембранная коробка;

д) сильфон

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.

Стандартные шкалы манометров

0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0

60 100 160 250 400

600 1000 1600 кгс/см 2

6.41. КИП и А, расположенные на щитах управления, должны быть снабжены надписями, определяющими их назначение. Манометры и другие КИП и А должны быть установлены так, чтобы они были хорошо видны с рабочих мест и иметь красную черту по делению, соответствующему предельно допустимому рабочему давлению. Манометры на газопроводах и аппаратах с давлением, равным или более 10 МПа должны иметь резиновые пробки (заглушки) для предохранения корпуса от разрушения в случае пропуска газа в трубки Бурдона или же защитное устройство из оргстекла, предохраняющее обслуживающий персонал от осколков в случае его разрушения.

Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности (утв. постановлением Госгортехнадзора РФ от 5 июня 2003 г. N 56)

3.5.1.19. Манометры должны выбираться с такой шкалой, чтобы предел измерения рабочего давления находился во второй трети шкалы. На циферблате манометров должна быть нанесена красная черта или укреплена красная пластинка на стекле манометра через деление шкалы, соответствующее разрешенному рабочему давлению. Манометр, установленный на высоте от 2 до 5 м от уровня площадки для наблюдения за ним, должен быть диаметром не менее 160 мм.

ПРАВИЛА ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ ВРД 39-1.10-006-2000*

9.1.29 На шкалах стационарных измерительных приборов должна быть нанесена красная черта, соответствующая предельно допустимому значению измеряемой величины.

9.4.18. На шкалы наиболее ответственных стационарных измерительных приборов, не имеющих соответствующих ограничительных индикаторов, следует наносить красные риски предельных значений контролируемого параметра . Перечень таких приборов утверждается главным инженером объекта.

ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА И БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СОСУДОВ, РАБОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

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.

ПОЛОЖЕНИЕ ПО ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СТАНЦИЙ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ
ВРД 39-1.10-069-2002

3.1.48. На всех манометрах должна быть нанесена красная метка, показывающая максимально допустимое рабочее давление газа.

Правила эксплуатации и безопасности обслуживания средств автоматизации и вычислительной техники в газовой промышленности. 1983 г.

3.92 На шкалах стационарных электроизмерительных приборов должна быть нанесена красная черта, соответствующая номинальному значению измеряемой величины .

ПРАВИЛА ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕПЛОПОТРЕБЛЯЮЩИХ УСТАНОВОК И ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

3.8.15. Максимальное рабочее давление, измеряемое прибором, должно быть в пределах 2/3 максимума шкалы при постоянной нагрузке, 1/2 максимума шкалы - при переменной. Минимальное давление рекомендуется измерять в пределах не менее 1/3 максимума шкалы.

Верхний предел шкалы регистрирующих и показывающих термометров должен быть равен максимальной температуре измеряемой среды. Верхний предел шкалы самопишущих манометров должен соответствовать полуторакратному рабочему давлению измеряемой среды.

Минимальный расход измеряемой среды, учитываемый расходомерами переменного перепада давления, должен быть не меньше 30% максимума шкалы.

Манометр – это компактное механическое устройство для измерения давления. В зависимости от модификации оно может работать с воздухом, газом, паром или жидкостью. Существует много разновидностей манометров, по принципу снятия показаний давления в измеряемой среде, каждый из которых имеет свое применение.

Сфера использования

Манометры являются одним из самых распространенных приборов, которые можно встретить в различных системах:

Котлах отопления.
Газопроводах.
Водопроводах.
Компрессорах.
Автоклавах.
Баллонах.
Баллонных пневматических винтовках и т.д.

Внешне манометр напоминает невысокий цилиндр различного диаметра, чаще всего 50 мм, который состоит из металлического корпуса со стеклянной крышкой. Сквозь стеклянную часть просматривается шкала с отметками в единицах измерения давления (Бар или Па). Сбоку в корпус входит трубка с внешней резьбой для ввинчивания в отверстие системы, в которой необходимо провести измерение давления.

При нагнетании давление в измеряемой среде газ или жидкость сквозь трубку прижимает внутренний механизм манометра, что приводит к отклонению угла стрелки, которая указывает на шкалу. Чем выше создаваемое давление, тем больше отклоняется стрелка. Цифра на шкале, на которой остановится указатель, и будет соответствовать давлению в измеряемой системе.

Давление, которое может измерить манометр

Манометры являются универсальными механизмами, которые могут применяться для измерения различных значений:

Избытка давления.
Вакуумного давления.
Разницы давлений.
Атмосферного давления.

Применение этих приборов позволяет контролировать различные технологические процессы и предотвращать аварийные ситуации. Манометры предназначенные для эксплуатации в особых условиях могут иметь дополнительные модификации корпуса. Это может быть взрывозащищенность, устойчивость к коррозии или повышенной вибрации.

Разновидности манометров

Манометры используется во многих системах, где присутствует давление, которое должно находиться на четко заданном уровне. Применение прибора позволяет вести за ним контроль, поскольку недостаточное или избыточное воздействие может навредить различным технологическим процессам. Кроме этого, превышение нормы давления является причиной разрыва емкостей и труб. В связи с этим создано несколько разновидностей манометров рассчитанных под определенные условия работы.

Они бывают:

Образцовые.
Общетехнические.
Электроконтактные.
Специальные.
Самопишущие.
Судовые.
Железнодорожные.

Образцовый манометр предназначен для поверки другого подобного измерительного оборудования. Такие устройства определяют уровень избыточного давления в различных средах. Подобные приборы оснащены особо точным механизмом, дающим минимальную погрешность. Класс точности у них составляет от 0,05 до 0,2.

Общетехнические применяются в общих средах, которые не замерзают в лед. Такие приборы имеют класс точности от 1,0 до 2,5. Они устойчивы к вибрации, поэтому могут устанавливаться на транспорте и системах отопления.

Электроконтактные предназначены специально для контроля и предупреждения о достижении верхней отметки опасной нагрузки, способной разрушить систему. Такие приборы используются с различными средами, такими как жидкости, газы и пары. Данное оборудование имеет встроенный механизм управления электроцепями. При появлении избыточного давления манометр подает сигнал или механическим способом отключает снабжающее оборудование, нагнетающее давление. Также электроконтактные манометры могут включать специальный клапан, который сбрасывает давление до безопасного уровня. Такие приборы предотвращают аварии и взрывы на котельных.

Специальные манометры предназначены для работы с определенным газом. Такие приборы обычно имеют цветные корпуса, а не классические черные. Цвет соответствует газу, с которым может работать данный прибор. Также на шкале применяется специальная маркировка. К примеру, манометры для измерения давления аммиака, которые обычно устанавливается в промышленных холодильных установках, окрашены в желтый цвет. Подобное оборудование имеет класс точности от 1,0 до 2,5.

Самопишущие применяются в сферах, где требуется не только вести визуальный контроль за давлением системы, но и фиксировать показатели. Они пишут диаграмму, по которой можно просматривать динамику давления в любой промежуток времени. Подобные устройства можно встретить в лабораториях, а также на тепловых электростанциях, консервных заводах и прочих пищевых предприятиях.

Судовые включают широкий модельный ряд манометров, которые имеют защищенный корпус от атмосферного воздействия. Они могут работать с жидкостью, газом или паром. Имена их можно встретить на уличных газовых распределителях.

Железнодорожные манометры предназначены для контроля за избыточным давлением в механизмах, которые обслуживают рельсовый электротранспорт. В частности, их применяют на гидравлических системах, передвигающих рельсы при разведении стрелы. Подобные устройства имеют повышенную стойкость к вибрации. Они не только устойчиво переносят встряску, но при этом указатель на шкале не реагирует на механическое воздействие на корпус, точно отображая уровень давления в системе.

Разновидности манометров по механизму снятия показаний давления в среде

Манометры различаются и по внутреннему механизму, приводящему снятие показаний давления в системе, к которой подключаются. В зависимости от устройства они бывают:

Жидкостные.
Пружинные.
Мембранные.
Электроконтактные.
Дифференциальные.

Жидкостный манометр предназначен для измерения давление столба жидкости. Такие приборы работают по физическому принципу сообщающихся сосудов. Большинство устройств имеют видимый уровень рабочей жидкости, из которой они снимают показания. Эти приборы одни из редко используемых. В связи с контактом с жидкостью их внутренняя часть пачкается, поэтому постепенно прозрачность теряется, и визуально определить показания становится сложно. Жидкостные манометры были придуманы одними из самых первых, но еще встречаются.

Пружинные манометры самые часто встречаемые. Они имеют простую конструкцию, которая пригодна для ремонта. Пределы их измерения обычно составляют от 0,1 до 4000 Бар. Непосредственно сам чувствительный элемент такого механизма представляет собой трубку овального сечения, которая под действием давления ужимается. Давящая на трубку сила передается по специальному механизму на стрелку, которая проворачивается под определенным углом, указывая на шкалу с разметкой.

Мембранный манометр работает по физическому принципу пневматической компенсации. Внутри прибора имеется специальная мембрана, уровень прогиба которой зависит от воздействия создаваемого давлением. Обычно применяется две спаянных между собой мембран, образовывающих коробку. По мере изменения объема коробки чувствительный механизм отклоняет стрелку.

Электроконтактные манометры можно встретить в системах, которые автоматически контролируют давление и проводят его регулировку или сигнализируют о достижении критического уровня. В приборе имеется две стрелки, которые можно двигать. Одна устанавливается на минимальное давление, а вторая на максимальное. Внутри прибора вмонтированы контакты электрической цепи. Когда давление достигает одного из критических уровней, проводится замыкание электроцепи. В результате создается сигнал на пульт управлении или срабатывает автоматический механизм для экстренного сброса.

Дифференциальные манометры являются одними из самых сложных механизмов. Они работают по принципу измерения деформации внутри специальных блоков. Данные элементы манометра восприимчивы к давлению. По мере деформации блока специальный механизм передает изменения на стрелку, указывающую на шкалу. Движение указателя происходит до тех пор, пока перепады в системе не прекратятся и не остановятся на определенном уровне.

Класс точности и диапазон измерения

Любой манометр имеет технический паспорт, на котором указывается его класс точности. Показатель имеет цифровое выражение. Чем ниже цифра, тем прибор точнее. Для большинства приборов нормой является класс точности от 1,0 до 2,5. Они применяются в тех случаях, когда небольшое отклонение не имеет особого значения. Самую большую погрешность обычно дают приборы, которые используют автомобилисты для измерения давления воздуха в шинах. Их класс нередко опускается до отметки 4,0. Лучший класс точности имеют образцовые манометры, самые совершенные из них работают с погрешностью 0,05.

Каждый манометр рассчитан для работы в определенном диапазоне давления. Слишком мощные массивные модели не смогут зафиксировать минимальные колебания. Очень чувствительные устройства при избыточном воздействии выходят из строя или разрушаются, приводя к разгерметизации системы. В связи с этим при выборе манометра следует обращать внимание на этот показатель. Обычно на рынке можно найти модели, которые способны фиксировать перепады давления в пределах от 0,06 до 1000 мПА. Также существуют специальные модификации, так называемые тягомеры, которые предназначены для измерения разрежения давления до уровня -40 кПа.

· 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.

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

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.

Второй конец трубки - свободный, герметически закрыт.

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:

– прибор, установленный по месту (на трубопроводе, аппарате);

– прибор, установленный на щите, пульте;

Р – давление;

I – показание;

R – регистрация (запись);

Т – дистанционная передача;