+86-15105800222
+86-15105800333
На нефтеперерабатывающем заводе, установке крекинга этилена, газоперерабатывающей линии или нефтебазе нефтехимический манометр — это тот инструмент, которому доверяют операторы приборов, когда экран замерзает, сигнальный кабель выходит из строя или контур управления начинает блуждать. Ему не требуется питание, он сразу показывает состояние процесса и продолжает работать в условиях вибрации, тепла, пульсации и агрессивных сред. Однако выбор правильной модели требует большего, чем просто соответствие размера резьбы и диапазона давления. Принцип измерения, класс точности, конструкция корпуса, материалы, контактирующие с измеряемой средой, а также правила использования опасных зон – все это влияет на то, прослужит ли манометр три месяца или десять лет.
Это руководство отвечает на три вопроса, которые инженеры задают чаще всего: какие существуют три типа манометров, какой манометр является наиболее точным и какие типы манометров используются в нефти и газе. Затем мы переходим к практической стороне нефтехимического манометра, охватывая семейства продуктов, выбор материалов, калибровку, установку и устранение неисправностей, а также справочные таблицы и диаграммы, которые вы можете использовать в цехах завода.
Тремя наиболее распространенными являются манометр с упругим элементом (трубка Бурдона, диафрагма или капсула), манометр жидкостного столба и электронный цифровой манометр или датчик давления. Каждый из них преобразует давление в читаемый сигнал совершенно по-своему.
Для калибровочных работ эталонным эталоном является грузопоршневой манометр с погрешностью от 0,008 до 0,015 процента от показаний. Среди повседневных приборов цифровой манометр с температурной компенсацией достигает 0,05 процента диапазона или лучше.
Жидкостные манометры Бурдона, манометры с мембранным разделителем, манометры из нержавеющей стали, защитная схема манометры высокого давления , дифференциальные манометры и взрывозащищенные датчики охватывают практически все задачи, связанные с добычей, промежуточным и нисходящим потоком.
Манометры сгруппированы по физическому эффекту, который они используют. Три приведенных ниже семейства охватывают почти все приборы, встречающиеся на технологическом заводе, и хорошо разработанная программа нефтехимических манометров обычно использует все три в разных точках одного и того же устройства.
Изогнутая герметичная трубка изгибается при повышении внутреннего давления. Сектор шестерни и движение шестерни усиливают крошечный ход наконечника до поворота указателя примерно на 270 градусов. Мембранные и капсульные элементы следуют одной и той же логике для диапазонов низкого давления и вязких сред.
Сильные стороны: нет источника питания, широкий диапазон, прочный, легко читается. Ограничения: чувствительны к ударам в сухом состоянии, показания зависят от износа механизма и температуры окружающей среды.
Давление уравновешивается весом столба жидкости. Распространены схемы U-образной, колодезной и наклонной труб. Поскольку физика очевидна, манометр практически не нуждается в калибровочной цепочке.
Сильные стороны: отличное разрешение при очень низком давлении и дифференциальных показаниях. Ограничения: хрупкий, громоздкий, давление ограничено примерно 100 кПа и ниже, непригоден для вибрирующих конструкций установок.
Пьезорезистивный, емкостной или тонкопленочный датчик генерирует электрический сигнал, который линеаризуется и отображается в цифровом виде. Версии преобразователя передают сигналы от 4 до 20 мА, HART или полевой шины в диспетчерскую.
Сильные стороны: высокая точность, минимальная и максимальная память, тревожные выходы, дистанционная передача. Ограничения: требуется питание, а электроника должна быть рассчитана на работу в опасной зоне.
| Параметр | Манометр с упругим элементом | Жидкостный манометр | Электронный цифровой манометр |
|---|---|---|---|
| Типичная точность | Класс от 0,25 до 2,5 (в процентах от диапазона) | От 0,1 до 0,5 процента чтения | от 0,05 до 0,5 процента от диапазона |
| Практическая дальность | от -1 бар до 1600 бар | Примерно /-100 кПа | От 10 кПа до 700 МПа в зависимости от датчика |
| Необходимая мощность | Нет | Нет | Питание от батареи или контура |
| Устойчивость к вибрации | Высокий с жидким наполнением | Очень низкий | Высокий |
| Дистанционный сигнал | Дополнительный переключатель или передатчик | Недоступно | Встроенный |
| Лучшее расположение | Местная индикация на линиях и судах | Лабораторная проверка и проверка низкого давления | Пункты хранения, испытательные стенды, контуры мониторинга |
Внутри элемента Бурдона овальное сечение пытается стать круглым при поступлении давления, и это выталкивает свободный конец наружу по дуге. Движение умножает это движение через зубчатый сектор, шестерню и волосковую пружину, которая устраняет люфт. В нефтехимическом манометре используются три формы элементов: С-образная трубка для общих диапазонов, спиральная катушка для высокого давления и лучшей стабильности при пульсациях и спиральная трубка для низкого давления и более высокого крутящего момента.
Материал элемента имеет такое же значение, как и геометрия. Медные сплавы работают с водой, воздухом и мягкими углеводородами, но исключены там, где может присутствовать аммиак, ацетилен или сероводород. Для эксплуатации на заводе элемент обычно изготавливается из нержавеющей стали 316L, с использованием монеля, хастеллоя C276 или тантала, если этого требуют данные по коррозии.
Точность – это не одно число. Он сочетает в себе эталонную неопределенность, линейность, гистерезис, повторяемость, температурный эффект и долговременный дрейф. В приведенном ниже рейтинге распространенные инструменты распределены по их типичной неопределенности, представленной в логарифмическом масштабе, так что очень маленькие значения остаются видимыми.
Грузопоршневой манометр создает давление путем загрузки калиброванных масс на точно отшлифованный поршень и цилиндр известной эффективной площади. Поскольку результат следует из массы, местной гравитации и площади, давление можно отслеживать в соответствии с национальными стандартами, не полагаясь на электрический датчик. Вот почему грузопоршневой тестер находится на вершине калибровочной цепочки в каждой серьезной лаборатории.
На самой установке наиболее точным манометром, который вы можете установить, обычно является цифровой манометр или преобразователь с температурной компенсацией и стабильным датчиком. Линейный график ниже показывает, почему. Механический манометр добавляет примерно 0,4 процента диапазона погрешности на каждые 10 К отклонения от эталонной температуры в 20 градусов Цельсия, как это допускается общепринятыми стандартами для циферблатных манометров. Компенсированный электронный датчик сглаживает этот эффект.
Указание везде самого строгого класса точности приводит к пустой трате денег и может даже снизить надежность, поскольку точные механизмы более чувствительны. Лучше спросить, какую ошибку процесс может допустить. Приведенные ниже факторы определяют ответ на вопрос о манометре для нефтехимической промышленности.
Температура окружающей среды и процесса перемещают нулевую точку. Установите сифон или косичку на горячих линиях и выберите датчик с температурной компенсацией, показания которого будут использоваться для вычислений.
Электронные датчики дрейфуют медленно, часто от 0,05 до 0,2 процента диапазона в год. Механические движения смещаются из-за износа и установки упругого элемента после избыточного давления.
Пусковой помпаж или гидроудар могут превысить нормальный интервал в несколько раз. Устройство ограничения давления или более высокий класс перегрузки защищает элемент.
Пульсация, коррозия, песок или кристаллизующаяся среда определяют, насколько быстро снижается точность. Стабильный манометр класса 1,0 с пломбой превосходит хрупкий манометр класса 0,25, который засоряется в течение месяца.
| Класс точности | Допустимая погрешность (в процентах от диапазона) | Типичный размер циферблата | Типичное использование |
|---|---|---|---|
| 0.25 | /-0,25 | 160 мм и 250 мм | Лабораторные сличения и испытательные стенды |
| 0.6 | /-0,6 | 100 мм и 160 мм | Точки управления процессом |
| 1.0 | /-1,0 | 100 мм и 160 мм | Общая индикация процесса |
| 1.6 | /-1,6 | от 63 мм до 100 мм | Коммуникационные линии и салазки |
| 2.5 | /-2,5 | от 40 мм до 63 мм | Индикация некритического тренда |
Нефтяные и газовые объекты охватывают три совершенно разные среды. Устьевые и сборные линии сталкиваются с высоким давлением и песком, трубопроводы – с длительной работой без присмотра, а нефтеперерабатывающие заводы – с жарой, коррозией и постоянной вибрацией. Приведенные ниже семейства калибров соответствуют этим реалиям.
Устье скважины, штуцерный манифольд, нагнетательные установки и испытательные сепараторы требуют использования безопасных манометров высокого давления, часто со смачиваемыми деталями из нержавеющей стали 316 и наполнением из глицерина или силикона. В кислых скважинах содержится H2S, поэтому выбор материала соответствует рекомендациям ИСО 15156.
На компрессорных станциях, узлах учета и насосных станциях используются жидкостные манометры для измерения пульсации и цифровые манометры для измерения и проверки. На участках с удаленными клапанами предпочитают цифровые датчики с батарейным питанием, которые фиксируют минимальные и максимальные значения.
На установках по переработке сырой нефти, установках гидрокрекинга и этиленовых установках используются нефтехимические манометры с мембранными разделителями, сифонами для горячего обслуживания и деталями, контактирующими с рабочей средой из сплавов. Водородная служба добавляет вентилируемые корпуса и конструкцию, защищенную от проникновения.
| Тип датчика | Ключевая особенность конструкции | Типичное расположение | Проблема решена |
|---|---|---|---|
| Заполненный жидкостью манометр Бурдона | Наполнитель из глицерина или силикона, демпфирование движения. | Выпуск компрессора, выпуск насоса | Трепетание указателя, износ подшипников |
| Манометр разделительной диафрагмы | Гибкая металлическая диафрагма с заполняющей жидкостью | Линии сырой нефти, остатков, кислоты и шлама | Засорение, кристаллизация, коррозионный контакт |
| Полностью из нержавеющей стали. | Корпус, кольцо, элемент и гнездо из 316L | Морские палубы, прибрежные заводы | Внешняя солевая коррозия и внутренняя атака |
| Датчик шаблона безопасности | Прочная перегородка и выдувная задняя часть | Устьевые, установки гидрирования | Защита оператора от разрыва элемента |
| Манометр дифференциального давления | Два порта давления, сильфонный или поршневой датчик | Фильтры, сетчатые фильтры, коагуляторы | Обнаружение засорения и время технического обслуживания |
| Взрывозащищенный передатчик | Корпус с сертификатом Ex d или Ex ia | Классифицированные области процессов | Дистанционный мониторинг в огнеопасных средах |
Чисто механический циферблатный индикатор не имеет электрической энергии и собственного источника возгорания, что делает его естественным для применения в закрытых помещениях. Однако любой электронный нефтехимический манометр должен иметь сертификат, соответствующий зоне, обычно взрывозащищенный Ex db или искробезопасный Ex ia, с температурным классом, выбранным в зависимости от температуры самовоспламенения присутствующего газа. Перед установкой всегда проверяйте номер сертификата, группу газа (IIA, IIB или IIC) и пределы окружающей среды.
Наша фабрика производит каждую модель от необработанного прутка до окончательно откалиброванного устройства, поэтому циферблат, резьба, заполняющая жидкость и материал могут быть адаптированы к условиям эксплуатации, а не вынуждены идти на компромисс по каталогу. Семьи, указанные ниже, выполняют обязанности, описанные выше.
Корпус из нержавеющей стали с элементом из 316L и нижним подключением. Предлагаются с циферблатами 63, 100 и 150 мм, класс точности 1.0 и опциональный корпус с жидкостным наполнением для умеренной вибрации.
Цельносварной корпус с заполнением глицерином или силиконовым маслом, предназначен для поршневых компрессоров, насосов-дозаторов и агрегатов двигателя. Демпфирование устраняет дребезг указателя и защищает механизм.
Резьбовые, фланцевые или гигиенические уплотнения с диафрагмами из таких материалов, как 316L, Хастеллой C276, Монель 400, футеровка из тантала или ПТФЭ. Подходит для вязкой нефти, битума, кислот и полимеризующихся сред.
Твердая передняя перегородка и выдувная задняя часть соответствуют принципу безопасности. Выбран для работы с водородом, кислородной очисткой и для работы на устье скважин, где сдерживание разрывов является обязательным.
Двухпортовая конструкция для фильтров и сепараторов с дополнительными переключающими контактами и защитой от превышения диапазона, выдерживающей полное давление в линии с одной стороны.
Тонкопленочный датчик с температурной компенсацией, локальным дисплеем, памятью минимального и максимального значения, а также дополнительным сигналом от 4 до 20 мА с выходом HART. Имеются взрывозащищенные корпуса.
Манометр чаще всего выходит из строя из-за того, что используется не тот материал и не та жидкость. В таблице перечислены материалы, обычно используемые для манометров для нефтехимической промышленности, а также среды, для которых они необходимы. Рассматривайте это как отправную точку и сверяйте с реальными данными процесса.
| Материал | Сильные стороны | Типичные СМИ | Предостережения |
|---|---|---|---|
| нержавеющая сталь 316L | Сбалансированная коррозионная стойкость и прочность | Углеводороды, пар, вода, многие растворители. | Хлоридное растрескивание под напряжением при высокой температуре |
| Monel 400 | Превосходно работает с плавиковой кислотой и морской водой. | Установки алкилирования, рассол, каустик | Избегайте окислительных кислот и сред, богатых аммиаком. |
| Hastelloy C276 | Широкая стойкость к окислительным и восстановительным кислотам. | Влажный хлор, соляная кислота, сернистый газ | Высокийer cost, longer lead time |
| Тантал | Почти невосприимчив к большинству кислот. | Горячая серная кислота, азотная кислота | Подвержен воздействию плавиковой кислоты и сильных щелочей. |
| Подкладка из ПТФЭ | Химическая инертность в широком диапазоне pH | Агрессивные химические корма | Ограниченные возможности вакуума и температуры |
| Медный сплав | Экономичен и стабилен в нейтральных средах. | Воздух, вода, смазочное масло | Никогда не используйте с аммиаком или ацетиленом. |
Экономичен и эффективен при температуре окружающей среды от -20 до 60 градусов Цельсия. Хорошее демпфирование для насосов и компрессоров в умеренном климате.
Остается жидким при более низких температурах, поэтому его выбирают для холодных регионов и морской зимней эксплуатации. Вязкость медленно меняется с температурой.
Требуется там, где процесс контактирует с кислородом или сильными окислителями, поскольку не вступает с ними в реакцию. Используется в системах с мембранными разделителями для таких целей.
Выбор диапазона защищает как точность, так и срок службы. Указатель, находящийся в нижней трети циферблата, теряет разрешение, а указатель, находящийся вблизи верхней части циферблата, утомляет элемент. При постоянном давлении подберите диапазон таким образом, чтобы нормальное рабочее давление находилось в пределах от одной трети до двух третей полной шкалы. При наличии пульсации максимальное рабочее давление должно быть ниже половины полной шкалы.
При нестабильных нагрузках ограничьте пиковое давление до 50 процентов от полной шкалы. Для устойчивых нагрузок верхний рабочий предел составляет 75 процентов от полной шкалы.
| Диаметр циферблата | Расстояние чтения | Общее приложение |
|---|---|---|
| 50 и 63 мм | До 1,5 м | Компактные полозья, приборные панели, системы отбора проб |
| 100 мм | До 3 м | Стандартная индикация линии и сосуда |
| 150 и 160 мм | До 6 м | Бюветные, компрессорные залы, эстакады |
| 250 мм | Более 8 м | Контрольные ориентиры и лабораторные стенды |
Каждый нефтехимический манометр покидает завод только после прохождения фиксированной последовательности проверок. Последовательность ниже представляет собой путь, по которому следует типичное подразделение.
Материал прутков и труб проверяется на соответствие сертификатам завода, при этом для деталей из сплавов доступна положительная идентификация материала.
Трубы формируются на контролируемом инструменте, а затем привариваются к раструбу орбитальным или лазерным методом для обеспечения равномерного проплавления.
Герметичный элемент выдерживается под избыточным давлением, а затем проверяется на утечку гелием, когда эксплуатация требует чрезвычайно низкой утечки.
Механизм настроен, линеаризован и указатель установлен. Гистерезис и трение проверяются перед закрытием корпуса.
Каждый манометр тестируется на соответствие эталонному стандарту при 0, 25, 50, 75 и 100 процентах диапазона как в восходящем, так и в нисходящем направлении.
Проверяются отпечатки циферблата, калибр резьбы и уровень заполнения. Устройства поставляются с протоколом калибровки и защитной упаковкой.
| Стандартный | Область применения |
|---|---|
| ЭН 837-1 | Размеры, метрология, требования и испытания манометров с трубкой Бурдона |
| ЭН 837-3 | Мембранные и капсульные манометры |
| АСМЭ Б40.100 | Манометры и приспособления для манометров |
| ISO 15156 | Материалs for use in environments containing hydrogen sulfide |
| Схемы ATEX и IECEx | Оборудование для взрывоопасных сред |
| ГБ/Т 1226 | Общие манометры в китайской национальной системе |
Правильно выбранный прибор все равно может рано выйти из строя, если его установить небрежно. Приведенные ниже методы касаются наиболее распространенных причин преждевременного износа и неправильных показаний.
Отвод давления осуществляется со стороны горизонтальной линии, вдали от колен, клапанов и выпускных отверстий насоса, где поток турбулентный. Для пара и конденсируемых паров выпуск вниз позволяет конденсату защитить элемент.
Установите игольчатый клапан или запорный клапан манометра со сливным отверстием. Это позволяет осуществлять замену без остановки и позволяет применять медленное давление во время запуска.
Если температура среды на манометре превышает 60 градусов по Цельсию, сифон с гибким хвостовиком улавливает конденсат и поддерживает температуру элемента в пределах номинальной температуры.
Используйте демпферный или ограничительный винт для демпфирования быстрых циклов возвратно-поступательного механизма. Выбирайте отверстие в зависимости от вязкости, так как очень тонкое отверстие может засориться.
Установите циферблат вертикально и на уровне глаз, где это возможно, оставляя место для гаечного ключа только на лысках гнезда. Никогда не затягивайте, поворачивая корпус, поскольку это повредит механизм.
Манометры кислорода должны быть очищены от масла и смазки и иметь четкую маркировку. Для ацетилена и аммиака необходима конструкция, не содержащая меди.
| Симптом | Вероятная причина | Корректирующие действия |
|---|---|---|
| Указатель не возвращается в ноль | Установлено избыточное давление или трение в движении | Замените манометр и установите ограничитель давления. |
| Указатель трепещет | Пульсация от насоса или компрессора | Используйте заполненный жидкостью корпус и установите демпфер. |
| Летом чтение выше, чем ожидалось | Влияние температуры на элемент | Добавьте сифон или компенсированный цифровой манометр. |
| Заполняющая жидкость помутнела или подтекает | Износ уплотнения или несовместимая заливка | Замените на сварной корпус или заполнитель правильного типа. |
| Вялый ответ | Заблокирован или частично забит демпфер. | Очистите линию или используйте мембранный разделитель. |
| Запотевание циферблата | Влага попадает через вентиляционное отверстие | Выберите более высокий рейтинг IP или заполненный корпус |
Поскольку завод контролирует каждый этап производства, нефтехимический манометр можно адаптировать в соответствии с вашими требованиями к трубопроводам, правилам безопасности и документации. Приведенные ниже варианты являются наиболее часто запрашиваемыми.
Пользовательские единицы измерения, такие как бары, фунты на квадратный дюйм, МПа или кгс/см2, двойные шкалы, цветные зоны для рабочих пределов и идентификационные номера, выгравированные лазером на корпусе.
Специальная резьба, фланцевые соединения для обычных классов давления, приварные муфты и выносные мембраны с капиллярным креплением для горячих или трудных мест.
Индуктивные или магнитные концевые выключатели, модули передатчиков от 4 до 20 мА и сертифицированные взрывозащищенные варианты проводки для систем мониторинга.
Сертификаты материалов, записи о калибровке, отчеты об испытаниях под давлением и габаритные чертежи подготавливаются к каждой поставке.
Кислородная очистка, подготовка без силикона для использования в покрасочных цехах и герметичная упаковка для доставки в чистые помещения.
Образцы устройств для проверки соответствия, проверка технических характеристик нашими инженерами и рекомендации, если ваша среда или температура необычны.
Да. Составной манометр имеет шкалу от вакуума через ноль до положительного давления, например от -1 до 5 бар. Он подходит для всасывания и нагнетания насоса, когда линия проходит через оба условия.
Элемент Бурдона может принять постоянную деформацию после воздействия давления, превышающего предел его упругости. Затем указатель оказывается немного выше нуля, и манометр следует заменить или откалибровать заново.
Выбирайте уплотнение, если среда вязкая, полимеризуется, кристаллизуется, вызывает коррозию элемента или когда гигиенические требования требуют подсоединения заподлицо. Уплотнение изолирует манометр, а заполняющая жидкость оказывает давление на диафрагму.
Циферблат диаметром 100 мм прозрачен примерно до 3 метров. Для платформ или трубных эстакад, где операторы читают с большего расстояния, лучшим выбором будет циферблат 150 или 160 мм.
Выбирайте эту конструкцию, когда внезапный разрыв элемента может привести к травмированию персонала, что характерно для работы с высоким давлением, водородом, сжатым газом и устьевым обслуживанием. Выброс обратно направляет выходящий газ в сторону от оператора.
Не всегда. Электроника обеспечивает более высокую точность и удаленные данные, в то время как механический датчик не требует питания и продолжает работать даже при отключении электроэнергии. Многие заводы устанавливают оба типа на критических линиях.
Отправьте нам информацию о среде, диапазоне давлений, температуре, стандарте подключения и классификации опасных зон. Наши инженеры вернут вам на рассмотрение рекомендуемую модель, список материалов и чертежи.