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.

V. АРМАТУРА, КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ, ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

5.1. Общие положения

5.1.1. Для управления работой и обеспечения безопасных условий эксплуатации сосуды в зависимости от назначения должны быть оснащены:

запорной или запорно-ре гулирующей арматурой;

приборами для измерения давления;

приборами для измерения температуры;

предохранительными устройствами;

указателями уровня жидкости.

5. 1. 2. Сосуды, снабженные б ыстросъемн ыми крышками, долж ны иметь предохранительные устройства, исключающие возможность включения сосуда под давление при неполном закрытии крышки и открывании ее при наличии в сосуде давления. Такие сосуд ы также должны быть оснащены замками с ключом-маркой.

5.2. Запорная и запорно-регулирующая арматура

5. 2.1. Запорная и запорно-ре гулирующая арматура должна устанавливаться на штуцерах, непосредственно присоединенных к сосуду, или на трубопроводах, подводящих к сосуду и отводящих из него рабочую среду. В случае последовательного соединения нескольких сосудов необходимость установки такой арматуры между ними определяется разработчиком проекта.

5. 2. 2. Арматура должна иметь следующую маркировку:

наименование или товарный знак изготовителя;

условный проход, мм;

условное давление, М Па (допускается указывать рабочее давление и допустимую температуру);

направление потока среды;

марку материала корпуса.

5. 2. 3. Количество, тип арматуры и места установки должны выбираться разработчиком проекта сосуда исходя из конкретных условий эксплуатации и требований Правил.

5. 2. 4. На маховике запорной арматуры должно быть указано направление его вращения при открывании или закрывании арматуры.

5. 2. 5. Сосуды для взрывоопасных, пожароопасных веществ, веществ 1-го и 2-го классов опасности по ГОСТ 12.1.007-76 , а также испарители с огневым или газовым обогревом должны иметь на подводящей линии от насоса или компрессора обратный клапан, автоматически закрывающийся давлением из сосуда. Обратный клапан должен устанавливаться между насосом (компрессором) и запорной арматурой сосуда.

5. 2. 6. Арматура с условным проходом более 20 мм, изготовленная из легированной стали или цветных металлов, должна иметь паспорт установленной формы, в котором должны быть указаны данные по химсоставу, механическим свойствам, режимам термообработки и результатам контроля качества изготовления неразрушающими методами.

Арматуру, имеющую маркировку, но не имеющую паспорта, допускается применять после проведения ревизии арматуры, испытания и проверки марки материала. При этом владельцем арматуры должен быть составлен паспорт.

5.3. Манометры

5. 3.1. Каждый сосуд и самостоятельные полости с разными давлениями должны быть снабжены манометрами прямого дейст вия. 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/см 2 ), 1, 5 - при рабочем давлении сосуда выше 2, 5 МПа (25 кгс/см 2).

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 воздейст вия среды и температуры и обеспечивающими его надежную работу.

5. 3. 8. На сосудах, работающих под давлением выше 2, 5 МПа (25 кгс/см 2) 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 допу скается установка отдельного ш туцера 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.

На передвижных сосудах необходимость установки трехход ового 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.

5.4. Приборы для измерения температуры

5. 4. 1. Сосуды, работающие при изменяющейся температуре стенок, должны быть снабжены приборами для контроля скорости и равномерности прогрева по длине и высоте сосуда и реперами для контроля тепловых перемещений.

Необходимость оснащения сосудов указанными приборами и репер ами, а также допустимая скорость прогрева и охлаждения со судов определяются разработчиком проекта и указываются изготовителем в паспорте сосуда или в руководстве по эксплуатации.

5.5. Предохранительные устройства от повышения давления

5. 5.1. Каждый сосуд (полость комбинированного сосуда) должен быть снабжен предохранительными устройствами от повышения давления выше допустимого значения.

5. 5. 2. В качестве предохранительных устройств применяются:

пружинные предохранительные клапаны;

р ычажно- гр узов ые предохранительные клапаны;

импульсные предохранительные устройства (И ПУ), состоящие из главного предохранительного клапана (ГПК) и управляющего импульсного клапана (ИПК) прямого действия;

предохранительные устройства с разрушающимися мембранами (мембранные предохранительные устройства - МПУ);

другие устройства , применение которых согласовано с Госгортехна дзором России.

Установка р ычажно- гр узов ых клапанов на передвижных сосудах не допускается.

5. 5. 3. Конструкция пружинного клапана должна исключать возможность затяжки пружины сверх установленной величины, а пружина должна быть защищена от недопустимого нагрева (охлаждения) и непосредственного воздействия рабочей среды, если она оказывает вредное действие на материал пружины.

5. 5. 4. Конструкция пружинного клапана должна предусматривать устройство для проверки исправности действия клапана в рабочем состоянии путем принудительного открывания его во время работы.

Допускается установка предохранительных клапанов без при способления для принудительного открывания, если последнее нежела тельно по свойствам среды (взрывоопасная, горючая, 1-го и 2-го классов опасности по ГОСТ 12.1.007-76) или по условиям техно логического процесса. В этом случае проверка срабатывания клапанов должна осуществляться на стендах.

5. 5. 5. Если рабочее давление сосуда равно или больше давления питающего источника и в сосуде исключена возможность повышения давления от химической реакции или обогрева, то установка на нем предохранительного клапана и манометра необязательна.

5.5.6. Сосуд, рассчитанный на давление меньше давления питающего его источника, должен иметь на подводящем трубопроводе автоматическое редуцирующее устройство с манометром и предохранительным устройством, установленными на стороне меньшего давления после редуцирующего устройства.

В случае установки обводной линии (байпаса) она также должна быть оснащена редуцирующим устройством.

5. 5. 7. Для группы сосудов, работающих при одном и том же давлении, допускается установка одного редуцирующего устройства с манометром и предохранительным клапаном на общем подводящем трубопроводе до первого ответвления к одному из сосудов.

В этом случае установка предохранительных устройств на самих сосудах необязательна, если в них исключена возможность повышения давления.

5. 5. 8. В случае, когда автоматическое редуцирующее устройство вследствие физических свойств рабочей среды не может надежно работать, допускается установка регулятора расхода. При этом должна предусматриваться защита от повышения давления.

5.5.9. Количество предохранительных клапанов, их размеры и пропускная способность должны быть выбраны по расчету так, чтобы в сосуде не создавалось давление, превышающее расчетное более чем на 0,05 МПа (0,5 кгс/см2) для сосудов с давлением до 0,3 МПа (3 кгс/см2), на 15 % - для сосудов с давлением от 0,3 до 6,0 МПа (от 3 до 60 кгс/см2) и на 10 % - для сосудов с давлением свыше 6,0 МПа (60 кгс/см2).

При работающих предохранительных клапанах допускается превышение давления в сосуде не более чем на 25 % рабочего при условии, что это превышение предусмотрено проектом и отражено в паспорте сосуда.

5. 5. 10. Пропускная способность предохранительного клапана определяется в соответствии с НД.

5. 5. 11. Предохранительное устройство изготовителем должно поставляться с паспортом и инструкцией по эксплуатации.

В паспорте наряду с другими сведениями должен быть указан коэ фф ициент расхода клапана для сжимаемых и несжимаемых сред, а также площадь, к которой он отнесен.

5. 5. 12. Предохранительные устройства должны устанавливаться на патрубках или трубопроводах, непосредственно присоединенных к сосуду.

Присоединительные трубопроводы предохранительных устройств (подводящие, отводящие и дренажные) должны быть защищены от замерзания в них рабочей среды.

При установке на одном патрубке (трубопроводе) нескольких предохранительных устройств площадь поперечного сечения патрубка (трубопровода) должна быть не менее 1, 25 суммарной площади сечения клапанов, установленных на нем.

При определении сечения присоединительных трубопроводов длиной более 1000 мм необходимо также учитывать величину их сопротивлений.

Отбор рабочей среды из патрубков (и на участках присоединительных трубопроводов от сосуда до клапанов), на которых установлены предохранительные устройства, не допускается.

5. 5. 13. Предохранительные устройства должны быть размещены в местах, доступных для их обслуживания.

5. 5. 14. Установка запорной арматуры между сосудом и предохранительным устройством, а также за ним не допускается.

5. 5.15. Арматура перед (за) предохранительным устройством может быть установлена при условии монтажа двух предохранительных устройств и блокировки, исключающей возможность одновременного их отключения. В этом случае каждый из них должен иметь пропускную способность, предусмотренную п. 5.5.9 Правил.

При установке группы предохранительных устройств и арма туры перед (за) ними блокировка должна быть выполнена таким образом, чтобы при любом предусмотренном проектом варианте отключения клапанов остающиеся включенными предохранительные устройства имели суммарную пропускную способность, предусмотренную п. 5.5.9 Правил.

5. 5. 16. Отводящие трубопроводы предохранительных устройств и импульсные линии И ПУ в местах возможного скопления ко нденсата должны быть оборудованы дренажными устройствами дл я удаления конденсата.

Установка запорных органов или другой арматуры на дренажн ых трубопроводах не допускается. Среда, выходящая из предохранительных устройств и дренажей, должна отводиться в безопасное место.

Сбрасываемые токсичные, взр ыво- и пожароопасные технологические среды должны направляться в закрытые системы для дальнейшей утилизации или в системы организованного сжигания.

Запрещается объединять сбросы, содержащие вещества, которые способны при смешивании образовывать взрывоопасные смеси или нестабильные соединения.

5. 5.17. Мембранные предохранительные устройства устанавливаются:

вместо р ычажно-грузов ых и пружинных предохранительных клапанов, когда эти клапаны в рабочих условиях конкретной среды не могут быть применены вследствие их инерционности или других причин;

перед предохранительными клапанами в случаях, когда предохранительные клапаны не могут надежно работать вследствие вредного воздействия рабочей среды (коррозия, эрозия, полимеризация, кристаллизация, прикипание, примерзание) или возможных утечек через закрытый клапан взрыво- и пожароопасных, токсичных, экологически вредных и т.п. веществ. В этом случае должно быть предусмотрено устройство, позволяющее контролировать исправность мембраны;

параллельно с предохранительными клапанами для увеличения пропускной способности систем сброса давления;

на выходной стороне предохранительных клапанов для предотвращения вредного воздействия рабочих сред со стороны сбросной системы и для исключения влияния колебаний противодавления со стороны этой системы на точность срабатывания предохранительных клапанов.

Необходимость и место установки мембранных предохранительных устройств и их конструкцию определяет проектная организация.

5. 5.18. Предохранительные мембраны должны быть маркированы, при этом маркировка не должна оказывать влияния на точность срабатывания мембран.

наименование (обозначение) или товарный знак изготовителя;

номер партии мембран;

тип мембран;

условный диаметр;

рабочий диаметр;

материал;

20 °С.

Маркировка должна наноситься по краевому кольцевому участку мембран либо мембраны должны быть снабжены прикрепленными к ним маркировочными хвостовиками (этикетками).

5. 5.19. На каждую партию мембран должен быть паспорт, оформленный изготовителем.

наименование и адрес изготовителя;

номер партии мембран;

тип мембран;

условный диаметр;

рабочий диаметр;

материал;

минимальное и максимальное давление срабатывания мембран в партии при заданной температуре и при температуре 20 °С;

количество мембран в партии;

наименование нормативного документа, в соответствии с которым изготовлены мембраны;

наименование организации, по техническому заданию (заказу) которой изготовлены мембраны;

гарантийные обязательства организации-изготовителя;

порядок допуска мембран к эксплуатации;

образец журнала эксплуатации мембран.

Паспорт должен быть подписан руководителем организации-изготовителя, подпись которого скрепляется печатью.

К паспорту должна бы ть приложена техническая документация на противова куумн ые опоры, зажимающие и другие элементы, в сборе с которыми допускаются к эксплуатации мембраны данной пар тии. Техническая документация не прилагается в тех случаях, когда мембраны изготовлены применительно к уже имеющимся у потребителя узлам крепления.

5.5. 20. Предохранительные мембраны должны устанавливаться только в предназначенные для них узлы крепления.

Работы по сборке, монтажу и эксплуатации мембран дол жны выполняться специально обученным персоналом.

5. 5. 21. Предохранительные мембраны зарубежного производства, изготовленные организациями, не подконтрольными Госгортехнадзору России, могут быть допущены к эксплуатации лишь при наличии специальных разрешений на применение таких мембран, выдаваемых Госгортехнадзором России в установленном им порядке.

5. 5. 22. Мембранные предохранительные устройства должны размещаться в местах, открытых и доступных для осмотра и монтажа-демонтажа, присоединительные трубопроводы должны быть защищены от замерзания в них рабочей среды, а устройства должн ы устанавливаться на патрубках или трубопроводах, непосредственно присоединенных к сосуду.

5. 5. 23. При установке мембранного предохранительного ус тройства последовательно с предохранительным клапаном (перед клапаном или за ним) полость между мембраной и клапаном должна сообщаться отводной трубкой с сигнальным манометром (дл я контроля исправности мембран).

5. 5. 24. Допускается установка переключающего устройства перед мембранными предохранительными устройствами при наличии удвоенного числа мембранных устройств с обеспечением при этом защиты сосуда от превышения давления при любом положении переключающего устройства.

5. 5. 25. Порядок и сроки проверки исправности действия предохранительных устройств в зависимости от условий технологического процесса должны быть указаны в инструкции по эксплуатации предохранительных устройств, утвержденной владельцем сосуда в установленном порядке.

Результаты проверки исправности предохранительных устройств, сведения об их настройке записываются в сменный журнал работы сосудов лицами, выполняющими указанные операции.

5.6. Указатели уровня жидкости

5. 6.1. При необходимости контроля уровня жидкости в сосудах, имеющих границу раздела сред, должны применяться указатели уровня.

Кроме указателей уровня на сосудах могут устанавливаться з вуковые, световые и другие сигнализаторы и блокировки по уровню.

5.6. 2. Указатели уровня жидкости должны устанавливаться в соответствии с инструкцией изготовителя, при этом должна быть обеспечена хорошая видимость этого уровня.

5. 6. 3. На сосудах, обогреваемых пламенем или горячими газами, у которых возможно понижение уровня жидкости ниже допустимого, должно быть установлено не менее двух указателей уровня прямого действия.

5. 6. 4. Конструкция, количество и места установки указателей уровня определяются разработчиком проекта сосуда.

5. 6. 5. На каждом указателе уровня жидкости должны быть отмечены допустимые верхний и нижний уровни.

5. 6. 6. Верхний и нижний допустимые уровни жидкости в сосуде устанавливаются разработчиком проекта. Высота прозрачного указателя уровня жидкости должна быть не менее чем на 25 мм соответственно ниже нижнего и выше верхнего допустимых уровней жидкости.

При необходимости установки нескольких указателей по высоте их следует размещать так, чтобы они обеспечили непрерывность показаний уровня жидкости.

5. 6. 7. Указатели уровня должны быть снабжены арматурой (кранами и вентилями) для их отключения от сосуда и продувки с отводом рабочей среды в безопасное место.

5. 6. 8. При применении в указателях уровня в качестве прозрачного элемента стекла или слюды для предохранения персонала от травмирования при разрыве их должно быть предусмотрено защитное устройство.

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.

Каждый сосуд и самостоятельные полости с разными давле-ниями 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/cм 2);

1,5 - при рабочем давлении сосуда выше 2,5 МПа.

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, устанавли-ваемых 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.

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.

Лекция 11

Маркировка, установка, крепеж сосудов, техническая

Документация

Маркировка сосудов

На каждом сосуде должна быть прикреплена табличка. Для сосудов наружным диаметром менее 325 мм допускается табличку не устанавливать. При этом все необходимые данные должны быть нанесены на корпус сосуда электрографическим методом.

На табличке должны быть нанесены:

Товарный знак или наименование изготовителя;

Наименование или обозначение сосуда;

Порядковый номер сосуда по системе нумерации изготовителя;

Год изготовления;

Рабочее давление, МПа;

Расчетное давление, МПа;

Пробное давление, МПа;

Допустимая максимальная и (или) минимальная рабочая температура стенки, °С;

Масса сосуда, кг.

Для сосудов с самостоятельными полостями, имеющими разные расчетные и пробные давления, температуру стенок, следует указывать эти данные для каждой полости.

В тексте используется термин «манометр», название манометр – обобщающее. Под этим понятием подразумеваются также вакуумметры и мановакуумметры. Данный материал не имеет отношения к цифровым приборам.
Манометры – приборы, которые широко применяются в промышленности и жилищно-комунальном хозяйстве. На предприятиях в производственном процессе возникает необходимость контроля давления жидкостей, пара и газа. В зависимости от специализации предприятия возникает потребность в измерении различных сред. Для этой цели разработаны манометры разного назначения. Отличие приборов обусловлено измеряемой средой и условиями в которых производится измерение. Манометры отличаются конструкцией, размером, резьбой присоединения, единицами измерения и возможным диапазоном измерения, классом точности, а также материалом изготовления, от которого зависит возможность использования прибора в условиях агрессивных сред. Выбор прибора, который не соответствует выполняемым задачам, влечет за собой выход из строя прибора ранее предполагаемого срока эксплуатации, погрешностям результатов измерения, или переплате за неиспользуемые функции прибора.

Классификация манометров в зависимости от критериев

В зависимости от области применения.

Технические манометры стандартного исполнения – применяют для определения избыточного и вакуумметрического давления неагрессивных, некристаллизующихся сред: жидкостей, пара и газа.

Технические специальные – этот вид манометров применяют для измерения конкретных сред (например, агрессивных) или в особых условиях (повышенной вибрации или температуры и пр.).

Специальные приборы:

Аммиачные, также как и коррозионностойкие манометры в своей конструкции имеют детали и механизмы из нержавеющей стали и сплавов, которые устойчивы к агрессивным средам, в результате чего данный вид приборов можно использовать для работы, где предусмотрено взаимодействие с агрессивной средой.

Виброустойчивые манометры можно использовать в условиях воздействия вибрации превышающей в 4-5 раз частоту вибрации, допустимой для работы обычного манометра.
Главная отличительная черта виброустойчивых манометров – наличие специального демпфирующего устройства, которое находится перед манометром. Данный аппарат способствует сокращению пульсации давления.
Некоторые виды виброустойчивых манометров могут заполняться демпфирующей жидкостью. Устойчивость к вибрации достигается благодаря вибропоглощающему веществу, в качестве которого выступает глицерин.

Манометры точных измерений используют в сферах гос. мертологического контроля, в теплоснабжении, водоснабжении, энергетике, машиностроении и др. Кроме того их применяют в качестве эталона при поверке и калибровке приборов для измерения давления с соблюдением требований соответствия классов точности прибора, используемого в качестве образца, и поверяемого прибора.

Железнодорожные манометры используют для измерения избыточного вакуумметрического давления сред, неагрессивных по отношению к медным сплавам в системах и установках подвижного ж/д состава и для измерения давления хладонов в холодильных машинах в вагонах-рефрижераторах.
Корпуса манометров в зависимости от области применения окрашивают в соответствующие цвета. Аммиачные – в желтый, для водорода в темно-зеленый, для горючих легковоспламеняющихся газов – в красный, для кислорода – голубой, для негорючих газов – черный.

Электроконтактные манометры. Особенность электроконтактных манометров в том, что это приборы с электроконтактной группой. Предназначены для измерения давления неагрессивных, некристаллизующихся сред (пара, газа, в том числе кислорода), а также замыкания и размыкания электрических цепей при достижении определенного предела давления. Электороконтактный механизм позволяет осуществлять регулировку изменяемой среды.
Возможные варианты исполнения контактных групп электроконтактных манометров, согласно ГОСТ 2405-88:
III – два размыкающих контакта: левый указатель синего цвета (min), правый красного цвет (max);
IV – два замыкающих контакта: левый указатель красного цвета (min), правый синего цвета (max);
V – левый контакт размыкающий (min); правый замыкающий контакт (max) – цвет указателей — синие;
VI – левый контакт замыкающий (min); правый контакт размыкающий (max) – цвет указателей — красные.
Вариант V в основном на предприятиях принимают в качестве стандартного. Если не указан тип исполнения – как правило, это будет вариант V. В любом случае можно идентифицировать тип контактной группы в зависимости от цвета указателей.
В зависимости от назначения и области применения электроконтактные (сигнализирующие) манометры бывают общепромышленные и взрывозащищенные.
Вид взрывозащищенного прибора (его уровень взрывозащиты) должен соответствовать условиям повышенной опасности объекта.

Единицы измерения давления. Градуировка шкал манометров.

Шкалы манометров градуируются в одной из следующих единиц: кгс/см2, бар, кПа, МПа, при условии что прибор имеет одну шкалу. У манометров с двойной шкалой, первая проградуирована в вышеназванных единицах измерения, вторая – в psi – фунт-силах на квадратный дюйм. Psi – внесистемная единица, применяемая в USA.
В табл. 1 показано соотношение единиц измерения относительно друг друга.

Табл. 1. Соотношение единиц давления.

Тип манометров со шкалой в единицах кПа – это приборы, предназначенные для измерения низких давлений веществ в газообразном состоянии. В их конструкции в качестве чувствительного элемента служит мембранная коробка. В отличие от них манометры для измерения высокого давления имеют чувствительный элемент — изогнутую или спиральную трубку.

Диапазон измеряемых давлений.

Различают следующие виды давления: абсолютное, барометрическое, избыточное, вакуум.
Абсолютное – величина давления, измеренная относительно абсолютного вакуума. Показатель не может быть отрицательным.
Барометрическое – атмосферное давление. На него влияет высота над уровнем моря, влажность и температура воздуха. На нулевой отметке высоты над уровнем моря показатель барометрического давления принят равным 760 мм ртутного столба.
Для технических манометров эта величина принята равной нулю. Это значит, что результаты измерения не зависят от показателя барометрического давления.
Избыточное давление – величина показывающая разность между абсолютным и барометрическим давлением. Это актуально в условиях превышения абсолютного давления по отношению к барометрическому.
Вакуум — величина показывающая разность между абсолютным и барометрическим давлением, в условиях превышения барометрического давления по отношению к абсолютному. Следовательно, вакуумметрическое давление не может быть выше барометрического.
Исходя из вышесказанного, становится очевидным, что вакуумметры измеряют разряжение. Мановакуумметры перекрывают область вакуума и избыточного давления.
Функция манометров – определяют избыточное давление.
В результате стандартизации диапазонов измеряемых давлений принято их соответствие определенному ряду значений (табл. 2).
Табл. 2. Стандартный ряд значений для градуировки шкал.

Класс точности манометров.

Под классом точности прибора подразумевают допустимую погрешность, которая выражается в процентах от максимально значения шкалы манометра. Точность прибора тем выше, чем ниже погрешность. Класс точности указан на шкале прибора. Манометры одного типа могут быть с разным классом точности.

Диаметр корпуса манометра.

Наиболее распространенные диаметры корпусов манометров — 40, 50, 60, 63, 100, 150, 160, 250 мм. Но встречаются приборы и с другими размерами корпуса. Например, виброустойчивые манометры производства «УАМ» типа Д8008-В-У2 — аналог ДА8008-Вуф производства «Физтех», имеют диаметр 110 мм.

Конструкция манометров.

Для присоединения прибора к системе служит штуцер. Расположение штуцера может быть двух видов – радиальное (нижнее) и осевое (тыльное). Расположение осевого штуцера бывает центральным или смещенным относительно центра. Конструкция многих типов манометров предусматривает исключительно радиальный штуцер. Например, электроконтактные манометры.
Размер резьбы штуцера соответствует диаметру корпуса. Манометры с диаметрами — 40, 50, 60, 63 мм имеют резьбу М10х1,0-6g, М12х1,5-8g, G1/8-B, R1/8, G1/4-В, R1/4. Манометры с диаметром большего размера изготавливаются с резьбой М20х1,5-8g или G1/2-В. Европейские стандарты применяют кроме вышеназванных типов резьбы, конические – 1/8 NPT, 1/4 NPT, 1/2 NPT. В промышленных условиях в зависимости от задач и типов измеряемых сред применяют специфические присоединения. Для манометров, работающих с высоким и сверхвысоким уровнем давления, характерна внутренняя коническая резьбы или вариант цилиндрической резьбы.
В зависимости от типа аппаратуры, следует, заказывая прибор указать необходимый тип резьбы. Это поможет избежать дополнительных непредусмотренных расходов, которые повлечет за собой замена установочной арматуры.
Конструкция корпуса манометра также подбирается соответственно способу и месту установки. Для открытых магистралей конструкция приборов не предусматривает дополнительных креплений. Для приборов, устанавливаемых в шкафах или в панелях управления необходимо наличие переднего и заднего фланца.

В зависимости от исполнения выделяют следующие виды:

• с радиальным штуцером без фланца;
• с радиальным штуцером с задним фланцем;
• с осевым штуцером с передним фланцем;
• с осевым штуцером, фланец отсутствует.

Степень защиты манометров стандартного исполнения – IP40. Специальные манометры соответственно с условиями их использования изготавливают со степенью защиты IP50, IP53, IP54 и IP65.
С целью предотвращения несанкционированного вскрытия манометра, прибор должен пломбироваться. Для этого на корпусе делают проушину, укомплектованную винтом с отверстием в головке для установления пломбы.

Защита от высоких температур и перепадов давления.
Погрешность показателей измерения манометра зависит от влияния температуры окружающей среды и температуры измеряемой среды.
Для большинства приборов температурный диапазон измерения не более +60оС, максимум +80оС. Приборы некоторых производителей имеют возможность измерения давления в условиях высоких температур измеряемой среды до +150оС, или даже 300оС.
Для манометров стандартного исполнения работа в таких условиях возможна только при наличии сифонного отвода (охладителя) через который манометр подключается к системе.
Это специальная трубка, особой формы, на концах которой резьба для присоединения к магистрали и подключения манометра. Сифонный отвод создает ответвление, в котором не циркулирует измеряемая среда. Благодаря этому температура в месте подключения прибора намного ниже, чем в основной магистрали.

Кроме того, на долговечность манометра влияют резкие перепады измеряемого давления и гидроудары. С целью уменьшения влияния этих факторов применяют демпферные устройства. Демпфер устанавливается перед прибором в качестве отдельного устройства, или монтируется в канале держателя манометра.
Если нет необходимости постоянного контроля давления в системе, можно установить манометр через кнопочный кран. Это позволяет подключать прибор к магистрали лишь на время нажатия кнопки крана. Это защитит прибор без необходимости использовать демпферное устройство.