Cheminės gamybos procese slėgis ne tik veikia gamybos proceso pusiausvyros santykį ir reakcijos greitį, bet ir svarbius sistemos medžiagų balanso parametrus. Pramoninės gamybos procese kai kuriems produktams reikalingas aukštas, daug didesnis nei atmosferos slėgis, pavyzdžiui, aukšto slėgio polietilenui. Polimerizacija atliekama esant aukštam 150 MPA slėgiui, o kai kuriems – esant neigiamam, daug mažesniam nei atmosferos slėgis, pavyzdžiui, vakuuminė distiliacija naftos perdirbimo gamyklose. PTA chemijos gamyklos aukšto slėgio garų slėgis yra 8,0 MPA, o deguonies tiekimo slėgis yra apie 9,0 MPAG. Slėgio matavimas yra toks platus, kad operatorius turėtų griežtai laikytis įvairių slėgio matavimo prietaisų naudojimo taisyklių, sustiprinti kasdienę priežiūrą ir vengti bet kokio aplaidumo ar neatsargumo. Visa tai gali sukelti didelę žalą ir nuostolius, nepasiekus aukštos kokybės, didelio derliaus, mažo suvartojimo ir saugios gamybos tikslų.
Pirmame skyriuje aptariama pagrindinė slėgio matavimo koncepcija.
- Streso apibrėžimas
Pramoninėje gamyboje slėgis paprastai vadinamas jėga, kuri tolygiai ir vertikaliai veikia ploto vienetą, o jos dydis nustatomas pagal jėgą laikantį plotą ir vertikalios jėgos dydį. Matematiškai išreiškiama taip:
P=F/S, kur P yra slėgis, F yra vertikali jėga, o S yra jėgos plotas
- Slėgio vienetas
Inžinerijos technologijose mano šalis naudoja Tarptautinę vienetų sistemą (SI). Slėgio skaičiavimo vienetas yra Pa (Pa), 1 Pa yra slėgis, kurį sukuria 1 niutono (N) jėga, veikianti vertikaliai ir tolygiai 1 kvadratinio metro (M2) plote, ir jis išreiškiamas N/m2 (niutonais kvadratiniam metrui). Be Pa, slėgio vienetas taip pat gali būti kilopaskaliai ir megapaskaliai. Jų konversijos santykis yra toks: 1MPA=103KPA=106PA.
Dėl ilgamečio įpročio inžinerijoje vis dar naudojamas inžinerinis atmosferos slėgis. Siekiant palengvinti abipusį perskaičiavimą, 2-1 punkte pateikti kelių dažniausiai naudojamų slėgio matavimo vienetų perskaičiavimo ryšiai.
| Slėgio vienetas | Inžinerinė atmosfera Kg/cm² | mmHg | mmH₂O | bankomatas | Pa | baras | 1b/in2 |
| Kgf/cm² | 1 | 0,73 × 103 | 104 | 0,9678 | 0,99 × 10⁻¹ | 0,99 × 10⁻¹ | 14.22 |
| MmHg | 1,36 × 10⁻³ | 1 | 13.6 | 1,32 × 10² | 1,33 × 10² | 1,33 × 10⁻³ | 1,93 × 10⁻² |
| MmH2O | 10-4 | 0,74 × 10⁻² | 1 | 0,96 × 10⁻⁴ | 0,98 × 10 | 0,93 × 10⁻⁴ | 1,42 × 10⁻³ |
| Bankomatas | 1.03 | 760 | 1,03 × 10⁻⁷ | 1 | 1,01 × 10⁻¹ | 1.01 | 14,69 |
| Pa | 1,02 × 10⁻⁻¹ | 0,75 × 10⁻² | 1,02 × 10⁻² | 0,98 × 10⁻⁻¹ | 1 | 1×10-5 | 1,45 × 10⁻⁴ |
| Baras | 1.019 | 0,75 | 1,02 × 10⁻⁷ | 0,98 | 1×105 | 1 | 14,50 |
| Svaras/colis/2 | 0,70 × 10⁻² | 51,72 | 0,70 × 103 | 0,68 × 10⁻² | 0,68 × 10⁻⁴ | 0,68 × 10⁻² | 1 |
- Streso išraiškos būdai
Yra trys slėgio išreiškimo būdai: absoliutus slėgis, manometrinis slėgis, neigiamas slėgis arba vakuumas.
Slėgis absoliučiame vakuume vadinamas absoliučiu nuliniu slėgiu, o slėgis, išreikštas remiantis absoliučiu nuliniu slėgiu, vadinamas absoliučiu slėgiu.
Manometrinis slėgis yra slėgis, išreikštas atmosferos slėgio pagrindu, todėl jis yra lygiai vienos atmosferos (0,01 Mp) atstumu nuo absoliutaus slėgio.
Tai yra: P lentelė = P absoliučiai - P didelis (2-2)
Neigiamas slėgis dažnai vadinamas vakuumu.
Iš formulės (2-2) matyti, kad neigiamas slėgis yra manometrinis slėgis, kai absoliutus slėgis yra mažesnis už atmosferos slėgį.
Absoliutinio slėgio, manometrinio slėgio, neigiamo slėgio arba vakuumo santykis parodytas paveikslėlyje žemiau:
Dauguma pramonėje naudojamų slėgio indikacijos verčių yra manometrinis slėgis, t. y. manometro indikacijos vertė yra skirtumas tarp absoliutaus slėgio ir atmosferos slėgio, taigi absoliutus slėgis yra manometrinio slėgio ir atmosferos slėgio suma.
2 skirsnis. Slėgio matavimo prietaisų klasifikacija
Cheminės gamybos slėgio matavimo diapazonas yra labai platus, ir kiekvienas iš jų turi savo ypatybių skirtingomis proceso sąlygomis. Todėl, kad būtų patenkinti įvairūs gamybos reikalavimai, reikia naudoti skirtingos konstrukcijos ir veikimo principų slėgio matavimo prietaisus. Skirtingi reikalavimai.
Pagal skirtingus perskaičiavimo principus slėgio matavimo prietaisus galima suskirstyti į keturias kategorijas: skystojo kuro kolonėlės slėgio matuoklius; elastinius slėgio matuoklius; elektrinius slėgio matuoklius; stūmoklinius slėgio matuoklius.
- Skysčio kolonėlės slėgio matuoklis
Skystojo slėgio matuoklio veikimo principas pagrįstas hidrostatikos principu. Pagal šį principą pagamintas slėgio matavimo prietaisas yra paprastos konstrukcijos, patogus naudoti, pasižymi gana dideliu matavimo tikslumu, pigus ir gali matuoti mažus slėgius, todėl plačiai naudojamas gamyboje.
Skystojo vamzdžio slėgio matuokliai pagal jų skirtingą struktūrą gali būti skirstomi į U formos vamzdelio slėgio matuoklius, vieno vamzdžio slėgio matuoklius ir pasvirusio vamzdžio slėgio matuoklius.
- Elastinis slėgio matuoklis
Elastinis manometras yra plačiai naudojamas chemijos gamyboje, nes jis turi tokius privalumus kaip paprasta konstrukcija, tvirtumas ir patikimumas, platus matavimo diapazonas, paprastas naudojimas, lengvas skaitymas, maža kaina ir pakankamas tikslumas, lengva siųsti ir nuotoliniu būdu siųsti instrukcijas, automatiškai įrašyti duomenis ir kt.
Elastinis slėgio matuoklis gaminamas naudojant įvairius skirtingų formų elastinius elementus, kad būtų sukurta elastinė deformacija veikiant matuojamam slėgiui. Elastingumo ribose elastingo elemento išėjimo poslinkis yra tiesiškai proporcingas matuojamam slėgiui. Todėl jo skalė yra vienoda, elastingi komponentai yra skirtingi, slėgio matavimo diapazonas taip pat skiriasi, pavyzdžiui, gofruotos diafragmos ir silfonų komponentai, paprastai naudojami žemo slėgio ir žemo slėgio matavimo atvejais, vienos spyruoklės vamzdis (sutrumpintai vadinamas spyruokliniu vamzdeliu) ir kelių spyruoklių vamzdis naudojamas aukštam, vidutiniam slėgiui arba vakuumui matuoti. Iš jų vienos spyruoklės vamzdis turi gana platų slėgio matavimo diapazoną, todėl jis yra plačiausiai naudojamas chemijos gamyboje.
- Slėgio keitikliai
Šiuo metu chemijos gamyklose plačiai naudojami elektriniai ir pneumatiniai slėgio davikliai. Tai prietaisas, kuris nuolat matuoja išmatuotą slėgį ir paverčia jį standartiniais signalais (oro slėgiu ir srove). Jie gali būti perduodami dideliais atstumais, o slėgis gali būti rodomas, registruojamas arba reguliuojamas centrinėje valdymo patalpoje. Pagal skirtingus matavimo diapazonus juos galima suskirstyti į žemo slėgio, vidutinio slėgio, aukšto slėgio ir absoliutaus slėgio daviklius.
3 skyrius. Įvadas į chemijos gamyklų slėgio prietaisus
Chemijos gamyklose manometrams dažniausiai naudojami Burdono vamzdelio manometrai. Tačiau, atsižvelgiant į darbo reikalavimus ir medžiagų reikalavimus, taip pat naudojami diafragminiai, gofruotieji diafragminiai ir spiraliniai manometrai.
Vietoje montuojamo manometro nominalus skersmuo yra 100 mm, o medžiaga – nerūdijantis plienas. Jis tinka visoms oro sąlygoms. Manometras su 1/2HNPT kūgine jungtimi, apsauginiu stiklu ir ventiliacijos membrana, vietoje montuojamu indikatoriumi ir valdymu yra pneumatinis. Jo tikslumas yra ±0,5 % visos skalės.
Elektrinis slėgio daviklis naudojamas nuotoliniam signalų perdavimui. Jis pasižymi dideliu tikslumu, geru veikimu ir dideliu patikimumu. Jo tikslumas yra ±0,25 % visos skalės.
Signalizacijos arba blokavimo sistemoje naudojamas slėgio jungiklis.
4 skyrius. Slėgmačių įrengimas, naudojimas ir priežiūra
Slėgio matavimo tikslumas susijęs ne tik su paties manometro tikslumu, bet ir su tuo, ar jis tinkamai sumontuotas, ar jis teisingas, ir kaip jis naudojamas bei prižiūrimas.
- Slėgio matuoklio montavimas
Montuojant manometrą, reikia atkreipti dėmesį į tai, ar pasirinktas slėgio matavimo metodas ir vieta yra tinkami, o tai turi tiesioginės įtakos jo tarnavimo laikui, matavimo tikslumui ir valdymo kokybei.
Slėgio matavimo taškų reikalavimai, be teisingo konkrečios slėgio matavimo vietos gamybos įrangoje parinkimo, montavimo metu turi būti užtikrinta, kad į gamybos įrangą įkišto slėgio vamzdžio vidinis galinis paviršius būtų lygus gamybos įrangos prijungimo taško vidinei sienelei. Kad statinis slėgis būtų tinkamai išmatuotas, jame neturėtų būti jokių išsikišimų ar įdubimų.
Montavimo vietą lengva stebėti, stengiamasi išvengti vibracijos ir aukštos temperatūros įtakos.
Matuojant garų slėgį, reikia įrengti kondensato vamzdį, kad būtų išvengta tiesioginio aukštos temperatūros garų sąlyčio su komponentais, ir tuo pačiu metu izoliuoti vamzdį. Korozinėms terpėms reikia įrengti izoliacinius bakus, pripildytus neutralios terpės. Trumpai tariant, atsižvelgiant į skirtingas matuojamos terpės savybes (aukšta temperatūra, žema temperatūra, korozija, nešvarumai, kristalizacija, krituliai, klampumas ir kt.), reikia imtis atitinkamų apsaugos nuo korozijos, užšalimo ir blokavimo priemonių. Tarp slėgio ėmimo angos ir manometro taip pat turėtų būti įrengtas uždarymo vožtuvas, kad atliekant manometro kapitalinį remontą uždarymo vožtuvas būtų įrengtas šalia slėgio ėmimo angos.
Jei impulsinis vamzdelis tikrinamas vietoje ir dažnai praplaunamas, uždarymo vožtuvas gali būti trijų padėčių jungiklis.
Slėgio kreipiamasis kateteris neturėtų būti per ilgas, kad sumažėtų slėgio indikacijos vangumas.
- Slėgio matuoklio naudojimas ir priežiūra
Chemijos gamyboje slėgio matuoklius dažnai veikia matuojama terpė, pvz., korozija, kietėjimas, kristalizacija, klampumas, dulkės, aukštas slėgis, aukšta temperatūra ir staigūs svyravimai, kurie dažnai sukelia įvairius matuoklio gedimus. Siekiant užtikrinti normalų prietaiso veikimą, sumažinti gedimų atsiradimą ir pailginti jo tarnavimo laiką, prieš pradedant gamybą būtina atlikti gerą techninės priežiūros patikrinimą ir įprastinę techninę priežiūrą.
1. Priežiūra ir patikra prieš pradedant gamybą:
Prieš pradedant gamybą, paprastai atliekami technologinės įrangos, vamzdynų ir kt. slėgio bandymai. Bandymo slėgis paprastai yra maždaug 1,5 karto didesnis už darbinį slėgį. Technologinio slėgio bandymo metu prie prietaiso prijungtas vožtuvas turi būti uždarytas. Atidarykite slėgio ėmimo įtaiso vožtuvą ir patikrinkite, ar nėra nuotėkio jungtyse ir suvirinimo siūlėse. Jei aptinkamas nuotėkis, jį reikia laiku pašalinti.
Užbaigus slėgio bandymą, prieš pradedant gamybą, patikrinkite, ar sumontuoto manometro specifikacijos ir modelis atitinka procesui reikalingą išmatuotos terpės slėgį; ar sukalibruotas manometras turi sertifikatą, ir jei yra klaidų, jas reikia laiku ištaisyti. Skysčio manometrą reikia pripildyti darbiniu skysčiu, o nulinį tašką – ištaisyti. Į manometrą su izoliaciniu įtaisu reikia įpilti izoliacinio skysčio.
2. Slėgio matuoklio priežiūra ir patikra vairuojant:
Gamybos pradžios metu, matuojant pulsuojančios terpės slėgį, siekiant išvengti slėgio matuoklio pažeidimo dėl momentinio smūgio ir viršslėgio, vožtuvą reikia atidaryti lėtai ir stebėti darbo sąlygas.
Garo ar karšto vandens slėgio matuokliuose prieš atidarant slėgio matuoklio vožtuvą, kondensatorius turi būti pripildytas šalto vandens. Aptikus prietaiso ar vamzdyno nuotėkį, slėgio matavimo įtaiso vožtuvą reikia laiku uždaryti ir tada jį pašalinti.
3. Kasdienė manometro priežiūra:
Naudojamą prietaisą reikia reguliariai tikrinti kiekvieną dieną, kad skaitiklis būtų švarus ir patikrintas jo vientisumas. Jei problema aptinkama, ją laiku pašalinkite.
Įrašo laikas: 2021 m. gruodžio 15 d.