Jak dobrać manometr przemysłowy? Zakres, medium i warunki pracy

Dlaczego właściwy dobór manometru ma tak duże znaczenie?

Manometr przemysłowy nie jest urządzeniem uniwersalnym. Model przeznaczony do standardowej instalacji wodnej lub pneumatycznej może nie sprawdzić się w układzie hydraulicznym narażonym na pulsacje, wysokie ciśnienie i drgania. Z kolei niewłaściwy materiał części mających kontakt z medium może doprowadzić do korozji, nieszczelności lub uszkodzenia elementu pomiarowego.

Przy wyborze manometru należy przeanalizować nie tylko zakres skali. Równie ważne są rodzaj medium, wartość ciśnienia roboczego i chwilowego, dynamika procesu, temperatura, dokładność, wielkość tarczy, położenie przyłącza oraz warunki panujące w miejscu montażu.

Prawidłowo dobrany manometr zapewnia czytelny odczyt i ogranicza ryzyko przedwczesnej awarii. Niewłaściwy model może natomiast wskazywać wartość z niedopuszczalnym błędem albo ulec uszkodzeniu mimo tego, że jego maksymalny zakres teoretycznie odpowiada ciśnieniu instalacji.

Jak dobrać zakres manometru?

Zakres powinien uwzględniać normalne ciśnienie robocze, możliwe wahania oraz krótkotrwałe wzrosty występujące podczas uruchamiania, zatrzymywania lub zmiany warunków procesu.

W typowych zastosowaniach ciśnienie robocze powinno znajdować się w środkowej części skali – najczęściej w obszarze około 25–75% jej pełnego zakresu. Nie należy dopuszczać, aby podczas normalnej pracy wskazówka stale znajdowała się w pobliżu końca skali.

Jeżeli w instalacji występują pulsacje lub gwałtowne zmiany ciśnienia, warto zastosować szerszy zakres i sprawdzić dopuszczalne obciążenie dynamiczne wskazane w dokumentacji urządzenia. W przypadku pomp tłokowych, sprężarek i układów hydraulicznych może być również potrzebny dławik, tłumik pulsacji albo manometr z wypełnieniem cieczowym.

Zbyt niski zakres zwiększa ryzyko przeciążenia elementu pomiarowego. Zbyt wysoki utrudnia natomiast dokładne odczytanie zmian zachodzących w interesującym obszarze procesu.

Manometr standardowy, glicerynowy czy nierdzewny?

Rodzaj manometru należy dopasować do medium, dynamiki ciśnienia i warunków panujących w miejscu instalacji.

Manometr standardowy

Manometr standardowy może być stosowany w instalacjach o stabilnym ciśnieniu i niewielkich drganiach. Typowe zastosowania obejmują układy pneumatyczne, wodne, grzewcze i ogólne instalacje maszynowe.

Przed zastosowaniem modelu z elementami pomiarowymi wykonanymi ze stopu miedzi należy upewnić się, że materiał ten jest odporny na mierzone medium. Standardowy manometr nie powinien być wybierany wyłącznie na podstawie ceny i zakresu skali.

Manometr glicerynowy

Manometr glicerynowy jest wypełniony cieczą tłumiącą ruch mechanizmu i wskazówki. Rozwiązanie to poprawia czytelność wskazań w miejscach narażonych na drgania i pulsacje ciśnienia.

Takie modele są często stosowane przy pompach, sprężarkach, agregatach hydraulicznych, prasach oraz maszynach generujących wibracje. Wypełnienie pomaga ograniczyć intensywne drgania wskazówki i zużycie mechanizmu.

Nie oznacza to jednak, że manometr glicerynowy wyeliminuje skutki każdego uderzenia ciśnienia. Przy gwałtownych lub częstych pulsacjach może być konieczne zastosowanie dodatkowego tłumika, zwężki albo kapilary oraz odpowiednio większego zakresu skali.

Manometr nierdzewny

Manometr nierdzewnystosuje się w wymagających środowiskach i przy mediach, dla których standardowe stopy miedzi nie są odpowiednie. Należy jednak rozróżnić materiał obudowy od materiału części zwilżanych, czyli mających bezpośredni kontakt z medium.

Obudowa ze stali nierdzewnej zwiększa odporność na warunki zewnętrzne, ale nie gwarantuje chemicznej zgodności elementu pomiarowego z procesem. Przed zakupem trzeba sprawdzić materiał przyłącza, rurki Bourdona, membrany lub innego elementu pomiarowego.

Przy mediach agresywnych, lepkich, zanieczyszczonych albo krystalizujących może być potrzebny manometr współpracujący z odpowiednim separatorem membranowym.

Manometr kontrolny

Manometry kontrolne do testów szczelności są przeznaczone do dokładniejszych pomiarów, prób szczelności, kontroli urządzeń oraz porównywania wskazań innych przyrządów.

Charakteryzują się większą tarczą i lepszą klasą dokładności niż standardowe modele przemysłowe. W zastosowaniach wymagających potwierdzenia metrologicznego należy sprawdzić możliwość dostarczenia świadectwa wzorcowania lub kalibracji.

Jak sprawdzić zgodność manometru z medium?

Dobór materiału powinien uwzględniać wszystkie części mające kontakt z medium. W manometrze z rurką Bourdona będą to przede wszystkim przyłącze procesowe i element pomiarowy.

Stopy miedzi są powszechnie stosowane do wody, powietrza, olejów oraz innych mediów nieoddziałujących agresywnie na ten materiał. Stal nierdzewna może być odpowiednia do wielu mediów korozyjnych i wymagających środowisk, ale jej zastosowanie również powinno zostać potwierdzone na podstawie danych chemicznych, temperatury i stężenia medium.

Szczególnej analizy wymagają tlen, acetylen, amoniak, agresywne chemikalia, media o wysokiej czystości oraz substancje niebezpieczne. W takich aplikacjach nie należy stosować standardowego manometru bez potwierdzenia wykonania i przygotowania urządzenia do konkretnego medium.

Jak temperatura wpływa na dobór manometru?

Trzeba uwzględnić zarówno temperaturę otoczenia, jak i temperaturę medium. Są to dwa oddzielne parametry, które mogą mieć inne dopuszczalne wartości.

Zbyt wysoka temperatura może powodować dodatkowy błąd wskazania, przyspieszać zużycie uszczelnień i uszkadzać wypełnienie lub mechanizm. W przypadku gorącego medium może być konieczne oddalenie manometru od procesu za pomocą kapilary, zastosowanie rurki syfonowej albo wykorzystanie separatora membranowego.

Nie należy zakładać, że manometr nierdzewny automatycznie nadaje się do pracy przy dowolnie wysokiej temperaturze. Dopuszczalne wartości zawsze trzeba sprawdzić w karcie katalogowej konkretnego modelu.

Jak dobrać przyłącze procesowe?

Gwint manometru musi być zgodny z przyłączem instalacji. W aparaturze przemysłowej często stosuje się między innymi G1/4, G1/2 oraz M20 × 1,5, ale dostępne są również inne standardy.

Oprócz oznaczenia gwintu trzeba sprawdzić:

• jego średnicę i skok,
• rodzaj uszczelnienia,
• gwint walcowy albo stożkowy,
• położenie przyłącza,
• materiał części procesowej,
• dopuszczalne ciśnienie i temperaturę.

Przyłącze dolne jest często stosowane przy bezpośrednim montażu na rurociągu, pompie lub urządzeniu. Przyłącze tylne ułatwia montaż manometru w panelu, tablicy sterowniczej albo obudowie maszyny.

Nie należy dokręcać manometru, obracając jego obudowę. Do montażu należy używać powierzchni pod klucz znajdującej się przy przyłączu.

Jaką średnicę tarczy wybrać?

Średnica tarczy wpływa przede wszystkim na czytelność oraz możliwość montażu.

Tarcza 63 mm jest często stosowana w kompaktowych instalacjach maszynowych, układach pneumatycznych i hydraulicznych. Manometry 100 mm zapewniają wygodniejszy odczyt i są dobrym wyborem, gdy urządzenie obserwuje się z większej odległości. Tarcze 160 mm spotyka się między innymi w manometrach kontrolnych oraz na stanowiskach, gdzie wymagana jest wysoka czytelność podziałki.

Większa tarcza nie oznacza automatycznie wyższej dokładności. Klasę urządzenia należy sprawdzić osobno.

Co oznacza klasa dokładności manometru?

Klasa dokładności określa maksymalny dopuszczalny błąd jako procent pełnego zakresu skali, a nie aktualnie wskazywanej wartości.

Dla manometru o zakresie 0–100 bar i klasie 1,6 dopuszczalny błąd wynikający z klasy wynosi 1,6 bar. Ma to szczególne znaczenie podczas odczytywania niskich wartości na początku szerokiej skali.

Do ogólnej kontroli instalacji często wystarcza klasa 1,6. W dokładniejszych pomiarach wykorzystuje się klasy 1,0 lub 0,6, natomiast zadania laboratoryjne i kalibracyjne mogą wymagać jeszcze dokładniejszych urządzeń.

Nie ma potrzeby wybierania najdokładniejszego dostępnego manometru, jeśli proces tego nie wymaga. Dokładność powinna wynikać z dopuszczalnej tolerancji pomiaru i funkcji, jaką urządzenie pełni w instalacji.

Jak wibracje i pulsacje wpływają na pomiar?

Drgania mechaniczne oraz pulsacje ciśnienia mogą powodować szybki ruch wskazówki, utrudniać odczyt i przyspieszać zużycie mechanizmu.

Manometr z wypełnieniem cieczowym ogranicza drgania wskazówki, ale przyczyna problemu może wymagać również zastosowania:

• tłumika pulsacji,
• zaworu dławiącego,
• kapilary oddzielającej przyrząd od źródła drgań,
• uchwytu umożliwiającego montaż zdalny,
• separatora membranowego,
• manometru o odpowiednio większym zakresie.

W instalacjach z pompami i sprężarkami należy uwzględnić zarówno pulsacje medium, jak i drgania przenoszone przez konstrukcję maszyny.

Najczęstsze błędy podczas wyboru manometru

Najczęściej spotykane błędy to:

• wybór zakresu kończącego się na normalnym ciśnieniu roboczym,
• nieuwzględnienie chwilowych skoków ciśnienia,
• dobór materiału obudowy bez sprawdzenia części zwilżanych,
• stosowanie standardowego manometru przy silnych pulsacjach,
• pominięcie temperatury medium,
• nieprawidłowe rozpoznanie gwintu,
• wybór niewłaściwej orientacji przyłącza,
• zbyt mała tarcza w stosunku do odległości obserwacji,
• założenie, że większa tarcza oznacza lepszą klasę dokładności,
• montaż poprzez obracanie obudowy manometru,
• brak zaworu odcinającego lub zabezpieczenia przed przeciążeniem tam, gdzie jest ono wymagane.

Jak wybrać właściwy manometr przemysłowy?

Przed zamówieniem należy zebrać następujące informacje:

• normalne, minimalne i maksymalne ciśnienie,
• możliwość występowania pulsacji oraz uderzeń ciśnienia,
• rodzaj i temperaturę medium,
• temperaturę otoczenia,
• wymagany materiał części zwilżanych,
• wymaganą klasę dokładności,
• średnicę tarczy,
• rodzaj i położenie przyłącza,
• wymagany stopień ochrony,
• sposób montażu i odległość od miejsca odczytu.

W kategorii manometry przemysłowe Sensor Standard znajdują się modele standardowe, glicerynowe, nierdzewne, kontrolne i cyfrowe, przeznaczone do różnych warunków pracy. Parametry zawsze należy odnosić do karty katalogowej konkretnego produktu.

Podsumowanie

Dobór manometru przemysłowego powinien wynikać z analizy całej aplikacji, a nie wyłącznie maksymalnego ciśnienia i rozmiaru gwintu. O trwałości oraz wiarygodności wskazań decydują również pulsacje, drgania, materiał części zwilżanych, temperatura, sposób montażu i wymagana dokładność.

Odpowiednio dobrany manometr ułatwia kontrolowanie procesu i diagnostykę instalacji. Zastosowanie niewłaściwego modelu może natomiast powodować niestabilne wskazania, przyspieszone zużycie albo uszkodzenie przyrządu.