Đồng hồ đo màng ngăn cho các ứng dụng ăn mòn và nhớt

Giới thiệu về ứng dụng của đồng hồ đo áp suất màng

Trong quá trình sản xuất hóa chất, áp suất là một trong những thông số quy trình quan trọng thường cần được đo lường. Do tính đa dạng và tính chất phức tạp của môi trường quy trình, chẳng hạn như ăn mòn, độ nhớt, dễ đông đặc, kết tinh, v.v., việc đo áp suất đã trở nên khó khăn. Hơn nữa, do độ rung động khác nhau thường xảy ra ở một số khu vực nhất định nơi môi trường quy trình chảy qua, chẳng hạn như sau bơm, cũng ảnh hưởng đến việc đo áp suất. Thông tin thêm: [Tại sao chúng ta cần phớt màng ngăn cho đồng hồ đo áp suất hoặc bộ truyền tín hiệu?]


Trong những trường hợp này, ngoài các biện pháp trên, thường cần phải bổ sung thêm thiết bị "bể cách ly" hoặc "bể đệm", hoặc bổ sung lớp cách điện "theo dõi hơi nước" (hoặc "theo dõi điện"), hoặc sử dụng " đồng hồ đo áp suất màng ngăn ". Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, vấn đề vẫn không thể giải quyết được.

Tại sao nên chọn đồng hồ đo áp suất màng?

Hướng dẫn toàn diện này giới thiệu một loại đồng hồ đo áp suất gọi là "đồng hồ đo áp suất màng ngăn" có khả năng thích ứng rộng rãi và có thể loại bỏ những khó khăn do nhiều yếu tố nêu trên gây ra. Nó bao gồm một đồng hồ đo áp suất ống Bourdon thông thường và một buồng màng ngăn cách ly, hoặc có thể bao gồm một đồng hồ đo áp suất tiếp xúc điện thông thường hoặc một đồng hồ đo áp suất truyền động từ xa bằng điện và một buồng màng ngăn cách ly. Thông tin thêm:[ Trong 3 trường hợp cần sử dụng đồng hồ đo áp suất màng ngăn]

Các ứng dụng chính bao gồm:

• Đo lường môi trường ăn mòn trong quá trình xử lý hóa chất
• Giám sát chất lỏng có độ nhớt cao trong sản xuất
• Đo áp suất chất kết tinh
• Môi trường dễ rung động sau máy bơm và máy nén
• Giám sát quá trình nhiệt độ cao

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Thiết kế và thành phần của đồng hồ đo áp suất màng
Như thể hiện trong hình, buồng màng cách ly được cấu tạo bởi hai buồng màng hình bích với bề mặt cong ở trên và dưới. Đầu dưới của buồng màng dưới được trang bị kết nối ren ngoài M20 × 1.5 hoặc ren ống côn M15 (tức là 1/2"), kết nối ren ống côn M25 (tức là 1"), để kết nối trực tiếp với van quy trình. Mặt ngoài của phần trên của kết nối này có hình lục giác, giúp việc lắp đặt và tháo dỡ dễ dàng hơn.

Các thành phần chính:

• Gioăng trên và dưới (6, 8): Cạnh của vòng tròn bên trong tiếp xúc với màng ngăn (7) phải được bo tròn để tránh màng bị cắt bởi cạnh gioăng sắc.
• Giao diện trên (12): Đầu trên của buồng màng có giao diện ren trong M20 × 1.5, mặt ngoài hình lục giác, dùng để kết nối đồng hồ đo áp suất (15). Dưới giao diện có gioăng làm kín (10).
• Ống tiết diện không đổi (11): Một đoạn ren trong (13) được khoan vào đầu vào áp suất của đồng hồ đo áp suất bằng taro côn M4 × 0,7 để vặn ống tiết diện không đổi vào nhằm loại bỏ rung động của môi chất xử lý. Ống tiết diện không đổi được chế tạo bằng bu lông M4 × 10 với lỗ nhỏ có đường kính trong 1,0 mm.

Nguyên lý hoạt động của đồng hồ đo áp suất màng
Khoảng không phía trên màng ngăn cách ly được lấp đầy bằng chất lỏng truyền áp suất và áp suất của môi trường được đo sẽ truyền đến đồng hồ đo áp suất ống Bourdon thông qua màng ngăn và chất lỏng truyền.

Màng cách ly (lớp niêm phong hóa học) có thể được làm bằng:

• Lá kim loại chống ăn mòn
• Lá kim loại phủ lớp chống ăn mòn
• Màng nhựa
• Màng cao su

Để ngăn ngừa màng bị vỡ do nén, kích thước của màng phải đủ lớn để bù cho tổng thể tích thay đổi của ống Bourdon đo áp suất và thể tích thay đổi của khí nén trong ống do biến dạng nén gây ra.

Kích thước tiêu chuẩn
Để thuận tiện cho việc lựa chọn vật liệu, kích thước buồng màng ngăn mà chúng tôi chọn là kích thước phụ kiện ống có đường kính 50 mm (tức là 2 "), do đó đường kính của màng ngăn là 78 mm và đường kính làm việc hiệu quả là 62 mm. Gioăng làm kín phía trên và phía dưới màng ngăn là gioăng phụ kiện ống có đường kính 50 mm.

Vật liệu màng ngăn và hướng dẫn lựa chọn

Bảng tính chất vật liệu toàn diện

Bảng sau đây liệt kê các đặc tính của một số vật liệu màng ngăn và độ dày của màng để tham khảo:

Khuyến nghị lựa chọn vật liệu

Chúng tôi sử dụng một hoặc hai lớp màng PTFE dày 0,2 mm, hoặc ba lớp màng PTFE dày 0,02 mm làm màng ngăn. Đồng hồ đo áp suất màng ngăn được lắp ráp từ màng này được lắp đặt trên tháp chưng cất, bơm nguyên liệu thô và bơm hồi lưu để đo áp suất. Màng ngăn hiếm khi bị vỡ, và sai số của đồng hồ đo áp suất vẫn nằm trong phạm vi độ chính xác ban đầu.

Yêu cầu về chất lỏng truyền áp suất

Tiêu chí lựa chọn quan trọng

Điểm sôi của chất lỏng truyền áp suất phải cao hơn nhiệt độ của môi chất đo, đồng thời phải sạch và không tiếp xúc với đồng hồ đo áp suất. Nếu điểm sôi của chất lỏng truyền áp suất thấp hơn nhiệt độ quy trình, trong quá trình đo áp suất, áp suất hơi bão hòa do chất lỏng truyền áp suất tạo ra ở trạng thái kín sẽ trở thành áp suất bổ sung. Khi áp suất môi chất quy trình giảm do dao động, màng cách ly sẽ bị ảnh hưởng bởi áp suất bổ sung này và vỡ.

Dầu truyền động được khuyến nghị

Chúng tôi sử dụng các chất lỏng truyền áp suất sau đây trong các ứng dụng thực tế:

• Glycerol có nhiệt độ sôi là 290°C
• Parafin lỏng có nhiệt độ sôi là 340°C

Các chất lỏng này có thể đạt được kết quả khả quan khi sử dụng ở nhiệt độ trung bình từ 90°C đến 270°C. Từ đó, có thể thấy rằng độ nhớt của chất lỏng truyền áp suất không cần phải được xem xét như một yếu tố quan trọng.

Thông số kỹ thuật của ống tiết diện không đổi

Khẩu độ của ống dẫn lưu liên tục nên được thiết kế càng nhỏ càng tốt, theo nguyên tắc không gây giảm áp suất. Chúng tôi sử dụng ống dẫn lưu liên tục có khẩu độ 1,0 mm, có khả năng chống rung tốt.

Ban đầu, có một số đồng hồ đo áp suất chịu tác động mạnh từ môi trường quy trình, khiến kim đồng hồ nhanh chóng bị dao động đáng kể đến mức khó đọc kim chỉ bằng mắt thường. Khi các ống có lỗ cố định được bổ sung, kết quả đo trở nên ổn định.

Nếu áp suất của môi trường xử lý chỉ rung động nhẹ hoặc thay đổi chậm, chẳng hạn như áp suất trên một số thùng chứa hoặc tháp chưng cất, thì có thể không cần ống có lỗ cố định.

Hướng dẫn lắp đặt và lắp ráp

Quy trình lắp ráp từng bước

Khi lắp ráp đồng hồ đo áp suất màng, hãy làm theo các bước quan trọng sau:
1. Đầu tiên kẹp buồng màng vào ê tô để lắp ráp trước và không siết chặt bu lông cố định
2. Bơm chất lỏng truyền áp suất vào buồng màng để làm cho mức chất lỏng ngang bằng với giao diện ren bên trong
3. Sau đó vặn đồng hồ đo áp suất ống Bourdon vào. Lúc này, màng ngăn sẽ trượt xuống dưới theo hình vòng cung lõm.
4. Siết chặt lại tất cả các bu lông. Trong quá trình siết chặt, hai bu lông đối diện nhau phải được siết chặt cùng lúc, không được siết dọc theo một bên, nếu không không khí sẽ tràn vào khoang màng và màng dễ bị vỡ.
5. Buồng màng ngăn trên phải được bịt kín để tránh màng bị vỡ do rò rỉ

Những cân nhắc khi lắp đặt cho các ứng dụng đặc biệt

Môi trường có điểm đóng băng cao
Đối với môi trường có điểm đóng băng cao, để ngăn ngừa hiện tượng tắc nghẽn ngưng tụ trong thiết bị đo áp suất, theo nguyên lý trao đổi nhiệt đối lưu, khi lắp đặt đồng hồ đo áp suất màng, có thể sử dụng ống nối có đường kính 15 mm (1/2") hoặc 25 mm (1") để lấy áp suất theo góc hướng lên trên 45 độ hoặc theo phương thẳng đứng hướng lên trên.
Đồng hồ đo áp suất được lắp đặt theo cách này không yêu cầu bất kỳ biện pháp cách nhiệt nào khác cho môi trường quy trình có điểm đông đặc gần 80°C trong môi trường trong nhà 20°C, và không có hiện tượng tắc nghẽn ngưng tụ trên đường ống áp suất. Trong điều kiện mùa đông khắc nghiệt ở nhiệt độ ngoài trời âm 16°C, chỉ cần sử dụng lớp cách nhiệt bằng bông khoáng là đồng hồ đo áp suất hoạt động bình thường.

Môi trường có độ nhớt cao và bị ô nhiễm

Để đo áp suất của môi trường có độ nhớt cao và bị ô nhiễm nghiêm trọng, chỉ cần tăng kích thước của ống nối của buồng màng ngăn dưới và ống nối của thiết bị đo áp suất.

Phương tiện có tính ăn mòn cao
Đối với việc đo áp suất của vật liệu quy trình có tính ăn mòn cao, chỉ cần vật liệu của buồng màng ngăn dưới và màng cách ly đáp ứng các yêu cầu về tiếp xúc chống ăn mòn. Nhờ hình dạng đơn giản và dễ sản xuất, buồng màng ngăn dưới có khả năng thích ứng rộng rãi với các yêu cầu chống ăn mòn.

Ứng dụng cho phương tiện xử lý đầy thách thức

Do thiết bị giảm chấn ống lỗ liên tục của đồng hồ đo áp suất màng ngăn nên có thể loại bỏ ảnh hưởng của rung động mạnh của môi trường quy trình khi đo áp suất.

Ứng dụng xử lý hóa chất
Các ứng dụng điển hình bao gồm:

• Giám sát áp suất tháp chưng cất
• Đo áp suất bơm nguyên liệu
• Giám sát hệ thống bơm hồi lưu
• Kiểm soát áp suất bình phản ứng
• Đường truyền hóa chất ăn mòn

Ứng dụng phạm vi nhiệt độ
Hệ thống đo áp suất màng ngăn có thể xử lý:

• Ứng dụng đông lạnh xuống tới -20°C
• Quy trình nhiệt độ cao lên tới 290°C
• Điều kiện sốc nhiệt với lựa chọn chất lỏng phù hợp
• Môi trường kết tinh có thể làm tắc nghẽn các đồng hồ đo thông thường

Ưu điểm và Lợi ích

Lợi ích chính của công nghệ đồng hồ đo áp suất màng

Do đồng hồ đo áp suất màng ngăn được cấu tạo từ đồng hồ đo áp suất ống Bourdon được cải tiến đôi chút và buồng màng ngăn cách ly nên nó có một số ưu điểm chính sau:


Thiết bị đo áp suất hiệu quả về mặt chi phí

Hiệu quả về chi phí

• Vật liệu dễ kiếm và dễ thi công
• Buồng màng ngăn cách ly có thể được sản xuất bằng quy trình sản xuất hàng loạt chính xác với chi phí thấp
• Màng ngăn không dễ bị vỡ và tiêu thụ rất ít vật liệu

Khả năng ứng dụng rộng rãi

• Có thể áp dụng rộng rãi - chỉ cần chọn buồng màng ngăn dưới và màng cách ly phù hợp, nó có thể đáp ứng rộng rãi các yêu cầu đo áp suất cho nhiều phương tiện xử lý khác nhau
• Không cần phải lắp đặt "bể cách ly", "bể đệm" hoặc thực hiện các biện pháp như "theo dõi hơi nước" (hoặc "theo dõi điện")
• Việc lắp đặt và bảo trì rất đơn giản

Độ tin cậy và hiệu suất

• Loại bỏ các hiệu ứng rung động thông qua giảm chấn ống lỗ liên tục
• Duy trì mức độ chính xác ban đầu của đồng hồ đo áp suất cơ bản
• Cung cấp khả năng tương thích hóa học tuyệt vời thông qua việc lựa chọn vật liệu phù hợp
• Xử lý nhiệt độ khắc nghiệt với chất lỏng truyền động thích hợp

Hướng dẫn lựa chọn cho đơn đăng ký của bạn

Cách chọn cấu hình đồng hồ đo áp suất màng phù hợp

Khi lựa chọn đồng hồ đo áp suất màng cho các ứng dụng xử lý hóa chất, hãy cân nhắc những yếu tố quan trọng sau:

Đặc điểm của phương tiện xử lý

• Yêu cầu về khả năng tương thích hóa học (axit, bazơ, dung môi)
• Phạm vi nhiệt độ hoạt động (từ nhiệt độ thấp đến nhiệt độ cao)
• Mức độ nhớt (chất lỏng loãng đến dầu nặng)
• Xu hướng kết tinh (thế năng đông đặc)
• Mức độ ô nhiễm (sạch đến ô nhiễm nặng)

Điều kiện môi trường

• Mức độ rung động (từ nhẹ đến nặng)
• Hướng lắp đặt (dọc, ngang, nghiêng)
• Nhiệt độ môi trường (trong nhà/ngoài trời)
• Phân loại khu vực nguy hiểm (yêu cầu chống cháy nổ)

Yêu cầu về hiệu suất

• Thông số kỹ thuật về độ chính xác (tiêu chuẩn đến độ chính xác)
• Phạm vi áp suất (áp suất thấp đến cao)
• Thời gian phản hồi (phản hồi nhanh so với phản hồi chậm)
• Nhu cầu đầu ra tín hiệu (chỉ báo cục bộ so với truyền từ xa)

Ma trận lựa chọn vật liệu

Application Type	Recommended Diaphragm Material	Transmission Fluid	Temperature Range
Strong Acids/Bases	PTFE or Fluororubber	Glycerol or Liquid Paraffin	Up to 250°C
High Temperature	PEEK or Metal with PTFE coating	Liquid Paraffin	Up to 290°C
Cryogenic	Stainless Steel or PTFE	Glycerol	Down to -20°C
Oil & Petrochemical	Nitrile Rubber or Fluororubber	Liquid Paraffin	Up to 200°C
General Chemical	Polypropylene or PTFE	Glycerol	Up to 150°C

Bạn cần hướng dẫn chuyên môn để lựa chọn đồng hồ đo áp suất màng?

Việc lựa chọn cấu hình đồng hồ đo áp suất màng tối ưu đòi hỏi phải phân tích cẩn thận các điều kiện quy trình cụ thể, yêu cầu tương thích hóa chất và thông số kỹ thuật hiệu suất. Với nhiều lựa chọn vật liệu và khả năng cấu hình, quá trình lựa chọn có thể phức tạp và quan trọng đối với sự an toàn và độ tin cậy của quy trình.

Các chuyên gia đo áp suất của chúng tôi có nhiều kinh nghiệm với các ứng dụng đo áp suất màng ngăn trong nhiều môi trường xử lý hóa chất khác nhau và có thể giúp bạn:

✅ Phân tích đặc điểm môi trường xử lý của bạn và đề xuất vật liệu màng ngăn tương thích
✅ Đánh giá các yêu cầu về nhiệt độ và áp suất để lựa chọn chất lỏng truyền động phù hợp
✅ Thiết kế cấu hình buồng màng tùy chỉnh cho các điều kiện lắp đặt khó khăn
✅ Cung cấp thông số kỹ thuật chi tiết về khả năng tương thích của vật liệu và khả năng chống ăn mòn
✅ Cung cấp hướng dẫn cài đặt và hỗ trợ kỹ thuật trong suốt vòng đời dự án của bạn

Đừng để quy trình ngừng hoạt động hoặc các vấn đề an toàn bị ảnh hưởng do lựa chọn đồng hồ đo áp suất không phù hợp. Hãy liên hệ với các chuyên gia kỹ thuật của chúng tôi ngay hôm nay để được đánh giá toàn diện về nhu cầu đồng hồ đo áp suất màng ngăn của bạn.

Liên hệ với các chuyên gia đo áp suất của chúng tôi ngay hôm nay để được tư vấn miễn phí và đưa ra khuyến nghị tùy chỉnh cho ứng dụng xử lý hóa chất cụ thể của bạn.

[Nhận tư vấn chuyên gia →]