• Главная
• Полезная информация
• Станьте экспертом в разделителях сред!

Станьте экспертом в разделителях сред!

18.10.2022

Основной продукцией собственного производства фирмы Энергосервер являются разделители сред – устройства, призванные защищать средства измерения давления (манометры, датчики, реле давления) от воздействия негативных факторов рабочих сред: коррозионной активности, высокой вязкости и/или температуры, кристаллизации, абразивного воздействия и т.д.

Несмотря на кажущуюся простоту конструкции, правильный выбор типа, размеров и материалов элементов разделителя сред является непростой технической задачей. Даже многоопытные проектные институты с огромным штатом специалистов зачастую не могут с ней справиться и выдают проекты с заведомо неработоспособным оборудованием. Вот наиболее типичные ошибки:

Неправильно выбран вытесняемый объем разделителя (диаметр мембраны слишком мал). В результате в условиях низких температур мембрана может упереться в основание разделителя и процесс измерения давления будет прерван. А в условиях высоких температур может произойти разрыв мембраны.
Неправильно подобрана измерительная жидкость: в результате она может либо замерзнуть внутри комплекта «прибор – разделитель», либо закипеть. И то, и другое приведет к немедленному выходу разделителя из строя.
Неправильно подобраны материалы мембраны и/или корпуса разделителя. Наиболее частая ошибка – выбор для агрессивных газовых сред (например, хлора) металлических мембран с фторопластовым покрытием. На деле хлор легко диффундирует через слой фторопласта и разрушает мембрану. В таких случаях обязательным является использование танталовых мембран.
Неправильно подобран тип присоединения к процессу: например, при наличии грязной, высоковязкой и/или кристаллизующейся рабочей среды выбрано штуцерное присоединение (штуцерный разделитель сред). В результате среда «забивает» внутреннюю полость разделителя и/или деформирует мембрану. В подобных случаях необходимо применять так называемые «разделители с внешней мембраной», например фланцевые.
Важно подчеркнуть, что любой из перечисленных случаев приведет к невозможности дальнейшего измерения давления, т.е. утере контроля над технологическим процессом и возникновению аварийной ситуации. Учитывая объемы производств современных химических предприятий, подобное развитие событий чревато гигантскими материальными и человеческими потерями.

Таким образом, только правильное понимание конструктивных особенностей и принципов работы разделителей сред позволит корректно подобрать его тип и параметры и избежать аварийных ситуаций.

Типовой разделитель сред состоит из трех частей:

• корпуса, непосредственно контактирующего с рабочей средой (нижняя часть);
• тонкостенной мембраны или сильфона в качестве разделительного элемента;
• крышки с резьбой для крепления прибора (верхняя часть).

Принцип действия разделителя очень прост: рабочая среда под давлением воздействует на мембрану, которая прогибаясь, передает давление нейтральной среде, заключенной между чувствительным элементом прибора и мембраной. В результате прибор меряет (и показывает) давление нейтральной среды.

В каких случаях необходимо применение разделителей сред? Во всех, если существует угроза повреждения измерительного прибора или его чувствительного элемента. Применение разделителей сред абсолютно необходимо, если в рабочей среде присутствует хотя бы один из следующих негативных факторов:

• коррозионная активность (кислоты, щелочи и т.д.);
• высокая вязкость или возможность кристаллизации;
• высокая загрязненность или липкость;
• экстремальная (высокая или низкая) температура;
• наличие твердых включений (абразивность).
• Перейти к сервису выбора разделителей сред

Итак, принцип действия разделителя сред основан на передаче давления мембраной от рабочей среды к нейтральной. При этом мембрана прогибается (деформируется), что является причиной метрологической (основной) погрешности, вносимой разделителем сред в процесс измерения. Этот эффект легко понять из рисунка: давление Рпр, которое измеряет прибор, меньше реального давления процесса Рвх на величину dP, обусловленную сопротивлением жесткой мембраны:

Рпр= Рвх – dP

Нейтральная среда – это жидкость, заключенная между чувствительным элементом прибора и мембраной. Под действием высокотемпературного процесса и окружающего воздуха она меняет свою температуру и объем, что приводит к деформации мембраны и, как следствие, к возникновению дополнительной – температурной погрешности разделителя сред (см. рис.).

Важные выводы:

любая деформация разделительного элемента (мембраны, сильфона) приводит к возникновению погрешности измерений;
погрешность (и температурная и основная) тем больше, чем больше жесткость разделительного элемента.
Таким образом, при одинаковом диаметре максимальной погрешностью обладают разделители сред с жесткой металлической мембраной, однако они наиболее надежны. Разделители сред с мягкими резиновыми мембранами или фторопластовыми сильфонами имеют минимальную погрешность, но не столь долговечны.