ИЗМЕРЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ

При вращении роторов между одним из них и стенкой камеры создается закрытое пространство, заполненное газом. В процессе вращения ротор выталкивает этот газ в газопровод. Каждый оборот ротора фиксируется через систему зубчатых колес и редуктора, которые передают данные счетному механизму. В результате, количество газа, прошедшего через счетчик, точно учитывается.

Контрольно-измерительные приборы, используемые для определения давления газа

В газорегулирующих пунктах (ГРП) для контроля работы оборудования и измерения параметров газа применяются следующие контрольно-измерительные приборы (КИП):

Каждый из этих приборов должен проходить государственную или ведомственную периодическую поверку и находиться в постоянной готовности выполнять измерения. Готовность обеспечивается путем метрологического надзора, который включает постоянный мониторинг состояния, рабочих условий и правильности показаний приборов, а также периодическую проверку, изъятие из эксплуатации неисправных и непроверенных приборов. КИП следует устанавливать непосредственно в месте измерения или на специальном приборном щитке. Если КИП монтируют на щитке, возможно использование одного прибора с переключателями для измерений в нескольких точках.

КИП подсоединяются к газопроводам с помощью стальных труб. Импульсные трубки соединяются сварными швами или резьбовыми муфтами. Все приборы должны иметь клейма или пломбы соответствующих органов Росстандарта.

КИП с электрическим приводом, а также телефонные аппараты обязательно должны быть выполнены в взрывозащищенном исполнении. В противном случае их устанавливают в изолированном помещении, вдали от ГРП.

К наиболее распространенным видам КИП в ГРП относятся приборы, которые будут рассмотрены в следующем разделе.

Приборы для измерения давления газа делятся на несколько категорий:

Дифференциальный манометр ДТ-50 (см. рисунок ниже). Толстостенные стеклянные трубки надежно закреплены в верхней и нижней стальных колодках. В верхней части трубки подключены к камерам-ловушкам, которые защищают их от выброса ртути в случае превышения допустимого давления. Здесь также расположены игольчатые вентили, которые позволяют отключать стеклянные трубки от измеряемой среды, продувать соединительные линии, а также включать и выключать дифференциальный манометр. Между трубками располагаются измерительная шкала и два указателя, которые можно настраивать на верхний и нижний уровни ртути в трубках.

Дифференциальный манометр ДТ-50

Манометр с одновитковой трубчатой пружиной (см. рисунок ниже). Изогнутая пустотелая трубка присоединена нижним неподвижным концом к штуцеру, с помощью которого манометр соединен с газопроводом. Второй конец трубки запаян и соединен с тягой, которая передает давление газа на трубку. Свободный конец тягой вызывает перемещение сектора, зубчатого колеса и оси. Пружинный волосок обеспечивает взаимодействие между зубчатым колесом и сектором, что обеспечивает плавность хода стрелки. Перед манометром устанавливается отключающий кран, который позволяет курсовым образом снимать манометр для его замены. В процессе эксплуатации манометры должны проходить государственную поверку как минимум один раз в год. Рабочее давление, измеряемое манометром, должно находиться в диапазоне от 1/3 до 2/3 шкалы прибора.

Единицы измерения давления

На сегодняшний день основной единицей измерения давления является Паскаль. Один Паскаль соответствует давлению, создаваемому силой в 1 Ньютон, действующей на поверхность 1 квадратного метра (см. рисунок 2).

Рис. 2 Определение одного Паскаля

Один Паскаль является очень малой величиной. Это давление, создаваемое грузом в 100 граммов, равномерно распределенным на площади в 1 квадратный метр. На практике часто применяются кратные величины. Основная из этих кратных единиц — Мегапаскаль (МПа), который равен 1 000 000 Паскалей. В Федеральных Нормативных Правилах безопасности сетей газораспределения и газопотребления параметры давления указаны в Мегапаскалях. Например: падение давления при контрольной опрессовке наружных газопроводов не должно превышать 10 даПа, что в Нормативе записывается как 0,0001 МПа. Так много нулей может сбить с толку, но это сделано для единого представления данных.

Давление в 0,1 МПа приблизительно равно популярной единице 1 кгс/см² (килограмм силы на квадратный сантиметр). Один декапаскаль (даПа) примерно соответствует 1 миллиметру водного столба (мм. вод. ст.). До 1990-х годов кгс/см² и мм. вод. ст. были основными единицами давления в газовом секторе. Однако сейчас общепринятой становится система СИ, поэтому данные в МПа и даПа стали основными.

Рис. 3 Блез Паскаль

Единица измерения давления Паскаль названа в честь Блеза Паскаля (см. рис. 3), французского математика, механика и физика, который жил в 17 веке. Он также известен как писатель, создавший ряд классических произведений.

В Западной Европе основной единицей измерения давления является бар (bar). Один бар составляет 100,000 Па, что приблизительно равно 1 кгс/см². Один миллибар (mbar) равен 100 Па и примерно соответствует 10 мм. водяного столба (1 mbar приблизительно равен 10 мм. вод. ст.).

Важно отметить, что точное значение 1 мм. вод. ст. равняется 9,81 Па, а 1 кгс/см² соответствует 9,81 × 10⁴ Па, но для практических применений достаточно запомнить, что 1 мм. вод. ст. примерно равен 10 Па (1 даПа), а 1 кгс/см² = 0,1 МПа.

В США используются собственные единицы измерения давления; основная из них — фунт на квадратный дюйм (psi), который соответствует 6894,75 Па. Североамериканские государства до сих пор не могут перейти на метрическую систему измерения.

Приборы для измерения давления

При проведении измерений избыточного давления или разрежения используют специальные приборы, такие как манометры, напоромеры и тягонапоромеры. Точность измерений характеризуется погрешностью, которая определяет отклонение результата измерения от истинного значения. Класс точности прибора определяется пределом допустимой погрешности, который представляет собой наибольшую допустимую погрешность прибора, позволяющую ему оставаться годным и допустимым к использованию. У показательных пружинных манометров встречаются следующие классы точности: 0,4; 0,6; 1; 1,5; 2,5; 4. Чем меньше число, обозначающее класс, тем выше точность измерений.

Рис. 4 Класс точности манометра

Класс точности механических показательных манометров указывается на циферблате. У манометра с классом точности 1,5 результат измерения может отличаться от истинного значения не более чем на 1,5% (см. рис. 4).

Предел измерений показывает максимальное давление, которое прибор может измерить. Для манометра на рисунке 4 предел измерения составляет 1,0 МПа.

Основные виды манометров

Существует множество видов манометров, каждый из которых имеет свои специфические особенности и применяется в различных условиях. Основные типы манометров классифицируют по следующим критериям: тип измеряемого давления, назначение, принцип работы и способ подключения.

По типу измеряемого давления:

• Манометры для контроля давления используются в системах под давлением, таких как трубопроводы, резервуары и контейнеры. Они позволяют контролировать и поддерживать заданные значения давления в системах.
• Термоманометры одновременно измеряют давление и температуру. Они применяются в таких отраслях, как химическая и нефтехимическая промышленность, где одновременно важен контроль как давления, так и температуры.
• Вакуумметры предназначены для измерения давления в вакууме, то есть в системах, где давление ниже атмосферного.
• Мановакуумметры, в отличие от вакуумметров, способны измерять как вакуумметрическое, так и манометрическое давление.
• Тягомеры предназначены для измерения давления газа в трубопроводах и часто используются в газовой промышленности для контроля расхода и качества газа. Они могут быть механическими или электронными.
• Барометры измеряют атмосферное давление, например, в метеорологии для прогнозирования погоды.
• Дифференциальные манометры измеряют разницу давлений между двумя точками на предмет измерения расхода жидкости или газа. Они могут быть механическими или электронными.

По принципу работы:

• Жидкостные манометры функционируют на основе измерения давления по высоте столба жидкости.
• Пружинные манометры действуют на основе измерения давления по деформации пружины.
• Мембранные манометры измеряют давление, основываясь на деформации мембраны.
• Электроконтактные манометры работают на основе измерения давления с использованием сопротивления электрической цепи.
• Дифференциальные манометры используют два или более измерительных элементов для оценки разности давлений.

По назначению:

• Образцовые манометры предназначены для проверки и калибровки других манометров, а также для точного измерения давления в научных и исследовательских целях.
• Технические манометры используются для контроля давления в производственных условиях.
• Общетехнические манометры применяются в различных отраслях промышленности, таких как энергетика, нефтяная и газовая отрасли, пищевая промышленность, водоснабжение.
• Электроконтактные манометры предназначены для контроля давления и управления процессами, в которых необходимо автоматическое реагирование на перепады давления.
• Виброустойчивые манометры предназначены для эксплуатации в условиях сильных вибраций и ударных нагрузок, каких можно наблюдать на транспорте или в горнодобывающей отрасли.
• Взрывозащищенные манометры используются в потенциально опасных зонах, таких как нефтеперерабатывающие заводы и химические фабрики.
• Самопишущие манометры автоматически фиксируют изменения давления на бумаге или других носителях, что позволяет контролировать давление в течение заданного времени.
• Судовые манометры предназначены для контроля давления на судах и других морских объектах.
• Железнодорожные манометры используются для контроля давления в тормозных и соединительных системах железнодорожных вагонов и локомотивов.

По способу подключения:

Манометры могут быть подключены к системе измеряемого давления различными способами. Существуют три основных типа манометров по способу подключения: аксиальные, радиальные с осевым патрубком и радиальные с радиальным патрубком.

Для чего нужен манометр: применение в разных сферах

Что представляет собой манометр? Это устройство, предназначенное для измерения давления как газов, так и жидкостей, и используемое в различных областях промышленности и научных исследований. Наиболее часто манометры применяются в следующих сферах:

• Котлы отопления. Манометры используются для контроля давления в системах центрального отопления, где горячая вода циркулирует по трубам и радиаторам, помогая поддерживать необходимое давление в системе.
• Газопроводы. Манометры широко применяются в газовых системах для контроля давления газа и обеспечения безопасности эксплуатации системы газоснабжения. Манометры также случаются в процессе транспортировки газа на большие расстояния.
• Водопроводы. Манометры используются для контроля давления в системах водоснабжения, значительно уменьшая вероятность повреждения труб, вызванного чрезмерным давлением.
• Компрессоры. Манометры служат для контроля давления воздуха, используемого в компрессорах.
• Автоклавы. Манометры применяются для контроля давления в автоклавах, которые используются в процессе стерилизации различных инструментов и оборудования.
• Баллоны и пневматические винтовки. Манометры обеспечивают информацию о количестве газа, оставшегося в баллоне, а также о возможности использования пневматической винтовки.

Манометры также находят применение в научных исследованиях, особенно в области физики и химии, где они помогают измерять давление в различных экспериментах, таких как давление газов в реакционной камере или давление жидкостей в лабораторных условиях.

Таким образом, манометры являются важными устройствами, предназначенными для измерения давления газов и жидкостей. Они обеспечивают контроль давления в системах и способствуют безопасной работе оборудования. При выборе манометра крайне важно учитывать класс точности, диапазон измерений и условия эксплуатации. Правильный выбор и своевременная поверка манометра способствуют повышению эффективности работы оборудования и безопасности персонала.

Деление по функциональному назначению

По своему назначению выделяются следующие виды манометров, используемых для измерения давления газа:

• общетехнические;
• эталонные;
• специальные.

Теперь рассмотрим особенности каждого вида.

Манометры общетехнического назначения

Эти манометры производятся для измерения вакуумметрического и избыточного давления в общетехнических целях. Широкий ассортимент модификаций позволяет применять их в различных средах. Они также используются для измерения давления во время производственных технологических процессов.

Давление в таких приборах воздействует на трубку изнутри, вызывая перемещение незакрепленного конца. Образуется взаимодействие с механизмом, который движет стрелку.

Этими манометрами можно измерять давление неагрессивных газов, которые не оказывают негативного влияния на медные сплавы, при рабочей температуре до 150 °C. Обычно корпус таких приборов изготавливается из стали, а детали механизма — из латунного сплава.

Общетехнические манометры для газа низкого и высокого давления изготавливаются с учетом их устойчивости к вибрациям с частотой от 10 до 55 Гц и амплитудой смещения максимум 0,15 миллиметра. Они представлены в нескольких классах точности от 1 до 2,5.

Цифровые манометры отличаются небольшими размерами и высокой точностью измерений, а также длительным сроком службы. Более того, такие устройства можно калибровать.

С увеличением популярности газовых манометров общетехнического назначения на электронной плате, где отображаются данные измерений. Они также часто оснащаются преобразователями, что автоматизирует технологические процессы. Показатели давления отображаются на электронном циферблате.

Группа специальных манометров

Специальные манометры разрабатываются для конкретного типа газа и его условий. Для систем с повышенным давлением создаются манометры для газа высокого давления. Поскольку некоторые газы могут быть агрессивными по отношению к определенным сплавам, требуется использование устойчивых материалов.

Манометры этого типа окрашиваются в различные цвета в зависимости от типа газа.

Манометры для пропана окрашиваются в красный цвет, оснащаются стальным корпусом и обладают характеристиками общетехнических манометров. Рабочее давление таких приборов варьируется от 0 до 0,6 МПа, что соответствует стандартному давлению для пропана. Они могут использоваться при температурах от –50 до +60 °C, а температура рабочей среды может достигать до +150 °C. Часто они входят в комплект с редукторами для газовых баллонов.

Манометры для измерения давления аммиака в баллонах и других резервуарах окрашиваются в желтый цвет. Агрегаты, предназначенные для многоступенчатого сжатия, оснащаются температурной шкалой. Для данных манометров используются материалы, устойчивые к воздействию паров аммиака.

В случаях, когда ожидаются серьезные динамические нагрузки, манометры заполняются глицерином или силиконом для лучшей защиты.

Активный манометр для ацетилена окрашивается в белый цвет. Этот прибор создается как манометр для систем безопасности и производятся из обезжиренных материалов. Их применение охватывает измерение избыточного давления в системах распределения и генерации ацетилена. Корпус изготовлен из стали, а внутренние компоненты — из латунного сплава. Допустимый диапазон температур для такого манометра составляет от –40 до +70 °C.

Выводы и полезное видео по теме

Принцип работы пружинного манометра следующего вида:

Характеристика и сферы применения манометра:

Манометры выпускаются для решения различных задач. Наибольшей популярностью пользуются общетехнические модели, которые широко задействованы на мелких производствах и различными предприятиями, работающими с газовым оборудованием и системами. Электроконтактные манометры – это устройства, которые сигнализируют о достижении критических значений.

Для поверки и юстировки манометров используются эталонные манометры. Специальные манометры производятся для измерения давления конкретных газовых сред. Среди них получили широкое распространение пропановые манометры, их часто устанавливают в сочетании с редукторами на газовых баллонах.

Если вы хотите поделиться полезной информацией по теме статьи, задать вопрос или разместить фотографию, пожалуйста, оставляйте свои комментарии в форме ниже. Делитесь советами и информацией, которые могут быть полезны другим посетителям сайта.

Какой уровень давления в газовой трубе

На различных участках газопровода давление варьируется. Нормы для этого давления следующие:

• Магистральный газ. На магистралях 1 класса поддерживается давление от 2,5 до 11,8 МПа, а в трубопроводах 2 класса — от 1 до 2,5 МПа.
• Автономные системы. Давление газа в газопроводах частных домов должно составлять от 3 до 6 бар. Манометр устанавливается на газгольдере для оценки уровня подачи. Если показатели падают ниже 1,5 бара, это сигнализирует о необходимости вызова газовоза для заправки. После редуктора часто устанавливается дополнительный анализатор; стандартные значения в этой точке составляют 37-39 мбар. Важно следить за стабильностью этого значения. Манометр на цокольном входе — третья контрольная точка системы, и он должен показывать те же значения, что и прибор рядом с редуктором — 37-38 мбар.
• В квартирах и частных домах. Стандартное значение давления — от 0,3 до 0,6 МПа. В последнее время в зданиях порой устанавливают сети среднего давления — от 0,6 до 1,2 МПа. Это связано с повсеместным использованием газовых котлов для отопления.

Манометр позволяет контролировать давление во внутридомовой системе и своевременно принимать меры при поломках оборудования или утечках.

Причины низкого давления

Поддержание давления в газопроводе осуществляется с помощью специальных компрессионных станций. Поскольку сеть распределения газа предполагает снижение давления по мере приближения к конечной точке, потребители не сталкиваются с высокими показателями давления в сети.

Низкое давление в газопроводе обычно объясняется текущими работами на линии, добавлением нового потребителя, заменой труб или оборудования. Газопроводы — это системы, отличающиеся высокой надежностью; их ремонт производится достаточно редко. Тем не менее, в процессе ремонта определенные участки могут отключаться, что также может стать причиной падения давления. В этом случае жильцы квартир или домов не могут на это повлиять.

Однако если в частном доме установлена автономная газовая система, то снижение давления может происходить по нескольким причинам. Наиболее очевидная причина — нехватка газа в газгольдере. Если в нем осталось менее 20% газа, то его подача осуществляется под низким давлением. То же самое происходит при засорении труб, переполнении конденсатосборника, или замерзании редуктора. В случае с засорением труб стоит проверить показатели уровня. Если шкала показывает уровень 20–25%, необходимо вызвать газовоз для заправки газгольдера.

Во всех остальных ситуациях рекомендуется обратиться к специалистам. Только они имеют право проводить проверку и ремонт системы.