Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Статьи по КИПиАДавлениеКак выбрать мембранные разделители для применения в условиях высоких температур
Отрасли, связанные с высокотемпературными процессами, такие как нефтегазовая и нефтехимическая промышленность, сталкиваются с серьёзными трудностями в обеспечении надёжной работы приборов измерения давления и температуры. Эти приборы ежедневно подвергаются воздействию экстремальных температур, агрессивных химикатов и других факторов, которые могут быть несовместимы с материалами, контактирующими с рабочей средой.
Отраслевым решением для защиты приборов измерения давления и температуры в таких условиях является применение изоляторов, более известных как мембранные разделители, которые изолируют прибор от процесса.
Как известно, механический манометр, установленный на линии, перекачивающей серную кислоту, не прослужит долго, если его не изолировать с помощью мембранного разделителя, изготовленного из совместимых материалов, таких как Hastelloy B, тантал, Политетрафторэтилен (PTFE) или Перфторэластомер (Kalrez). Помимо агрессивных сред, мембранные разделители также могут подвергаться воздействию повышенных температур. Это заставляет заказчиков задаваться вопросом, допустимо ли использовать мембранные разделители исключительно для защиты в условиях высоких температур. Вот что происходит:
Чтобы подтвердить максимальные и минимальные температурные ограничения для узла мембранного уплотнения, необходимо учесть несколько моментов. Для обеспечения безопасной установки важно проверить температурные ограничения компонентов узла. См. иллюстрацию ниже.
| Заполняющая жидкость | Температура | Вязкость (сСт при 21 °C) |
| Глицерин, пищевой класс¹ | 0 °F до 400 °F (−18 °C до 204 °C) | 1300 |
| Силикон 50 сСт | −40 °F до 500 °F (−40 °C до 260 °C) | 50 |
| Силикон 10 сСт | −40 °F до 500 °F (−40 °C до 260 °C) | 10 |
| Halocarbon 4.2 (Галоидоуглерод)² | −70 °F до 300 °F (−57 °C до 149 °C) | 4.2 |
| Syltderm 800³ | −40 °F до 750 °F (−40 °C до 400 °C) | 10 |
| Syltderm XLT | −150 °F до 500 °F (−100 °C до 260 °C) | 1.4 |
| Calflo AF (масла) | −20 °F до 600 °F (−29 °C до 316 °C) | 60 |
| Минеральное масло | 10 °F до 400 °F (−12 °C до 204 °C) | 75 |
| Neobee M-20, пищевой класс | 5 °F до 400 °F (−15 °C до 204 °C) | 9.5 |
| Силикон, пищевой класс | −40 °F до 500 °F (−40 °C до 260 °C) | 350 |
| Дистиллированная вода | 40 °F до 185 °F (4 °C до 85 °C) | 0.9 |
| 50/50 глицерин/вода | 15 °F до 200 °F (−9 °C до 93 °C) | 30 |
| Пропиленгликоль | −50 °F до 325 °F (−46 °C до 163 °C) | 54 |
| Этиленгликоль | 20 °F до 325 °F (−7 °C до 163 °C) | 14 |
| 50/50 этиленгликоль/вода | −25 °F до 190 °F (−32 °C до 88 °C) | 2.9 |
| 80/20 глицерин/вода | 15 °F до 225 °F (−9 °C до 107 °C) | 270 |
| 95/5 вода/пропиленгликоль | 40 °F до 185 °F (4 °C до 85 °C) | 1.0 |
Примечания: 1. Только прямой монтаж. Не для использования с вакуумным обслуживанием. 2. Для использования с кислородом/окисляющими технологическими средами. 3. Применение при высоких температурах.
Существуют случаи, когда невозможно избежать воздействия высоких температур на сборки с мембранными разделителями. Очевидный пример — когда возникают вопросы химической совместимости или засорения, а также при высоких температурах. Также это необходимо, когда температура технологической среды выше допустимой для прибора. В обоих случаях необходимо предпринять меры не только для защиты прибора, но и для сохранения целостности сборки мембранного разделителя.
Ниже приведены пункты, которые следует учитывать:
Установка над мембраной устройства рассеивающего тепло.
Если выбран этот вариант, необходимо помнить, что появится дополнительный объем заполнения системы. При добавлении заполняющей жидкости можно усилить температурный эффект, который пытаетесь избежать. Поэтому важно, чтобы устройство рассеивания требовало минимального дополнительного объема заполнения системы и эффективно рассеивало тепло.
Знание температурного предела прибора(ов).
Хотя мембранный разделитель поглощает часть тепла, возможно, что тепло все же передастся через мембранный разделитель и повредит прибор. Необходимо ознакомиться с максимальными температурными ограничениями приборов, предоставленными производителем, перед выбором.
Использование регулируемых приборов.
При использовании манометра с микрометрической стрелкой или преобразователя с регулировкой нуля/размаха возможно, потребуется произвести настройки после сборки с изолятором.
У манометра с заполнением жидкостью нет доступа к регулировкам нуля/размаха. Регулировки нуля/размаха можно осуществить, используя демпфированные механизмы на манометре вместо жидкостного заполнения.
Для преобразователей давления необходимо иметь доступ к регулировкам нуля/размаха. Некоторые преобразователи имеют точки доступа для регулировки потенциометров. Преобразователи с корпусами, герметичными из-за требований к классификации зон, требуют возможности регулировок без вскрытия корпуса.
Использование заполняющей жидкости с соответствующим температурным диапазоном.
Заполняющая жидкость системы мембранного разделителя также должна быть рассчитана на максимально допустимую температуру процесса. Силикон обычно безопасен до 500 °F, а при более высоких температурах следует использовать Syltherm 800 (рассчитан на 750 °F).
Использование разделителя с полностью сварной конструкцией.
Модульные разделители, как правило, имеют уплотнения из Политетрафторэтилена (PTFE), которые предотвращают металлический контакт и помогают герметизировать заполняющую жидкость в сборке, но необходимо учитывать температурный предел. По мере повышения давления температурный предел уплотнения снижается. Для применений с температурами выше 500 °F следует рассмотреть полностью сварные мембранные разделители.
Использование полностью сварных сборок.
Сборки разделителей обычно соединяются резьбой ¼ или ½ NPT. Для улучшения сцепления резьбы и более плотной герметизации следует использовать двухкомпонентный герметик для резьбы, рассчитанный на 480 °F. Если возможно, что температура превысит 480 °F, рекомендуется сварка соединений, чтобы избежать нарушения герметика резьбы.
Учет температурных пределов других компонентов мембранного разделителя.
Независимо от того, используется ли пластик, такой как Поливинилхлорид (PVC) или Поливинилиденфторид (PVDF) для нижнего корпуса, эластомеры, такие как Viton или Kalrez, для мембраны, или Политетрафторэтилен (PTFE) - для любого из них, важно учитывать ограничения по давлению и температуре для этих материалов. Даже крепежные элементы (обычно оцинкованная сталь) должны рассматриваться для высокотемпературных применений. Температура может также влиять на снижение максимальных ограничений давления для фланцевых установок.
| Температурные пределы неметаллического мембранного уплотнения/изолирующего кольца | |
| Политетрафторэтилен (PTFE) | 400 °F |
| Viton | 350 °F |
| Kalrez | 212 °F |
| Бутадиен-нитрильного каучука (Buna) | Не установлена |
| Этилен-пропилен-диен-мономер (EPDM) | Не установлена |
| Натуральный каучук | Не установлена |
| Неметаллические материалы нижнего корпуса | |
| Поливинилиденфторид/Поливинилхлорид (с резьбой) (PVDF/PVC) | 200 psi - 74 °F 125psi - 125 °F 80 psi - 150 °F |
| Поливинилиденфторид (PVDF) | 180 °F |
| Поливинилхлорид (PVC) | 100 °F |
| Политетрафторэтилен (PTFE) | 150 °F |
Несмотря на то, что высокотемпературные применения создают проблемы для приборов, существует более чем достаточно возможных решений для защиты приборов от повреждений и температурных ошибок. Использование теплоотводящих устройств, высокотемпературных заполняющих жидкостей и всех конструкций сварных уплотнений будет эффективным для обеспечения безопасной и надежной установки индикатора/монитора давления.
