Kemianteollisuuden tuotantoprosessissa paine ei ainoastaan vaikuta tuotantoprosessin tasapainosuhteeseen ja reaktionopeuteen, vaan myös järjestelmän materiaalitasetason tärkeisiin parametreihin. Teollisuuden tuotantoprosessissa jotkut prosessit, kuten korkeapainepolyeteeni, vaativat paljon ilmakehän painetta korkeampaa painetta. Polymerointi suoritetaan 150 MPA:n korkeassa paineessa, ja jotkut prosessit on suoritettava paljon ilmakehän painetta alhaisemmassa negatiivisessa paineessa, kuten öljynjalostamojen tyhjötislaus. PTA-kemiantehtaan korkeapainehöyrynpaine on 8,0 MPA ja hapen syöttöpaine noin 9,0 MPAG. Paineenmittaus on niin laajaa, että käyttäjän on noudatettava tiukasti erilaisten paineenmittauslaitteiden käyttösääntöjä, tehostettava päivittäistä huoltoa ja vältettävä huolimattomuutta tai laiminlyöntiä. Kaikki tämä voi aiheuttaa valtavia vahinkoja ja tappioita, eikä korkean laadun, korkean saannon, alhaisen kulutuksen ja turvallisen tuotannon tavoitteita saavuteta.
Ensimmäinen osa paineenmittauksen peruskäsite
- Stressin määritelmä
Teollisessa tuotannossa yleisesti paineeksi kutsuttu voima tarkoittaa voimaa, joka vaikuttaa tasaisesti ja pystysuunnassa pinta-alayksikköön, ja sen suuruus määräytyy voimaa kantavan pinta-alan ja pystysuuntaisen voiman suuruuden perusteella. Matemaattisesti ilmaistuna:
P=F/S, jossa P on paine, F on pystysuora voima ja S on voima-alue
- Paineen yksikkö
Tekniikassa maassani käytetään kansainvälistä mittayksikköjärjestelmää (SI). Paineen laskentayksikkö on Pa (Pa). 1 Pa on paine, jonka 1 Newtonin (N) voima tuottaa pystysuunnassa ja tasaisesti 1 neliömetrin (M2) alueelle. Se ilmaistaan muodossa N/m2 (newton/neliömetri). Pa:n lisäksi paineyksikkönä voidaan käyttää myös kilopascalia ja megapascalia. Niiden välinen muuntosuhde on: 1MPA=103KPA=106PA.
Monivuotisen tavan vuoksi teknisessä tekniikassa käytetään edelleen ilmanpainetta. Muunnosten helpottamiseksi käytössä useiden yleisesti käytettyjen paineenmittausyksiköiden väliset muunnossuhteet on lueteltu kohdassa 2-1.
| Paineyksikkö | Tekninen ilmapiiri Kg/cm² | mmHg | mmH2O | pankkiautomaatti | Pa | baari | 1b/in2 |
| Kgf/cm² | 1 | 0,73 × 103 | 104 | 0,9678 | 0,99 × 105 | 0,99 × 105 | 14.22 |
| MmHg | 1,36 × 10⁻³ | 1 | 13.6 | 1,32 × 10² | 1,33 × 10² | 1,33 × 10⁻³ | 1,93 × 10⁻² |
| MmH2O | 10-4 | 0,74 × 10⁻² | 1 | 0,96 × 10⁻⁴ | 0,98 × 10 | 0,93 × 10⁻⁴ | 1,42 × 10⁻³ |
| Pankkiautomaatti | 1.03 | 760 | 1,03 × 10⁻¹ | 1 | 1,01 × 105 | 1.01 | 14.69 |
| Pa | 1,02 × 10⁻¹ | 0,75 × 10⁻² | 1,02 × 10⁻² | 0,98 × 10⁻¹ | 1 | 1×10-5 | 1,45 × 10⁻⁴ |
| Baari | 1.019 | 0,75 | 1,02 × 10⁻¹ | 0,98 | 1×105 | 1 | 14.50 |
| Paunaa/tuumaa 2 | 0,70 × 10⁻² | 51,72 | 0,70 × 103 | 0,68 × 10⁻² | 0,68 × 104 | 0,68 × 10⁻² | 1 |
- Tapoja ilmaista stressiä
Paineen ilmaisemiseen on kolme tapaa: absoluuttinen paine, ylipaine, alipaine tai tyhjiö.
Absoluuttisessa tyhjiössä vallitsevaa painetta kutsutaan absoluuttiseksi nollapaineeksi, ja absoluuttisen nollapaineen perusteella ilmaistua painetta kutsutaan absoluuttiseksi paineeksi
Mittaripaine on ilmakehän paineen perusteella ilmaistu paine, joten se on täsmälleen yhden ilmakehän (0,01 Mp) päässä absoluuttisesta paineesta.
Eli: P-taulukko = P ehdottomasti - P iso (2-2)
Negatiivista painetta kutsutaan usein tyhjiöksi.
Kaavasta (2-2) voidaan nähdä, että alipaine on ylipaine, kun absoluuttinen paine on pienempi kuin ilmakehän paine.
Absoluuttisen paineen, manometripaineen, alipaineen tai tyhjiön välinen suhde on esitetty alla olevassa kuvassa:
Teollisuudessa käytetyt paineenilmaisuarvot ovat useimmiten manometripaineita, eli painemittarin ilmaisinarvo on absoluuttisen paineen ja ilmakehän paineen erotus, joten absoluuttinen paine on manometripaineen ja ilmakehän paineen summa.
2 § Painemittauslaitteiden luokittelu
Kemikaalien tuotannossa mitattava painealue on hyvin laaja, ja jokaisella on omat erityispiirteensä erilaisissa prosessiolosuhteissa. Tämä edellyttää erilaisten rakenteiden ja toimintaperiaatteiden omaavien paineenmittauslaitteiden käyttöä erilaisten tuotantovaatimusten täyttämiseksi. Erilaiset vaatimukset.
Eri muuntoperiaatteiden mukaan paineenmittauslaitteet voidaan karkeasti jakaa neljään luokkaan: nestepylväspainemittarit, elastiset painemittarit, sähköiset painemittarit ja mäntäpainemittarit.
- Nestepatsaan painemittari
Nestepatsaspainemittarin toimintaperiaate perustuu hydrostatiikan periaatteeseen. Tämän periaatteen mukaisesti valmistetulla paineenmittauslaitteella on yksinkertainen rakenne, se on kätevä käyttää, sillä on suhteellisen korkea mittaustarkkuus, se on halpa ja sillä voidaan mitata pieniä paineita, joten sitä käytetään laajalti tuotannossa.
Nestepatsaspainemittarit voidaan jakaa U-putkipainemittareihin, yksiputkipainemittareihin ja kalteviin putkipainemittareihin niiden erilaisten rakenteiden mukaan.
- Elastinen painemittari
Elastista painemittaria käytetään laajalti kemianteollisuudessa, koska sillä on seuraavat edut: yksinkertainen rakenne, lujuus ja luotettavuus, laaja mittausalue, helppokäyttöisyys, helppolukuisuus, edullisuus ja riittävä tarkkuus, helppo lähettää ja antaa etäohjeita, tallentaa automaattisesti jne.
Elastisen painemittarin valmistuksessa käytetään erilaisia elastisia elementtejä, joiden muoto on erilainen, ja ne tuottavat elastisen muodonmuutoksen mitattavan paineen alaisena. Elastisen elementin ulostulosiirtymä on elastisen rajan sisällä lineaarisessa suhteessa mitattavaan paineeseen. Siksi sen mittakaava on tasainen, elastiset komponentit ovat erilaisia ja paineen mittausaluekin on erilainen. Esimerkiksi aaltopahvi- ja paljekomponentteja käytetään yleensä matalapaine- ja matalapainemittauksissa. Yksijousiputkea (lyhennettynä jousiputkena) ja useita kierrejousiputkia käytetään korkea-, keskipaine- tai tyhjiömittauksiin. Yksijousiputken paineen mittausalue on suhteellisen laaja, joten sitä käytetään eniten kemianteollisuudessa.
- Painelähettimet
Nykyään sähköisiä ja pneumaattisia painelähettimiä käytetään laajalti kemiantehtaissa. Ne ovat instrumentteja, jotka mittaavat jatkuvasti mitattua painetta ja muuntaa sen standardisignaaleiksi (ilmanpaine ja virta). Niitä voidaan lähettää pitkiä matkoja, ja paine voidaan näyttää, tallentaa tai säätää keskusvalvomossa. Ne voidaan jakaa matalapaineeseen, keskipaineeseen, korkeapaineeseen ja absoluuttiseen paineeseen eri mittausalueiden mukaan.
Osa 3 Johdanto kemiantehtaiden painemittareihin
Kemiantehtaissa käytetään yleensä Bourdon-kaarellisia painemittareita painemittareina. Työvaatimusten ja materiaalivaatimusten mukaan käytetään kuitenkin myös kalvo-, aaltokalvo- ja spiraalipainemittareita.
Paikan päällä olevan painemittarin nimellishalkaisija on 100 mm ja materiaali ruostumatonta terästä. Se sopii kaikkiin sääolosuhteisiin. Painemittarissa on 1/2HNPT-kartioliitos, turvalasi ja tuuletuskalvo sekä paikan päällä oleva näyttö ja ohjaus. Mittarin tarkkuus on ±0,5 % täydestä asteikosta.
Sähköistä painelähetintä käytetään signaalin etäsiirtoon. Sille on ominaista korkea tarkkuus, hyvä suorituskyky ja korkea luotettavuus. Sen tarkkuus on ±0,25 % täydestä asteikosta.
Hälytys- tai lukitusjärjestelmä käyttää painekytkintä.
Osa 4 Painemittareiden asennus, käyttö ja huolto
Paineenmittauksen tarkkuus ei liity pelkästään itse painemittarin tarkkuuteen, vaan myös siihen, onko se asennettu kohtuullisesti, onko se oikein vai ei, ja miten sitä käytetään ja huolletaan.
- Painemittarin asennus
Painemittaria asennettaessa on kiinnitettävä huomiota siihen, ovatko valitut painemenetelmät ja sijainti sopivat, mikä vaikuttaa suoraan sen käyttöikään, mittaustarkkuuteen ja säätölaatuun.
Paineenmittauspisteitä koskevat vaatimukset, tuotantolaitteiston paineenmittauspaikan oikean valinnan lisäksi, asennuksen aikana tuotantolaitteistoon työnnetyn paineputken sisäpinnan on oltava samassa tasossa tuotantolaitteiston liitäntäpisteen sisäseinämän kanssa. Putkessa ei saa olla ulkonemia tai purseita, jotta staattinen paine saadaan oikein.
Asennuspaikka on helppo havaita ja pyri välttämään tärinän ja korkeiden lämpötilojen vaikutusta.
Höyrynpainetta mitattaessa on asennettava lauhdeputki, joka estää korkean lämpötilan höyryn ja komponenttien välisen suoran kosketuksen, ja putki on eristettävä samanaikaisesti. Syövyttäville väliaineille on asennettava neutraalilla väliaineella täytetyt eristyssäiliöt. Lyhyesti sanottuna mitattavan väliaineen eri ominaisuuksien (korkea lämpötila, matala lämpötila, korroosio, lika, kiteytyminen, saostuminen, viskositeetti jne.) mukaan on toteutettava vastaavat korroosionesto-, jäätymisenesto- ja tukkeutumisenestotoimenpiteet. Paineenottoaukon ja painemittarin väliin on asennettava sulkuventtiili, jotta sulkuventtiili asennetaan paineenottoaukon lähelle painemittarin huollon yhteydessä.
Paikan päällä tehtävän tarkastuksen ja impulssiputken usein tapahtuvan huuhtelun tapauksessa sulkuventtiili voi olla kolmitiekytkin.
Paineohjauskatetrin ei tulisi olla liian pitkä paineenilmaisun hitauden vähentämiseksi.
- Painemittarin käyttö ja huolto
Kemianteollisuudessa painemittareihin vaikuttavat usein mitattava väliaine, kuten korroosio, jähmettyminen, kiteytyminen, viskositeetti, pöly, korkea paine, korkea lämpötila ja voimakkaat vaihtelut, jotka usein aiheuttavat mittarin erilaisia vikoja. Laitteen normaalin toiminnan varmistamiseksi, vikojen esiintymisen vähentämiseksi ja käyttöiän pidentämiseksi on välttämätöntä tehdä hyvät huoltotarkastukset ja rutiinihuolto ennen tuotannon aloittamista.
1. Huolto ja tarkastus ennen tuotannon aloittamista:
Ennen tuotannon aloittamista prosessilaitteille, putkistoille jne. suoritetaan yleensä painekoe. Koepaine on yleensä noin 1,5 kertaa käyttöpaine. Laitteeseen liitetyn venttiilin tulee olla suljettuna prosessipainekokeen aikana. Avaa paineenottolaitteen venttiili ja tarkista, onko liitoksissa ja hitsauksissa vuotoja. Jos vuotoja havaitaan, ne on poistettava ajoissa.
Kun painekoe on suoritettu, tarkista ennen tuotannon aloittamista, vastaavatko asennetun painemittarin tekniset tiedot ja malli prosessin vaatimaa mitattavan väliaineen painetta; onko kalibroidulla mittarilla sertifikaatti ja onko siinä virheitä, ne on korjattava ajoissa. Nestepainemittari on täytettävä käyttönesteellä ja nollapiste on korjattava. Eristyslaitteella varustettuun painemittariin on lisättävä eristysnestettä.
2. Painemittarin huolto ja tarkastus ajon aikana:
Tuotannon käynnistyksen aikana sykkivän väliaineen painetta mitataan, jotta vältetään painemittarin vaurioituminen hetkellisen iskun ja ylipaineen vuoksi. Venttiili tulee avata hitaasti ja käyttöolosuhteita on tarkkailtava.
Höyryä tai kuumaa vettä mittaavissa painemittareissa lauhdutin on täytettävä kylmällä vedellä ennen painemittarin venttiilin avaamista. Jos laitteessa tai putkistossa havaitaan vuoto, paineenottolaitteen venttiili on suljettava ajoissa ja vuoto on korjattava.
3. Painemittarin päivittäinen huolto:
Käytössä oleva laite on tarkastettava säännöllisesti päivittäin mittarin pitämiseksi puhtaana ja mittarin eheyden varmistamiseksi. Jos ongelma löytyy, se on korjattava ajoissa.
Julkaisun aika: 15.12.2021