CC BY
21
ЭКСПОЗИЦИЯ НЕФТЬ ГАЗ №2 (20) апрель 2012 г.
КИПИА 39
СОВРЕМЕННЫЕ ПРИБОРЫ ИЗМЕРЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ДАВЛЕНИЯ ОТЕЧЕСТВЕННОГО
ПРОИЗВОДСТВА
Ю.В. МУЛЁВ генеральный директор ООО НПО «ЮМАС» Москва
info@jumas.ru
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: | приборы измерения, манометры, отечественное производство
Большое количество компаний, предлагающих манометрические приборы на отечественном рынке, не предопределяет качество этих приборов и, особенно, их технический уровень. Большинство этих поставщиков, представляющих в том или ином виде азиатских производителей, демпинговыми действиями приводят к сокращению программ развития новой техники на отечественных производственных предприятиях. Соответственно развитие отечественного приборостроения, активизация новых разработок, привлечение лучших представителей отечественной инженерной мысли для создания приборов, отвечающих нынешним и будущим требованиям отечественной промышленности, являются первостепенными задачами российских предприятий.
В настоящей статье представлены разработки, получившие в последнее время на отечественном рынке наибольшее признание потребителей. Эти разработки отличаются существенной новизной в функциональности и приемлемыми ценовыми характеристиками.
ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫЕ (сигнализирующие) манометрические приборы (ЭКМ) в традиционном исполнении отмечаются следующими недостатками: подгорания или залипания контактов, ложные срабатывания при незначительных вибрациях и др.
Новым направлением в электроконтактных манометрических приборах являются ЭКМы, базирующиеся на функционально-расширенном трибко-секторном механизме с механическими микропереключателями. На одной основной секторной оси дополнительно монтируются два сектора со своими автономными триб-ками. На этих трибках устанавливаются соответствующие сигнализирующие стрелки. Секторная ось через систему кулачков соединена с рычагами механических микровыключателей. Таким образом, изменение давления и, соответственно, перемещение основного сектора передается на электрическую схему. Применение таких механизмов в приборах контроля давления обеспечивает высокую разрывную мощность (до 1,5 кВт) и как подтвердили многолетние промышленные испытания, устойчивость функционирования электроконтактной группы при значительных вибрационных нагрузках, надежность и технологичность применения в нормальных режимах работы технологического оборудования.
Промышленное исполнение ЭКМов: корпуса из крашеной углеродистой или нержавеющей стали (с диаметрами корпусов 100 и 160 мм), держатель, чувствительный элемент - медный сплав или нержавеющая сталь, механизм - медный сплав.
Защита от несанкционированного доступа к уставкам обеспечена размещением механизма перевода стрелок на циферблате под стеклом прибора. Опломбирование обечайки с корпусом прибора исключает бесконтрольность вмешательства в систему управления.
Исполнение для повышенных вибрационных внешних воздействий, а также пульсации среды - заполнение герметичного корпуса из нержавеющей стали вязкой жидкостью (рис.1а). Причем, жидкость должна иметь строго определенный химический состав с параметрами, обеспечивающими гарантированное функционирование. В противном случае, как показали проведенные нами исследования, в зазорах электрических контактов возможны сгорания находящегося там вещества, появление продуктов таких сгораний, которые могут приводить, соответственно, к нарушениям функционирования устройств. Также следует отметить, что вязкая жидкость не только снижает «дергание» конца чувствительного элемента, но также является смазывающей средой для цапф и зубчатых зацеплений механизма, тем самым существенно увеличивая ресурс его работы. Это подтвердили многолетние промышленные исследования и испытания наших приборов.
Применение плоской мембраны в качестве чувствительного элемента позволило существенно увеличить тяговые усилия и на основе механизма с микропереключателями производить ЭКМ для малых давлений (от 2,5 кПа) (рис.1б). Причем в данной конструкции требуемые тяговые усилия для функционирования электроконтактной группы по сравнению с механическими контактами существенно снижены, что позволяет повышать точность работы измерительной части прибора и его уставок. Сейчас погрешность типовых производимых ЭКМов 1,5/4 (измерительная часть/срабатывание электроконтактной группы). Проводятся работы над снижением этих погрешностей.
ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННЫЕ ЭКМы в корпусе из алюминиевого сплава (рис.1 в) и нержавеющей стали (рис.1д) обеспечивают взрывозащиту в оболочке и маркированы соответственно 1ЕхdIIBT4 и РВ ExdI/1ЕхdIIBT4. Соединение корпуса и обечайки крупнорезьбовое с контрящим винтом. Отсутствие фланцевого соединения существенно уменьшает габариты и вес прибора. В конструкции предусмотрена установка электровводов под различные подводящие кабели и широкий
набор резьб под присоединительные линии измеряемой среды.
Изготовление держателя и чувствительного элемента из специальных нержавеющих сталей обеспечивают контроль и измерение давления агрессивных сред.
Готовятся к производству конструкции взрывозащищенных манометрических приборов с заполнением внутренней полости корпуса вязкой жидкостью, что может обеспечить работу таких приборов в условиях пульсаций измеряемой среды, существенных внешних вибрационных воздействий, так и дополнительной степенью взрывозащиты, отслеживаемой по наличию жидкой фазы в заполнении.
Таким образом, используя стандартные механические микропереключатели по прямому своему назначению, унифицированные трибко-секторные механизмы расширяют свой функционал и обеспечивают новое направление в приборах измерения и контроля давления. Хотя нужно признать, что подобные механические переключатели на протяжении уже ряда лет нашли широкое внедрение в различных конструкциях реле по давлению.
ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ ДАВЛЕНИЙ (напоромеры, тягонапороме-ры, тягомеры) базируются на мембранной коробке с плоским трибко-секторным механизмом (рис.2).
Шариковая опора рычага сектора механизма опирается на полированный центр мембраны. Его перемещение приводит к изменению положения рычага, который через сектор это перемещение преобразовывает во вращательное перемещение трибки и, соответственно, круговое перемещение стрелки (270о). Устранение не столь в манометрических конструкциях совершенных рычажных систем обеспечивает новый этап развития в механических измерениях малых давлений.
Компактность конструкции, предопределяет высокую точность изготовления деталей. Достаточно высокие затраты на изготовление высокоточных узлов компенсируются, в результате, снижением металлоемкости, точностью производимых приборов. В настоящее время ►
40 КИПИА
№2 (20) апрель 2012 г. ЭКСПОЗИЦИЯ НЕФТЬ ГАЗ
на рынок поставляются напоромеры, тягомеры, тягонапоромеры с трибко-сектор-ным передаточным механизмом с классом точности 1,5 и 1,0. Однако эти конструкции были положены в основу работ над приборами с классом точности 0,6; 0,4 и 0.25, которые готовятся к производству.
Еще одним преимуществом предложенной рынку конструкции является возможность производства коррозионно-стойкого исполнения приборов для измерения малых давлений. В этих приборах все комплектующие части, включая держатель, мембранную коробку, в отдельных случаях и механизм изготавливаются из нержавеющей стали, что открывает возможность их эксплуатации в условиях агрессивной окружающей среды.
ЭТАЛОННЫЕ (образцовые) манометрические приборы, вплоть до класса точности 0,25, имеют именованную шкалу, исключающую необходимость сношения измеряемого давления с условными единицами. Прямая шкала отсчета показаний эталонных манометров обеспечена гарантированностью технических характеристик чувствительных элементов. Использование в механизмах эталонных манометров каменных опор обеспечивают малые коэффициенты трений и, соответственно, не требуют высоких тяговых усилий чувствительного элемента. Классы точности 0,4 и 0,25 при диапазоне давлений от -0,1 до 60 МПа в корпусах 250, 160 и даже отдельные приборы в 100 мм.
Приборы эталонные производятся с корректором нуля и без оного. На рынке представлены приборы с двумя типами корректирующего устройства: корректор смонтированный в комплекте с гильзой указательной стрелки прибора и корректор, выполненный в виде кулачка, перемещающего верхнюю плату передаточного механизма (поданы заявки на получение патентов). Установка одного из корректоров определяется ценовыми параметрами и задается заказчиком.
На рынке уже предлагаются эталонные манометрические устройства с наполнением внутренней полости корпуса вязкой жидкостью, что позволяет использовать эти приборы для проведения высокоточных измерений с определенной внешней вибрацией и пульсацией измеряемой среды.
Новым направлением в манометрии эталонных приборов является изготовление манометров класса точности 0,15 в корпусе 160 мм, а также класса точности 0,4 в корпусе 100 мм. Возможно это не вызовет широкого отклика в метрологических службах, использующих подобные приборы в качестве эталонов для поверки рабочих средств, но положительный отклик от потребителей, занимающихся высокоточными измерениями уже имеется.
Новым в отечественной эталонной ма-нометрии является производство манометрических приборов с классом точности 0,4 и 0,25 для малых давлений (килопа-скальный диапазон). На рынке появились такие конструкции, что существенно упростило проведение поверок рабочих напо-ромеров. ■
Рис.2. Вид тягонапоромера с мембранным блоком и плоским трибко-секторным передаточным механизмом.
Рис.3. Вид эталонного манометра с узлом корректора нуля.
Рис.1. Электроконтактные (сигнализирующие) манометры на основе микровыключателеи: 1а - виброустойчивое жидконаполненное исполнение; 1б - для малых давлений;
1в - взрывозащищенное исполнение в корпусе алюминиевого сплава с видом механизма с микровыключателями; 1г - корпусе из нержавеющей стали;
