
1、泄壓保護和過壓保護
壓力表測量介質的正常工作壓力應為滿量程的30%~70%,當介質壓力不穩定時,有可能超過壓力表量程范圍,會造成壓力表機芯或測量元件損壞,嚴重時會造成測量元件破裂。針對可能出現的超壓現象,一方面要設置泄壓保護裝置避免傷害操作人員,另一方面要增加壓力表過壓保護能力。
①泄壓保護裝置。根據GB/T1226標準,氣體介質的量程超過2.5MPa,液體介質量程超過6MPa的壓力表,需要在表殼增加泄壓塞,針對重要測量點,采用安全型表殼帶泄壓后蓋,見表1。
表1 壓力表表殼的泄壓裝置

注1:≥6.9MPa(1000psi)有泄壓裝置;
注2:氣體介質≥2.89MPa(400psi)有泄壓裝置;
注3:液體介質≥6.9MPa(1000psi)有泄壓裝置。
安全型表殼(Solid Front)即在表殼正面加裝隔爆板,將測量元件與表玻璃隔開,同時在表殼背面加裝泄壓后蓋,測量元件意外泄漏時,形成對正面觀測者的保護。安全型表殼可以選用酚醛樹脂、鑄鋁、不銹鋼等材料,結構如圖1所示。

圖1 安全型表殼壓力表
②過壓保護裝置。彈簧管壓力表通常具備滿量程130%的過壓能力,而波紋管壓力表、波紋管差壓表、膜片壓力表、膜片差壓表,具有內部限位裝置,擁有10倍滿量程的過壓能力。針對過壓風險,還可以加裝過壓保護器(ASME B40.100 Part 5限壓閥),過壓保護器結構如圖2所示。當測量腐蝕性介質,直接選用鎳基合金的過壓保護器成本很高,在壓力表和隔膜之間加裝過壓保護器,可以有效保護壓力表,同時避免過壓保護器接觸腐蝕性介質。但過壓保護器內部有移動部件,會妨礙隔膜壓力表內部填充液的壓力傳遞,需要考慮可能出現的誤差影響,如圖3所示。

圖2 過壓保護器結構

圖3 帶過壓保護器的隔膜壓力表
2、環境溫度的影響
各種類型壓力表的正常工作環境溫度見表1。
表2 各種壓力表的正常工作環境溫度

對于量程小于2.5MPa的密閉表殼壓力表(防護等級IP65及以上),溫度變化會造成表殼內部氣體體積變化,形成對測量元件的外力,造成壓力表的誤差。這時需要將壓力表油塞的通氣閥打開或者開通氣孔。
對于安全型表殼壓力表,其泄壓后蓋附著的橡膠膜片可以利用形變修正表殼內的氣體體積變化,起到溫度補償作用。
低溫環境會造成壓力表玻璃起霧,無法觀測,這時候需要打開油塞通氣閥,或者選用耐振壓力表,解決起霧現象。耐振壓力表填充液要滿足環境溫度,避免產生凝固現象。
3、工作溫度(介質溫度)對壓力表的影響
介質溫度不宜超過60℃,高溫不僅會造成壓力表的精度誤差,還可能使銅合金測量元件出現開焊,造成工藝介質泄漏。針對溫度超過60℃的工藝介質,加裝冷凝圈,針對水平管道選擇D型,針對垂直管道選擇B型,如圖4所示。針對鍋爐汽包高溫高壓蒸汽,冷凝圈選用ASTM A-213 Grade T22鍋爐專用材料。當介質溫度超過150℃時,可以通過加裝隔膜解決;如果介質溫度超過300℃,需要在壓力表和隔膜之間加裝散熱器或毛細管。

圖4 冷凝圈(參考DIN 16282)
4、振動對壓力表的影響
壓力表的正常工作環境振動條件不應超過GB/T17214.3《工業過程測量和監控裝置的工作條件 第3部分:機械影響》中規定的V.H.3級,對于安裝在振動場合或振動部位的壓力表,需要采取相應的耐振措施。
①選用耐振壓力表。在密閉表殼填充液體,起到減緩振動的作用。填充液包括硅油、甘油和氟油,一方面要考慮填充液的溫度范圍,不要出現凝固現象;另一方面要考慮填充液與工藝介質發生反應,針對強氧化介質,采用氟油。
②增加阻尼裝置。在壓力表接頭內加裝阻尼釘或加裝阻尼器,外形如圖5所示。限制介質脈動對壓力表觀測和壽命的影響。阻尼器包括內置節流元件型式和外部阻尼可調型式。

圖5 阻尼器與阻尼釘
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