گاهی سوالاتی در رابطه با ایمنی گیج های فشار بوردون تیوب در زمان اعمال فشار بیش از حد (اضافی) مطرح می‌شود. در این مقاله از آرمان پارس آریانا این موضوع را در مخدوده افزایش فشار بیش از ۳۰% از محدوده اندازه‌گیری بررسی می کنیم.
در چنین شرایطی برای فشار سنج چه اتفاقی می‌افتد؟ آیا هنوز بعد از این اتفاق، فشار را دقیقا نشان می‌دهد؟ آیا سیال شروع به نشت می کند؟
به عنوان گام بعدی، ما باید از طریق توضیح و بحث شفاف تر در مورد استانداردهای مشترک،به این پرسش‌ها پاسخ بدهیم.
برای شروع، اگر فشار کمی بالاتر از محدوده اندازه‌گیری فشار سنج باشد، منفجر نخواهد شد. به طور کلی می توان ادعا کرد که، خطر زمانی وجود دارد که محدوده اندازه‌گیری به میزان قابل‌توجهی فراتر برود.
برای چنین مواردی، گیج های فشار دارای ویژگی‌های ایمنی هستند که اثرات این خطر را به حداقل می‌رسانند. به عنوان یک قاعده، تولید کنندگان گیج فشار در مورد ایمنی تجهیز در زمان اعمال فشار بیش از حد (اضافی) از دستورالعمل ۲۰۱۴ / ۶۸ / اتحادیه اروپا، دستورالعمل تجهیزات فشار) و EN ۸۳۷ – ۱: ۱۹۹۶ پیروی می کنند. EN 837-1: 1996. Pressure gauge.
‒ Part 1: Bourdon tube pressure gauges.
گیج فشار بوردون تیوب که قابلیت اعمال بیشینه بار را دارند (Full Scale loadable) در مقایسه باگیج هایی که قابلیت اعمال بیشینه بار را ندارند (Non-Full scale Loadable):
قبل از خلاصه‌سازی مشخصات بار بیش از حد، یک طبقه‌بندی مهم از gauges فشار از EN ۸۳۷ – ۱ لازم است توضیح داده شود:
بند۹.۴، EN ۸۳۷ – ۱ “loadable گیج های فشار non-full-scale loadable و full-scale loadable را تعریف می‌کند.
از آنجا که این دو نوع گیج فشار می‌تواند منجر به سردرگمی شود، تفاوت‌ها به طور خلاصه در اینجا توضیح داده می‌شوند:
معمولا، عناصر فشار (لوله بوردون)در گیج های non-full-scale loadable مواد مسی هستند. در مقابل، عناصر فشار (لوله بوردون) در گیج هایfull-scale loadable از فولاد ضد زنگ (استنلس استیل) ساخته شده‌اند.
از آنجا که گیج های فشار full-scale loadable کامل دارای علامت شناسایی (مثلث سیاه در انتهای مقیاس)هستند، دو نوع ابزار می‌توانند از خارج متمایز شوند.
تفاوت اصلی بین این تجهیزات این است که “- فشار لوله بوردون در non-full-scale” نباید برای همیشه در محدوده بالای ۷۵ % از مقدار کل مقیاس (FS)فعالیت کند. در غیر این صورت، تحت بار فشار مداوم، تغییر شکل برگشت‌ناپذیر می‌تواند در سیستم اندازه‌گیری رخ دهد، که می‌تواند به عنوان یک آفست نقطه صفر تلقی شود.
مثال: مقیاس غیر کامل فشار لوله بوردون که باید فشار را در یک سیلندر گاز ۳۰۰ بار نشان دهد، باید طوری طراحی شود که مقدار مقیاس کامل حداقل ۴۰۰ بار باشد.
الزامات در خصوص ایمنی تجهیز در زمان اعمال فشار بیش از حد
الزامات دستورالعمل ۲۰۱۴ / ۶۸ / اتحادیه اروپا و استاندارد اروپایی ۸۳۷ – ۱ در خصوص ایمنی تجهیز در زمان اعمل فشار بیش از حد گیج های فشار بوردون تیوب متفاوت است(. EN ۸۳۷ – ۱ ) الزامات دقت و استحکام را به برای میزان اضافه‌بار، مشخص می‌کند.
به طور خاص، الزامات مربوط به آب‌بندی، با حداکثر ۲.۵ برابر برای حداقل ۲۴ ساعت، به طور قابل‌توجهی بالاتر از تست فشار مطابق با دستورالعمل ۲۰۱۴ / ۶۸ اروپا هستند.
دستورالعمل تجهیزات فشار تنها نیازمند ۱.۴۳ برابر حداکثر فشار مجاز (PS)است.
همانطور که می توان از روی جدول مشاهده کرد، تجهیز مطابق با EN ۸۳۷ – ۱ به طور خودکار الزامات تست فشار مطابق با دستورالعمل ۲۰۱۴ / ۶۸ / EU را برآورده می‌کند.
در جدول زیر، الزامات مختلف با هم مقایسه می‌شوند:
پانویس جدول :
PFSV = Full scale value ( فشار در بالاترین میزان رنج اندازه گیری )
PS = Maximum permissible pressure ( بیشترین میزان مجاز فشار )
با توجه به تعریف سازنده، بیشترین فشاری که گیج فشار برای آن طراحی شده است.
در زمانی که فشار در میزان بیشینه خود قرار ندارد:
PS = 0.75 * PFSV
در غیر این صورت:
PS = PFSV = PFSV
با توجه به رنج فشار و تغییر در دقت کلاس گیج بعد از ایجاد بار اضافی (که در اینجا توضیح داده نمی‌شود) اندازه‌گیری می‌شود. مشخصات تغییر دقت کلاس مجاز بعد از بار بیش از حد (بدون تست چرخه بار) وجود ندارد. بنابراین مقادیر جدول باید به عنوان بیشینه مطلق در نظر گرفته شوند.
برای مواردی که فشار در زمان ماکزیمم فشار نمی باشد، موارد زیر اعمال می‌شوند: Overload = ۱.۴۳ = PS * ۰.۷۵ = ۱.۰۷ * PFSV = ۱.۰۷ * PFSV
شفاف سازی با مثال
مثال 1
گیج فشار ۰ – ۱۰ بار، المان فشار از جنس مس: این تجهیز در میزان بیشینه فشار نیست و باید الزامات زیر را برآورده کند:
مطابق با استاندارد EN ۸۳۷ – ۱ : 12ساعت فشار استاتیکی ۱۰ بار (PFSV) و ۱۵ دقیقه فشار ثابت ۱۲.۵ بار(1.25 * PFSV)
پس از زمان استراحت یک ساعته پس از اعمال این اضافه‌بار، انحراف نمایش نباید از ۱.۲ برابر محدودیت‌های خطا تجاوز کند.
علاوه بر این، این ابزار در معرض فشار ۱۵۰۰ بار (۲.۵ * PFSV) و دمای خارجی ۶۰ درجه سانتی گراد به مدت ۲۴ ساعت قرار دارد. پس از آن، مطابق با EN ۸۳۷ – ۱ نباید نشتی داشته باشد.
مطابق با دستورالعمل ۲۰۱۴ / ۶۸ / اتحادیه اروپا: این تجهیز باید با یک تست نشتی با اضافه‌بار ۸۵۸ بار (1.43 * PS = 1.43 * 0.75 * PFSV) باید مقاومت کند و بعد از آن نشتی نداشته باشد.
نتیجه‌گیری
هنگام انتخاب، ایمنی گیج های فشار بوردون تیوب در زمان اعمال فشار بیش از حد یک پارامتر مهم است که باید در نظر گرفته شود. بسته به طراحی ساختاری ابزار انتخاب‌شده، ایمنی تجهیز در زمان اعمال فشار بیش از حد می‌تواند متفاوت باشد. همچنین گیج های فشار می‌توانند با میزان اضافه بار خفیف و کوتاه‌مدت مقابله کنند.
به طور کلی دقت اندازه گیری حفظ می شود و یا فقط کمی بدتر می‌شود. همچنین در گیج های فشار، اضافه‌بار زیاد با فشار بیش از ۲.۵ برابر، خود را از طریق یک خطا در دقت نشانه گیج و یا خطای آشکار نقطه‌ای صفر نشان می‌دهد. با این حال، اجزای تحمل فشار منفجر نمی‌شوند و تجهیز همچنان آب بند می ماند.
منابع:
(1) EN 837-1, sect. 9.4.1: Pressure gauges for a max. static pressure load of 75 % of the full scale value
(2) EN 837-1, sect. 9.4.2: Pressure gauges suitable for maximum steady pressure load equal to the full scale value
(3) Directive 2014/68/EU, annex 1, point 7.4 Hydrostatic test pressure.