Como escolher a vedação do diafragma para instrumentos de pressão?

Os procedimentos modernos de fabricação de processos exigem maior precisão e confiabilidade de seus instrumentos de medição de pressão e, em algumas aplicações, onde há considerações químicas ou de higiene, pode ser necessário isolar o instrumento de medição de pressão do meio do processo.

Esse isolamento é conseguido usando um diafragma sensível à pressão, feito de um material resistente ao meio do processo e fechado em um sistema instalado na base do instrumento. O espaço entre o diafragma e o elemento de medição é evacuado, preenchido com um fluido de enchimento adequado e selado. A pressão do processo exerce uma força na face exposta do diafragma e, à medida que o diafragma se flexiona, empurra para dentro e comprime o fluido que é canalizado diretamente para o elemento de medição.

Aplicação de selo de diafragma / selo químico

Saber qual processo requer o uso de uma vedação de diafragma é fundamental para manter a integridade e prolongar a vida útil do instrumento. Um diafragma é geralmente necessário nas seguintes condições:

• Quando o meio do processo é corrosivo para as peças de trabalho de um manômetro ou transmissor padrão.
• O meio do processo é viscoso ou contém partículas sólidas que podem causar o bloqueio da entrada.
• O meio de processo é propenso a solidificar-se com o tempo, por exemplo, pode congelar quando a temperatura cai ou pode definir à medida que seca.
• É importante eliminar a formação de bactérias na conexão do processo, como em aplicações de alimentos e bebidas.

Problemas potenciais ao selecionar um selo de diafragma

Evitar erros comuns aumentará as chances de selecionar e instalar com êxito um selo de diafragma.
* Um diafragma de diâmetro muito pequeno ou pouco flexível o suficiente para permitir a expansão térmica natural do fluido de enchimento, levando a mudanças zero e leituras falsas de pressão.
* As temperaturas do processo ou ambiente excedem a faixa de serviço aceitável do fluido de enchimento.
* Em aplicações de pressão diferencial, leituras diferenciais muito pequenas podem não ser possíveis devido à quantidade de força necessária para acionar o diafragma e o elemento de medição.
* A inércia do fluido de enchimento é maior que a força necessária para mover o elemento de medição.
* O comprimento e o diâmetro interno do capilar em combinação com a viscosidade do fluido de enchimento criam resistência, elevando o tempo de resposta do sistema a níveis inaceitáveis.
* A temperatura do processo pode influenciar a temperatura ambiente próxima ao processo.
* Deve-se tomar cuidado ao especificar um sistema de vedação para medir um vácuo ou alta pressão de vácuo. Embora funcionem normalmente para a maioria das aplicações de vácuo padrão, à medida que a pressão se aproxima de um vácuo perfeito, os níveis aceitáveis de precisão se tornam mais difíceis de alcançar.

Características funcionais

A precisão da vedação do diafragma a 20 ° C pode variar de acordo com as propriedades químicas e esses valores devem ser adicionados à classe de precisão do instrumento. A precisão do vácuo, no entanto, não pode ser garantida além de -0,85 bar em execuções padrão. Isso se deve ao fato de que a maioria dos fluidos de enchimento contém quantidades microscópicas de ar ou gases retidos, que tendem a se expandir significativamente à medida que uma pressão de zero absoluto é aproximada. Essa expansão afeta o elemento de medição no instrumento.

Influência da temperatura

O sistema completo de detecção de pressão é preenchido com um fluido de enchimento de processo apropriado a uma temperatura específica (geralmente 20 ° C) denominada temperatura de referência. Um aumento ou diminuição da temperatura ambiente ou do fluido do processo faz uma variação proporcional no volume do fluido de enchimento. Consequentemente, isso tem um impacto na pressão interna do sistema de detecção fechado que pode resultar em um erro zero no instrumento. Para minimizar isso, é necessário compensar a variação de volume causada pela temperatura. Diafragmas de pequeno diâmetro podem compensar apenas uma pequena variação de volume. Sugere-se a utilização, de acordo com as condições do processo, de vedantes químicos com diafragmas do maior diâmetro efetivo possível. Além disso, quando a temperatura do processo excede 150 ° C, mas é inferior a 250 ° C, é necessário instalar o instrumento com uma torre de resfriamento para evitar os efeitos da transmissão térmica entre a vedação do diafragma e o instrumento. Acima de 250 ° C, uma linha capilar deve ser usada para proteger o instrumento de altas temperaturas do processo.

O fluido de enchimento usado é muito importante para a faixa de aplicação de temperatura do selo químico, portanto, as temperaturas mínima e máxima do meio do processo devem ser consideradas. Além disso, o fluido de preenchimento deve ser compatível com o meio, especialmente para meios como oxigênio ou para aplicações na indústria de alimentos. Isso é importante no caso de ruptura do diafragma e, como resultado, o fluido de enchimento é capaz de se misturar com o meio do processo.

Instrumentos de Medição de Pressão com Capilar

O uso de um capilar permite a leitura remota do instrumento e limita os efeitos da temperatura do processo (acima de 250 ° C) na precisão do instrumento. Um comprimento capilar de 500 mm é normalmente adequado para manter a temperatura do instrumento próxima ao valor ambiente.

O comprimento do capilar deve ser o mais curto possível. É aconselhável não exceder seis metros, porque a variação de temperatura no comprimento capilar pode influenciar a precisão e o tempo de resposta.

Os instrumentos de pressão com capilar requerem um suporte ou flange ou suporte de montagem em parede adequado para montar o manômetro ou o transmissor. Uma diferença de altura entre o instrumento de pressão e a vedação do diafragma adiciona um aumento no erro total devido aos efeitos hidrostáticos no fluido de enchimento, geralmente chamado de pressão da cabeça. Se essa diferença for conhecida, será necessária compensação durante a fabricação ou zeragem no local.

As vedações de diafragma podem ser instaladas na maioria dos manômetros, transmissores ou pressostatos. O início do processo de fabricação interna é voltado para o desenvolvimento de vedações personalizadas para aplicações OEM exclusivas e o encaixe e o preenchimento de vedações de diafragma em instrumentos de outros fabricantes podem ser feitos com um atraso mínimo.