Quais métodos de instalação estão disponíveis para transmissores de pressão em tanques atmosféricos abertos e quais cenários cada um se adapta?
A medição de nível em tanques atmosféricos abertos é essencialmente uma medição de pressão hidrostática: a pressão gerada pela coluna de líquido é proporcional à altura do nível do líquido. Existem três métodos de instalação comuns.
A montagem inferior instala o transmissor no fundo do tanque ou na lateral próxima ao fundo, com a porta de pressão conectada diretamente ao meio dentro do tanque. Isto oferece o caminho de transmissão de pressão mais curto e a resposta mais rápida, tornando-o adequado para meios líquidos limpos e de baixa viscosidade.
A montagem superior é adequada para cenários onde a abertura de um furo no fundo do tanque é indesejável ou onde o transmissor deve ser isolado de meios corrosivos; requer uma sonda do tipo haste ou cabo para conduzir a pressão.
A montagem externa do tanque tipo cabo é normalmente usada quando o tanque já está em serviço e não pode ser perfurado ou é de difícil acesso para manutenção; o conjunto de medição é instalado fora do tanque e conectado ao fundo do tanque através de um tubo de comunicação. As principais considerações nesses métodos são propriedades do líquido, estrutura do tanque, faixa de medição e requisitos de manutenção.
Para montagem superior em um tanque aberto, como você escolhe entre sondas do tipo haste e do tipo cabo e o que deve ser observado durante a instalação?
As sondas do tipo haste são adequadas para faixas de medição relativamente curtas e meios com boa fluidez. A ponta da sonda deve manter uma distância de pelo menos 50 mm do fundo do tanque para evitar contato que possa causar tensão mecânica ou erros de medição. Sondas do tipo cabo são usadas para grandes alcances ou tanques profundos. Sua estrutura flexível permite que a sonda se dobre adequadamente com o formato do tanque, mas a instalação deve garantir que o cabo não entre em contato com a parede do tanque, suportes internos ou agitadores. O design do bocal de montagem é igualmente crítico: o diâmetro do bocal deve preferencialmente ser DN50 a DN150 e sua altura deve ser mantida dentro de 150 mm. Um bico excessivamente longo cria uma zona morta localizada ao redor da sonda, causando atraso na medição ou falsos ecos.
Que requisitos especiais se aplicam à montagem externa em tanque tipo cabo?
A montagem do tanque externo tipo cabo impõe requisitos rigorosos à inclinação do tubo de comunicação, normalmente exigindo uma inclinação não inferior a 1:10 para garantir que o tubo esteja cheio de meio e livre de bolhas acumuladas. Se a inclinação for insuficiente, bolsas de ar se formam facilmente no tubo de comunicação, fazendo com que o valor medido seja baixo ou flutue. Além disso, o tubo de comunicação deve ser o mais curto e reto possível, com um número mínimo de cotovelos, para evitar bloqueios e atrasos de resposta.
Por que a medição de pressão diferencial deve ser usada para medição de nível em tanques fechados pressurizados?
A pressão da fase gasosa dentro de um tanque fechado não é a pressão atmosférica. Se apenas um únicotransmissor de pressão manométricaé usado para medir a pressão no fundo do tanque, o valor medido inclui a pressão da fase gasosa e não pode refletir independentemente a pressão hidrostática da coluna líquida. Portanto, a medição de pressão diferencial deve ser usada: o lado de alta pressão do transmissor se conecta à tomada de pressão da fase líquida no fundo do tanque, e o lado de baixa pressão se conecta ao espaço da fase gasosa. A pressão diferencial medida é a pressão hidrostática da coluna de líquido, da qual a altura do nível pode ser derivada.
Quais são os principais requisitos para a instalação de linhas de impulso de pressão diferencial?
A linha de impulso do lado de alta pressão é conduzida para fora da parte inferior do tanque, e o lado de baixa pressão do espaço da fase gasosa no topo do tanque. As duas linhas se conectam às portas de alta e baixa pressão do transmissor, respectivamente. O principal desafio reside em controlar o estado do fluido dentro das linhas de impulso. As linhas de impulso horizontais devem ser instaladas com inclinação: ao medir líquidos, incline-se para baixo em direção ao transmissor; ao medir gases, incline para cima. A inclinação deve ser de pelo menos 83 mm/m (aproximadamente 1:12). O objetivo deste requisito é garantir que o condensado ou o gás nas linhas possam drenar naturalmente na direção pretendida, evitando erros hidrostáticos adicionais causados pela formação de colunas de líquido ou de gás nas linhas. Para meios de vapor, uma vedação de água condensada deve ser mantida nas linhas de impulso e o transmissor deve ser instalado abaixo da torneira de pressão para que o condensado possa fluir de volta naturalmente.
Sob quais circunstâncias devem ser usados capilares de pressão diferencial em vez de linhas de impulso?
Quando o meio é viscoso, propenso à cristalização, altamente corrosivo ou propenso ao congelamento, a solução da linha de impulso enfrenta riscos de bloqueio, corrosão e congelamento. Nesses casos, devem ser selecionados capilares de pressão diferencial. Os capilares usam vedações remotas preenchidas com óleo de silicone ou outro fluido de transferência de pressão para substituir as linhas de impulso, transmitindo a pressão da tomada de pressão para o diafragma do transmissor e eliminando o risco de corrosão do meio em contato direto com o transmissor.
Que precauções se aplicam à instalação de capilares de pressão diferencial?
O raio de curvatura do capilar não deve ser inferior a 300 mm. A flexão excessiva pode obstruir o fluxo do fluido de transferência de pressão e prolongar o tempo de resposta do sistema. O capilar nunca deve ser utilizado como componente de suporte de carga durante o manuseio do conjunto; danos mecânicos causados por manuseio inadequado podem causar vazamento de fluido de transferência de pressão. O capilar deve ser fixado com segurança para evitar danos por fadiga causados por vibração. Quando existe uma diferença de altura entre a posição de instalação do transmissor e a tomada de pressão, a altura manométrica estática do fluido de transferência de pressão no capilar introduz um deslocamento de zero adicional. Este desvio deve ser eliminado através da compensação zero antes do transmissor ser colocado em serviço.
Como o diafragma do processo deve ser protegido durante a instalação?
O diafragma do processo é a parte mais vulnerável do transmissor, com uma espessura normalmente da ordem de alguns décimos de milímetro. Qualquer contato com um objeto duro ou pontiagudo durante a instalação pode causar indentação ou perfuração irreversível, resultando em falha permanente do transmissor. As rebarbas na torneira de pressão devem ser removidas cuidadosamente antes da instalação. Ao conectar linhas de impulso, materiais fibrosos como o cânhamo não devem ser usados como enchimentos de vedação, pois as fibras podem envolver o diafragma. Ao medir vapor ou meios de alta temperatura, a temperatura deve ser reduzida para a faixa permitida do transmissor através de linhas de impulso ou dissipadores de calor. A exposição direta do diafragma ao vapor de alta temperatura deve ser evitada.
Por que a fiação elétrica deve ser instalada voltada para baixo?
A caixa elétrica de um transmissor normalmente possui um certo grau de proteção contra entrada, mas os orifícios de entrada dos cabos e as entradas dos cabos são os principais caminhos para a entrada de umidade. Instalar a porta de conexão elétrica voltada para baixo permite que o cabo forme um circuito de gotejamento, de modo que a chuva ou a condensação escorra pelo revestimento do cabo e pingue em vez de voltar para dentro da caixa. Os orifícios de entrada dos cabos devem ser vedados com selante ou acessórios de vedação dedicados. Em ambientes externos ou úmidos, esta medida afeta diretamente a confiabilidade do transmissor a longo prazo.
Por que ocorre o deslocamento de zero após a instalação do transmissor?
Os transmissores são normalmente calibrados na fábrica em uma orientação de instalação específica, com a referência zero correspondendo ao equilíbrio de força do diafragma no estado horizontal. Entretanto, durante a instalação em campo, a orientação de montagem do transmissor geralmente difere da orientação de calibração de fábrica. Para transmissores de pressão manométrica, quando o plano do diafragma se desvia do estado vertical, o componente gravitacional que atua nas partes móveis internas do sensor muda, produzindo um pequeno deslocamento de zero. Paratransmissores de pressão diferencialcom sistemas capilares, o efeito da orientação da instalação é mais pronunciado: a altura manométrica estática do líquido de transferência de pressão no capilar é diretamente sobreposta ao sinal de pressão diferencial. Para cada mudança de 1 metro na diferença de altura entre o transmissor e a tomada de pressão, é produzida uma polarização adicional de aproximadamente 0,1 bar para um fluido de enchimento de óleo de silicone com uma densidade de cerca de 1 g/cm³.
Em que condições deve ser realizada a compensação zero?
A compensação de zero deve ser realizada após o transmissor ter sido instalado mecanicamente e as linhas de impulso serem preenchidas com meio, mas antes da pressão do processo ser introduzida (ou com os lados de alta e baixa pressão equilibrados). Para transmissores de pressão manométrica, certifique-se de que o diafragma esteja aberto para a atmosfera. Para transmissores de pressão diferencial, abra a válvula de equalização para conectar os lados de alta e baixa pressão ou confirme se os níveis de líquido em ambas as linhas de impulso estão na mesma altura. Usando um comunicador portátil ou a função de ajuste de zero local do transmissor, calibre a saída de corrente para o valor zero correspondente a 4 mA.
A compensação zero pode substituir a calibração de amplitude total?
Não. A compensação zero só pode eliminar uma tendência constante. Corrige o desvio de saída do transmissor à pressão zero, mas não altera a inclinação da curva característica do sensor. Portanto, para aplicações com requisitos de alta precisão, o ajuste do valor inferior da faixa (LRV) também deve ser realizado após a instalação, em vez de simplesmente pressionar o botão zero. Uma verificação pós-instalação completa também deve incluir verificações de vazamento nas linhas de impulso e testes de resposta: aplique uma pressão conhecida e observe se a saída do transmissor responde linearmente e se a histerese de retorno é consistente.
Os transmissores de pressão absoluta requerem compensação zero?
O ponto zero de um transmissor de pressão absoluta é referenciado ao vácuo absoluto. Como normalmente não é possível estabelecer uma referência de vácuo absoluto reprodutível em campo, o ajuste de zero convencional não deve ser realizado. Se for necessária a correção dos efeitos da orientação da instalação, a função de ajuste do valor inferior da faixa (LRV) deverá ser usada para compensar a uma pressão de referência conhecida.
O que inclui o processo completo de aceitação e verificação pós-instalação (PAQ)?
O processo PAQ completo inclui: confirmar que a instalação mecânica está segura, que as inclinações da linha de impulso estão corretas e que não há vazamentos; confirmar se a fiação elétrica está voltada para baixo e devidamente vedada; realizar compensação zero sob pressão zero ou condições equilibradas de alta e baixa pressão; aplicar uma pressão conhecida para teste de resposta para verificar a linearidade e retornar a consistência da histerese; e para sistemas de pressão diferencial, confirmando que o meio de transferência de pressão nos capilares ou linhas de impulso está em condições normais. Juntas, essas etapas garantem uma transição suave do transmissor do “estado de calibração de fábrica” para o “estado de medição de campo”.
A instalação de um transmissor de pressão é uma tarefa sistemática que abrange aspectos mecânicos, fluidos e elétricos. Desde montagem inferior e instalação tipo haste ou cabo montada na parte superior em tanques atmosféricos abertos, até linha de impulso de pressão diferencial e soluções capilares para tanques fechados pressurizados, cada método de instalação tem seus limites operacionais aplicáveis e procedimentos operacionais obrigatórios. A proteção do diafragma do processo e a orientação descendente da fiação elétrica - esses requisitos aparentemente menores geralmente determinam se o transmissor pode manter uma operação confiável durante uma vida útil de anos ou até mais de uma década. A compensação zero pós-instalação é uma etapa fundamental que une a "condição de calibração de fábrica" e a "condição real de instalação em campo" - ela corrige a polarização constante causada pela orientação da instalação e pela cabeça estática do fluido de transferência de pressão, mas não pode substituir a calibração completa e a verificação pós-instalação completa. Em última análise, a precisão da medição de um transmissor de pressão depende não apenas do desempenho do sensor em si, mas também do rigor do processo de instalação e da conclusão do procedimento de verificação. Somente quando cada detalhe for abordado adequadamente durante a instalação o transmissor poderá continuar a produzir dados confiáveis na operação subsequente.
