Pourquoi les manomètres différentiels?

RÉDUIRE LES ERREURS, AMÉLIORER LES OPÉRATIONS ET PROTÉGER L'ÉQUIPEMENT AVEC LA SURVEILLANCE DE PRESSION DIFFÉRENTIELLE

Dans le monde du contrôle de processus, il existe de nombreuses variables de mesure, tombant généralement sous les rubriques de pression, de température, de niveau et d'écoulement. Les instruments de mesure de ces variables permettent aux opérateurs du système de surveiller l'état et le mouvement des liquides et des gaz. La pression a ses avantages assez évidents pour tout le monde. Mais pourquoi la pression différentielle?

Les manomètres différentiels sont largement reconnus comme la plus grande catégorie de manomètre de «type spécial». Ils sont utilisés dans la filtration, le débit et le niveau. Pour beaucoup, le besoin d'un seul manomètre différentiel, interrupteur ou émetteur n'est pas immédiatement compris. L'installation d'une jauge de pression différentielle (DP) présente des avantages surprenants.

Les manomètres différentiels peuvent réduire considérablement l'erreur de l'opérateur, améliorer l'efficacité du processus, protéger les équipements coûteux, réduire la formation et réduire le temps de maintenance.

Comment fonctionnent les manomètres différentiels

Contrairement aux manomètres droits, qui mesurent la pression en un seul point dans un système, les jauges DP mesurent la pression en deux points et affichent la différence de pression entre ces deux points sur un seul cadran. La pression mesurée pourrait être de 115psi avant un filtre et de 100psi après le filtre, permettant à la jauge DP de lire la différence, qui est de 15psid-appelée différentiel de 15psi. Cela représente une chute de pression de 15psi causée par le filtre.

Filtration

L'application la plus populaire pour les manomètres différentiels est la filtration. Cette application sert d'explication facile à comprendre pour la nécessité d'un manomètre différentiel. Un filtre élimine les particules ou les contaminants indésirables d'un système gazeux ou liquide. Lorsqu'un filtre devient obstrué, l'efficacité et la pression chute. Voici quatre méthodes relativement risquées pour identifier cette condition:

1. Maintenance programmée, qui invite les déchets et la contamination

Il n'est pas rare de voir des programmes de maintenance programmés régulièrement utilisés pour inspecter les composants et les conditions du processus. Pour un filtre, cela nécessiterait une équipe de maintenance ou un opérateur pour ouvrir le boîtier du filtre et afficher l'état du filtre. Cela nécessite que le système soit en panne et souvent saigné pour éliminer le liquide ou le gaz. Ce système d'inspection invasif nécessite souvent un temps et une main-d 'œuvre précieux, une denrée rare de nos jours.

De plus, de nombreux boîtiers de filtres ont une douzaine de boulons ou plus à dévisser pour voir l'élément filtrant à l'intérieur. L'équipe de maintenance trouve souvent un filtre relativement propre. Alternativement, l'équipage peut trouver le filtre en retard pour la maintenance, le processus ayant été affamé de fluides requis. Pire encore, le filtre peut avoir été compromis par un "soufflage de filtre", une condition où l'élément filtrant est déchiré, créant un trou où les contaminants ont été autorisés à passer à travers non filtré, ce qui peut causer des dommages importants.

2. La surveillance de la filtration avec un manomètre unique ne tient pas compte des fluctuations

Que se passe-t-il si l'utilisateur du filtre souhaite surveiller la santé du filtre de manière plus proactive? Pourquoi ne pas simplement installer un seul manomètre standard? Un manomètre pourrait informer l'opérateur lorsque les conditions de pression changent et quand il est temps de prendre des mesures, comme un contre-lavage ou un remplacement des éléments filtrants, n'est-ce pas? Le problème est que la plupart des processus n'ont pas une pression de travail constante. En raison de nombreux facteurs, tels que les cycles marche-d'arrêt des pompes ou des compresseurs ou les cycles ouverts-fermés des vannes, la plupart des processus ont des fluctuations de pression assez larges. Dans de nombreux systèmes, cette fluctuation de pression est à prévoir et à la normale, dans des limites.

3. Surveillance de la filtration avec deux manomètres composés inexactitudes et confusion

Le montage de deux manomètres standard similaires sur un filtre, un sur l'entrée du filtre et un sur la sortie, est une méthode courante pour déterminer l'état du filtre. Lorsque le filtre se bouche, le manomètre d'entrée commence à lire plus haut que la pression de sortie. Au moment où le filtre est prêt à être rétro-lavé, la différence entre les deux lectures de manomètre peut être de 15psi ou plus selon le type de filtre. Afin d'obtenir cette lecture, l'utilisateur doit soustraire la lecture inférieure de la lecture supérieure.

Malheureusement, cela pose deux problèmes importants pour l'opérateur de l'équipement. Tout d'abord, les erreurs de précision dans cette méthode sont aggravées. Au lieu d'avoir la précision nominale d'un manomètre, disons 2%, l'erreur serait doublée à 4%.

Deuxièmement, et c'est peut-être le plus gros problème, de nombreux opérateurs n'ont pas été formés pour expliquer pourquoi il y a deux manomètres sur le filtre. L'histoire montre que de nombreux opérateurs se sont posés la question de savoir pourquoi il existe deux manomètres ne peuvent tout simplement pas répondre à la question. Très souvent, les opérateurs n'ont aucune idée qu'ils sont censés soustraire une lecture de manomètre de l'autre. Même s'ils le font, ils peuvent ne pas vraiment comprendre l'importance de ce calcul.

4. Aucune surveillance du filtre, les risques filtrent la santé et l'échec du système

Peut-être l'action la plus populaire pour surveiller la «santé» d'un filtre est de ne rien faire. Très souvent, bien que les opérateurs de systèmes aimeraient savoir quand le filtre fonctionne, ils attendent simplement que quelque chose de mauvais se produise. Sur de nombreux filtres, aucun instrument permettant de mesurer le débit ou la pression n'est installé. L'opérateur attend que le problème de processus se présente, souvent après que les choses ont progressé au point de non-retour et que des dommages se sont produits. Dans ces cas, les composants du processus peuvent devoir être réparés ou remplacés.

La solution-Pas de mathématiques, pas d'erreurs et facile à comprendre

Un manomètre différentiel, installé en utilisant les mêmes robinets à l'entrée et à la sortie du filtre, peut éliminer ces problèmes. En éliminant l'utilisation de deux jauges, le taux d'erreur tombera à la cote de précision pour la jauge un DP. L'opérateur comprendrait aussi mieux la lecture, sans avoir à savoir "faire le calcul".

Un cadran de manomètre différentiel peut également comporter un arc rouge indiquant que le filtre est bouché ou est sur le point de se boucher… également connu sous le nom de «condition d'alarme». Cette condition d'alarme serait encore améliorée si le cadran de jauge DP avait les mots «filtre» ou «propre» et «sale» sur la face de cadran de jauge DP unique. Rien de tout cela n'est possible avec deux manomètres séparés.

De plus, avec une jauge DP, un interrupteur ou un émetteur peut être ajouté en tant qu'option standard. Cela a l'avantage de créer un moniteur local et à distance dans un instrument… donc d'autres, qui ne sont pas sur le sol mais peut-être dans un centre de commande, peuvent voir l'état du filtre.

Dans ce monde de solutions Lean vient à l'esprit le terme "Poka-Yoke", qui signifie à peu près "à l'épreuve des erreurs". Essentiellement, une jauge DP peut présenter à l'opérateur une lecture immédiatement comprise. Cela réduit non seulement les erreurs, mais simplifie la formation des opérateurs.

Une fois qu'une jauge DP affiche une lecture "dans le rouge", pointe vers sale ou a une sortie électrique de l'interrupteur ou de l'émetteur, la condition d'alarme est comprise. L'opérateur peut alors prendre les mesures appropriées nécessaires pour remédier à la situation. Le filtre peut être entretenu au bon moment, pas trop tôt et pas trop tard.

Lisez à propos de nos applications de filtre à pression différentielle.

Plus d'applications pour les manomètres différentiels

Comme les filtres, d'autres éléments d'un système de processus peuvent se dégrader avec le temps et peuvent devoir être surveillés. Les échangeurs de chaleur, les pompes, les vannes, les condenseurs et les évaporateurs créent tous une perte de pression lorsqu'ils s'usent ou se bouchent. Comme les filtres, les problèmes qu'ils causent peuvent être graves.

La surveillance de la chute de pression-où qu'elle se produise-peut offrir des opportunités supplémentaires pour améliorer les conditions de processus et les économies. Les pompes et les compresseurs déplacent le liquide ou l'air dans chaque processus à un coût élevé, parfois plus fort que nécessaire. La réduction de la pression perdue dans chaque composant de processus peut réduire le besoin de pompes et de compresseurs plus gros et plus coûteux, et généralement créer un débit plus efficace et un meilleur produit final.

Pression différentielle dans les échangeurs de chaleur

Le nombre d'échangeurs de chaleur vendus sur les marchés industriels est énorme. Ces échangeurs de chaleur peuvent coûter jusqu'à 20,000 $, voire plus. Comme les filtres, les échangeurs de chaleur protègent souvent des équipements qui coûtent plusieurs fois ce montant. Au fil du temps, les échangeurs de chaleur développent de la rouille ou se bouchissent, indiquant un moment pour rincer ou contre-laver.

C'est une condition qui, comme les filtres, peut créer de nombreux problèmes pour le processus ou l'équipement. Il est souvent très surprenant de constater qu'il n'y a rien installé pour surveiller l'échangeur de chaleur. Les fabricants d'échangeurs de chaleur se souviennent fréquemment des tentatives pour aider les clients en citant un échangeur de chaleur coûteux avec un manomètre différentiel peu coûteux de 100 $ pour surveiller la chute de pression à travers l'échangeur de chaleur. Malheureusement, le client achète souvent l'échangeur de chaleur coûteux, mais supprime l'article n ° 2, la jauge DP, de la commande. Souvent, ils n'achètent pas la solution à 100 $ qui pourrait leur faire économiser des milliers de dollars plus tard!

Pression différentielle dans l'écoulement

L'écoulement est une autre application courante pour les manomètres différentiels. Il existe d'innombrables types de débitmètres utilisés aujourd'hui. La méthode numéro un pour mesurer le débit est la surveillance du débit de pression différentielle. Les débitmètres DP sont des options particulièrement attrayantes pour les tuyaux plus grands. Le coût de nombreux débitmètres augmente de façon exponentielle à mesure que la taille du tuyau augmente, car l'échelle de l'élément d'écoulement doit augmenter pour gérer des flux aussi importants.

La solution populaire consiste à couper le tuyau, à installer une plaque à orifice et à mesurer la perte de pression à travers la plaque d'orifice. Un débitmètre DP est conçu pour gérer la relation racine carrée entre le flux et la pression différentielle créée, en utilisant la loi de Bernoulli. Cela représente une solution de haute précision à un coût perdu.

Comme les plaques d'orifice, les venturis et les buses créent également de légères chutes de pression qui utilisent la pression différentielle et le débit racinaire carré pour mesurer les débits.

Lisez à propos de nos applications de mesure de débit de pression différentielle.

Pression différentielle dans le niveau liquide

Les manomètres différentiels mesurent également le niveau de liquide. Encore une fois, comme les débitmètres, il existe de nombreux types de jauges de niveau. Une solution simple et relativement peu coûteuse consiste à utiliser un manomètre différentiel pour indiquer le niveau d'un liquide dans un réservoir. Dans les réservoirs ouverts, le côté haute pression d'une jauge DP est porté au fond d'un réservoir tandis que le côté basse pression est accouplement à l'atmosphère. Dans ce scénario, la jauge DP mesure une colonne de liquide à l'intérieur du réservoir, ce qui donne une lecture qui reflète la hauteur du liquide dans le réservoir, affichant souvent des pouces ou pieds de lectures d'eau, ou pour cent-lectures complètes.

Pour les réservoirs sous pression, tels que les réservoirs cryogéniques, encore une fois, le côté haute pression DP est porté vers le bas du réservoir, mais le côté basse pression est porté vers le haut du réservoir. Le résultat est une mesure de la colonne de liquide dans le réservoir (la hauteur du liquide), donnant souvent une lecture en pouces d'eau ou en pourcentage plein.

L'avantage de la mesure de la pression différentielle

Ce qui est commun parmi ces applications, c'est la simplicité. Dans tous les cas, il suffit de puiser dans un tuyau ou un réservoir. Pour le débit, il n'y a pas besoin d'un débitmètre grand, lourd et coûteux ou dans le cas d'un niveau de liquide, d'une longue tige ou d'un mécanisme de type flotteur. Les manomètres différentiels peuvent être beaucoup moins invasifs et donc moins coûteux. En raison de la simplicité, la maintenance sur les systèmes différentiels est souvent relativement rapide et facile.

Bien qu'il existe des alternatives aux manomètres différentiels, elles peuvent être coûteuses lorsque les risques et les dépenses opérationnelles sont pris en compte. La surveillance de la pression différentielle réduit la confusion, les erreurs, les inexactitudes et présente des conditions sur un seul cadran facile à lire. De plus, des commutateurs ou des émetteurs peuvent être ajoutés pour permettre une surveillance locale et à distance dans une seule unité.

Les immobilisations et les processus coûtent cher. Ils peuvent être protégés par un manomètre différentiel à faible coût.

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