Установка датчика давления: монтаж и присоединение

Способ установки датчика давления зависит от измеряемой среды, диапазона давления, температуры, типа процессного присоединения, конструкции датчика и требований производителя. Универсального положения и способа монтажа для всех датчиков давления нет.

Монтаж выполняют по руководству конкретного изделия и требованиям проекта. При этом механическая установка и процессное присоединение – не то же самое, что электрическое подключение: питание и передача выходного сигнала рассматриваются отдельно.

Что проверить перед установкой датчика давления

До монтажа необходимо убедиться, что выбранное исполнение датчика соответствует условиям измерения. Подходящий размер резьбы еще не означает, что устройство можно устанавливать в конкретную систему.

Перед установкой проверьте:

• модель и исполнение датчика;
• тип измеряемого давления;
• диапазон измерения;
• допустимое рабочее и перегрузочное давление;
• измеряемую среду;
• температуру среды и окружающей среды;
• совместимость контактирующих материалов со средой;
• тип и размер процессного присоединения;
• допустимое монтажное положение;
• степень защиты;
• условия эксплуатации;
• требования производителя к установке.

Рабочее давление и допустимая перегрузка – разные характеристики. Диапазон измерения определяет область, для которой нормированы измерительные характеристики конкретного исполнения, а допустимое давление и перегрузочная способность характеризуют пределы воздействия, установленные производителем. Превышение рабочего диапазона нельзя считать допустимым режимом измерения только потому, что датчик выдерживает более высокую кратковременную перегрузку.

Где устанавливать датчик давления

Датчик устанавливают так, чтобы давление, передаваемое к его чувствительному элементу, соответствовало параметру, который требуется контролировать. Поэтому место выбирают исходя из назначения измерения и схемы конкретной системы, а не по универсальному правилу «до» или «после» насоса, клапана либо другого оборудования.

При выборе места учитывают:

• назначение измерения;
• гидравлическую или пневматическую схему;
• пульсации давления;
• вибрацию;
• температуру;
• доступ для обслуживания;
• риск механического повреждения;
• загрязнения;
• возможность образования конденсата;
• возможность безопасного демонтажа.

Например, давление до и после элемента, создающего гидравлическое сопротивление, может различаться. Поэтому выбор точки определяет, какой именно параметр системы фактически будет измерять датчик.

Кроме правильности измерения необходимо учитывать обслуживание. Датчик должен быть доступен для предусмотренных производителем операций без необходимости выполнять потенциально опасный демонтаж под давлением.

Датчик устанавливают в точке, где давление соответствует контролируемому параметру технологического процесса.

Выбор точки отбора давления

Точка отбора давления – место, через которое давление контролируемой среды передается в измерительный канал. Она не всегда совпадает с местом физического размещения самого датчика.

При непосредственной установке датчик может быть присоединен непосредственно в точке отбора. При использовании импульсной линии преобразователь располагают на расстоянии, а давление передается к нему от выбранной точки.

На выбор точки отбора могут влиять:

• движение среды;
• местные гидравлические сопротивления;
• пульсации;
• температура;
• возможность скопления газа в жидкой среде;
• возможность образования или накопления жидкости в газовой линии;
• загрязнения и отложения.

Точка рядом с насосом, клапаном, отводом или другим элементом системы может находиться в зоне, где давление зависит от локальных гидродинамических процессов. Поэтому универсальное расстояние от такого оборудования задавать нельзя – место отбора выбирают с учетом задачи измерения, конструкции системы, проекта и требований оборудования.

На выбор точки измерения влияют параметры среды, динамика давления, условия эксплуатации и требования к обслуживанию.

Способы установки датчика давления

Способ монтажа выбирают по условиям процесса, конструкции датчика и проекту. Основные варианты – непосредственная установка, размещение через импульсную линию и применение дополнительной арматуры или защитных элементов.

Непосредственная установка

При непосредственном монтаже датчик присоединяют непосредственно к предусмотренной точке процесса. Такая схема позволяет получить компактный измерительный узел без отдельной импульсной линии.

При выборе этого варианта необходимо учитывать доступность датчика для обслуживания, температуру в месте монтажа, вибрацию, пульсации и требования к процессному соединению.

Если температура, вибрация, пульсации или другие воздействия в точке отбора выходят за допустимые для конкретного датчика условия, непосредственная установка может быть неприемлемой. В таком случае способ монтажа выбирают по проекту и требованиям оборудования.

Установка через импульсную линию

Импульсная линия передает давление от точки отбора к удаленному преобразователю. Такой способ может применяться, когда непосредственное размещение датчика нежелательно или проект предусматривает его установку в другом месте.

При этом импульсная линия становится частью измерительного канала. Ее заполнение, состояние и расположение относительно процесса могут влиять на передачу давления. Для жидких и газовых сред также учитывают возможность появления нежелательной газовой или жидкой фазы в линии.

Импульсная линия не является обязательным элементом любой системы измерения давления и сама по себе не делает измерение точнее. Ее применяют тогда, когда это требуется условиями процесса, конструкцией измерительного узла или проектом.

Установка через дополнительную арматуру

В измерительный узел при необходимости могут входить:

• запорные устройства;
• клапанные блоки;
• разделительные устройства;
• демпфирующие элементы;
• сифоны;
• другие предусмотренные проектом защитные элементы.

Назначение дополнительной арматуры зависит от среды и условий процесса. Например, отдельные элементы могут использоваться для возможности изоляции датчика от процесса, снижения воздействия пульсаций или защиты измерительного оборудования от неблагоприятных условий.

Ни один из перечисленных элементов нельзя считать обязательным для любого датчика давления. Их применение не должно изменять измерительный тракт способом, который не предусмотрен проектом или требованиями оборудования.

Способ монтажа выбирают с учетом условий процесса, конструкции датчика и требований проекта.

Процессное присоединение датчика давления

Процессное присоединение обеспечивает механическое соединение датчика с технологическим процессом, передачу давления среды к измерительной части и требуемую герметичность узла.

Перед монтажом необходимо проверить:

• тип процессного присоединения;
• размер;
• параметры резьбы или другого соединения;
• предусмотренный способ уплотнения;
• допустимый момент затяжки, если он нормируется;
• материал контактирующих со средой деталей.

Совпадения номинального размера недостаточно. Резьбовые соединения могут различаться профилем, шагом, способом уплотнения и другими параметрами. Поэтому совместимость определяют по документации датчика и ответной части, а не только по возможности механически соединить детали.

При монтаже нельзя передавать усилие затяжки через части корпуса, которые для этого не предназначены. Место приложения инструмента и допустимый момент, если он установлен, определяются документацией конкретного изделия.

Герметизация соединения

Способ герметизации зависит от конструкции процессного присоединения. У одних исполнений уплотнение обеспечивается в резьбовом соединении, у других – отдельным уплотнительным элементом или предусмотренной уплотняющей поверхностью.

Поэтому нельзя универсально рекомендовать ФУМ-ленту, резьбовой герметик или другое средство для любого датчика. Неподходящий способ герметизации может не обеспечить требуемую герметичность, изменить посадку соединения или помешать работе предусмотренной уплотняющей поверхности.

Используют способ уплотнения, указанный производителем и предусмотренный конструкцией узла. Материал уплотнения также должен соответствовать рабочей среде и условиям эксплуатации.

В каком положении устанавливать датчик давления

Универсальной ориентации датчика давления нет. Допустимое монтажное положение зависит от конструкции устройства, среды и условий измерения.

При выборе положения учитывают:

• конструкцию датчика;
• измеряемую среду;
• наличие импульсной линии;
• температуру;
• требования к точности;
• возможность удаления газа или конденсата;
• рекомендации производителя.

Изменение монтажного положения некоторых преобразователей способно вызвать смещение нулевой точки. Насколько оно существенно и требуется ли коррекция после монтажа, определяется характеристиками конкретного устройства.

Поэтому после установки или изменения ориентации для соответствующих моделей проверяют ноль согласно инструкции. Это не означает, что после монтажа требуется регулировать любой датчик.

Монтаж при измерении давления жидкости

При измерении давления жидкости необходимо учитывать условия, способные изменить передачу давления к чувствительному элементу или создать недопустимую нагрузку на датчик.

К ним относятся:

• воздушные полости;
• гидроудары;
• пульсации;
• загрязнение измерительного канала;
• температура жидкости;
• совместимость материалов.

Газовая полость в заполненном жидкостью измерительном тракте может изменять динамические свойства передачи давления. Загрязнения способны ограничивать сообщение чувствительного элемента со средой, а гидроудар – кратковременно создавать давление выше нормального рабочего значения.

Конкретное положение точки отбора, датчика и импульсной линии выбирают по конструкции системы и требованиям производителя. Универсального правила «датчик всегда устанавливают выше или ниже трубопровода» для любой жидкой среды нет.

Монтаж при измерении давления газа

При измерении давления газа необходимо учитывать свойства среды, температуру и возможность образования конденсата.

Если в измерительном тракте образуется жидкая фаза, ее накопление может изменить условия передачи давления. При использовании импульсной линии ее расположение должно учитывать образование и удаление конденсата в соответствии с проектом и требованиями конкретного измерительного узла.

Само агрегатное состояние среды не определяет универсального положения датчика. Требования зависят от процесса, конструкции измерительного узла и рекомендаций производителя.

Защита датчика от неблагоприятных условий

Условия в точке измерения должны оставаться в пределах, допустимых для выбранного датчика. Если процесс создает дополнительные воздействия, способ защиты выбирают по документации оборудования и проекту.

Пульсации давления

Выраженные пульсации могут вызывать колебания измерительного сигнала и создавать дополнительную динамическую нагрузку на датчик. Если их необходимо уменьшить, применяют решение, предусмотренное для конкретной системы.

Универсально устанавливать демпфирующий элемент без учета динамики процесса нельзя: сглаживание пульсаций может одновременно замедлять передачу реальных изменений давления.

Гидроудары

Гидроудар способен вызвать кратковременный скачок давления выше нормального рабочего значения. Если такой скачок превышает допустимую перегрузку датчика, возникает риск нарушения его характеристик или повреждения.

Поэтому при наличии риска гидроударов учитывают динамические условия процесса, допустимые характеристики датчика и предусмотренные проектом меры защиты. Способ защиты нельзя выбирать только по номинальному рабочему давлению системы.

Высокая температура среды

Если температура процесса превышает допустимую для датчика, непосредственная установка может быть невозможна.

В таком случае способ передачи давления и защиты преобразователя выбирают с учетом свойств среды, температурных условий, конструкции датчика и требований проекта. Универсального защитного элемента для всех применений нет.

Вибрация

Сильная вибрация может передаваться на корпус датчика и его процессное присоединение. Для некоторых исполнений непосредственный монтаж на вибрирующее оборудование поэтому нежелателен.

Допустимый уровень воздействия и способ монтажа определяются требованиями конкретного устройства и проекта.

Загрязненная или вязкая среда

Для загрязненных и вязких сред необходимо учитывать риск засорения измерительного канала и особенности конструкции чувствительного элемента.

Если стандартное процессное присоединение не подходит для такой среды, используют исполнение или дополнительное решение, предусмотренное для соответствующего процесса. Чувствительный элемент нельзя очищать острыми предметами, если такой способ прямо не предусмотрен производителем.

Порядок установки датчика давления

Общая последовательность монтажа выглядит так:

1. Определите модель датчика и условия применения.
2. Изучите руководство производителя.
3. Выберите точку измерения по проекту и назначению системы.
4. Проверьте совместимость процессного присоединения.
5. Подготовьте место монтажа.
6. Установите дополнительную арматуру, если она предусмотрена.
7. Выполните процессное присоединение датчика.
8. Проверьте механическое крепление.
9. Проверьте герметичность способом, предусмотренным для системы.
10. Выполните электрическое подключение по отдельной инструкции.
11. После ввода в работу проверьте показания и при необходимости предусмотренную производителем корректировку нуля.

Перед механическим монтажом участок системы должен быть приведен в безопасное состояние способом, установленным для конкретного оборудования и процесса. Нельзя выполнять разгерметизацию соединения, если оно находится под опасным давлением или воздействием среды.

Это общая логика, а не универсальная инструкция для любой модели. Последовательность и требования производителя конкретного датчика, а также требования проекта имеют приоритет.

Перед монтажом проверяют условия измерения, тип присоединения и требования производителя конкретного датчика.

Ошибки при установке датчика давления

Конкретные последствия зависят от конструкции датчика и условий процесса. Наличие одной из перечисленных ошибок не означает, что одинаковое последствие обязательно возникнет у любого устройства.

Что проверить после монтажа

После установки необходимо убедиться, что датчик механически установлен правильно и процессное соединение работает в предусмотренных условиях.

Проверьте:

• надежность крепления;
• герметичность;
• отсутствие нежелательной механической нагрузки на корпус и соединение;
• состояние импульсной линии, если она используется;
• соответствие монтажного положения документации;
• электрическое подключение;
• наличие выходного сигнала;
• показания при известном состоянии системы.

Герметичность проверяют способом, предусмотренным для конкретной системы и рабочей среды. Сам факт отсутствия видимой утечки не заменяет установленную проектом или эксплуатационной документацией процедуру проверки.

Если показания отличаются от ожидаемых, не следует автоматически считать датчик неисправным. Причина может находиться в точке отбора, условиях монтажа, импульсной линии, подключении, настройках или другой части измерительного канала.

Датчик перепада давления

Монтаж датчика дифференциального давления имеет дополнительные особенности, поскольку измерение связано с двумя точками давления.

Для такого измерительного узла необходимо учитывать стороны высокого и низкого давления, две точки отбора, две импульсные линии или другое предусмотренное конструкцией подключение, взаимное расположение элементов и процедуру ввода в работу.

Эти требования нельзя автоматически переносить на обычный датчик давления с одним процессным присоединением. Подробный монтаж преобразователей перепада давления целесообразно рассматривать отдельно в материале «Подключение и установка датчика перепада давления».

Часто задаваемые вопросы