Monitorowanie poziomu w zbiornikach z gazem płynnym z Cryo Gauge

Wysokie ciśnienia i bardzo niska różnica ciśnień

W przemyśle, ale także w placówkach medycznych, gazy takie jak tlen, azot, argon, dwutlenek węgla i podtlenek azotu stanowią podstawowe materiały eksploatacyjne. Są przechowywane w postaci skroplonej w zbiornikach. Manometry różnicowe są idealnym rozwiązaniem do monitorowania poziomu w zamkniętych zbiornikach. Jednak większość z tych przyrządów ma swoje ograniczenia, gdy chodzi o poziom w zbiornikach z gazem płynnym. Z jednej strony muszą być wystarczająco wytrzymałe, aby wytrzymać wysokie ciśnienie, a z drugiej strony wystarczająco czułe, aby wskazać bardzo małą różnicę ciśnień.

Ponadto, manometry różnicowe zwykle są ograniczone co do zakresu ciśnienia i dlatego mogą być kalibrowane tylko dla określonego gazu w całym zakresie. Konsekwencję tego pokazano na przykładzie azotu, tlenu i argonu: N2 jest lżejszy od O2, który z kolei jest lżejszy od Ar. Gdyby wszystkie trzy gazy znajdowały się w zbiornikach tej samej wielkości i tak samo pełnych, skala przyrządu pomiarowego wskazywałaby tylko N2 jako 100 procent, podczas gdy w przypadku O2 i Ar tylko 70 i 57 procent. W związku z tym, producent zbiornika musiałby zamontować inny manometr różnicowy dla każdego z gazów, albo powinien użyć manometr z trzema skalami gazu, z których tylko skala argonowa pokrywałaby pełny zakres pomiarowy.

Wskazanie więcej niż tylko poziom napełnienia zbiorników z gazem płynnym

W przypadku zbiorników z gazem płynnym nie wystarczy znajomość jedynie poziomu napełnienia. Zbiorniki muszą mieć również manometr wskazujący ciśnienie robocze oraz zawór kompensacyjny do ustawiania punktu zerowego podczas rutynowych testów. Zanim pojawił się na rynku manometr kriogeniczny Cryo Gauge firmy WIKA, producenci wyposażenia zbiorników musieli zaopatrywać się w manometry różnicowe i ciśnienia roboczego, zawory, armaturę i orurowanie. Z tych komponentów zbudowaliby układ pomiarowy z kilkoma połączeniami (= potencjalnymi miejscami nieszczelności), a następnie przetestowali pod kątem szczelności. W przypadku tlenu konieczne było również niezbędne oczyszczanie.

Innowacyjna konstrukcja

Schematyczne przedstawienie zespołu Cryo Gauge

Konstrukcja tego rozwiązania technicznego jest prosta, a zarazem innowacyjna: Dwie komory mediów, ⊕ i ⊖, mierzą ciśnienie gazów (P1) i cieczy (P2). Elastyczna membrana (1) dzieli obie komory. Ciśnienie różnicowe (ΔP1 minus P2) powoduje odkształcenie membrany w zakresie pomiaru sprężyny (2). Ruch ten jest proporcjonalny do stwierdzonego ciśnienia różnicowego, które działa na mechanizm dźwigni o niskim tarciu (3) w obudowie wskaźnika (4) w celu przeniesienia informacji o ciśnieniu na ruch (5). Metalowe wsporniki (6) po obu stronach membrany chronią przyrządy przed przeciążeniem i skokami ciśnienia. Ogniwa pomiarowe wykonane są ze stopu miedzi (modele 712.15.100/160) lub stali nierdzewnej 316 (modele 732.15.100/160). Pozostałe części zwilżane i większość części niezwilżanych wykonana jest również ze stali nierdzewnej odpornej na korozję.

Manometry Cryo oferują liczne korzyści

Monitorowanie poziomu w zbiornikach z gazem płynnym systemem Cryo Gauge firmy WIKA zapewnia wiele korzyści:

• Solidna konstrukcja: Przyrządy pomiarowe są niewrażliwe na skoki ciśnienia. Są odporne na nadciśnienie do 50 barów (725 psi) po obu stronach. Dlatego manometr Cryo Gauge nie ulega uszkodzeniu, nawet jeśli przewody ciśnieniowe zostaną przecięte lub zawory zostaną otwarte w niewłaściwej kolejności. Manometry mają również tarczę//szybkę nieulegającą zaparowaniu.
• Szeroki zakres ciśnienia: Pomimo swojej solidności, manometry Cryo Gauge są wystarczająco czułe, aby mierzyć bardzo niskie ciśnienia, do 16 cali słupa wody (inH₂O) (40 mbar). Zakres pomiarowy wynosi od 16 do 1,600 inH2O (4000 mbar). Większość manometrów różnicowych dostępnych na rynku ma znacznie węższe limity pomiarowe.
• Łatwa regulacja zakresu: Manometry Cryo Gauge umożliwiają regulację rozpiętości na miejscu bez konieczności uprzedniego demontażu całego zespołu. W tym celu wystarczy zdjąć gumową nakładkę uszczelniającą, włożyć klucz imbusowy (w zestawie) do portu dostępu, przekręcić i ponownie włożyć korek. W przypadku drobnych regulacji nie jest wymagana regulacja punktu zerowego. Jest to szczególnie przydatne w zastosowaniach, w których pełna skala wskazuje pełny zbiornik, takich jak masowe przechowywanie ciekłego dwutlenku węgla. Przykład: Waga sześciotonowego zbiornika wskazuje 12 000 funtów płynnego CO₂. Gdy zbiornik jest pełny, użytkownik oczekuje, że manometr wskaże taką ilość. Pomimo bardzo starannego wyliczenia zbiornika, wiele zmiennych może mieć wpływ na zachowanie gazu, powodując odczyt wskazujący, że zbiornik nie jest pełny. W przypadku Cryo Gauge, po napełnieniu zbiornika, użytkownik może przeprowadzić ostateczną regulację zakresu, tak aby dopasować do pełnego zbiornika.

Model 712.15.160 Cryo Gauge z opcjonalnym wskaźnikiem ciśnienia roboczego

• Konstrukcja modułowa: Unikalna modułowa konstrukcja Cryo Gauges umożliwia montaż indywidualnych systemów pomiarowych o różnych funkcjach. Począwszy od jednostki poziomu, użytkownicy mogą później dodać blok zaworów z manometrem lub nawet czujnikiem ciśnienia roboczego, na miejscu. Dalsze opcje to zintegrowany sygnał wyjściowy 4 … 20 mA dla poziomu, oddzielny przetwornik ciśnienia roboczego, zintegrowane przełączniki poziomu, przełączniki ciśnienia roboczego i duża liczba uchwytów montażowych.
• Łatwy rozruch:Systemy pomiarowe Cryo Gauge można uruchomić bez żadnych problemów, niemalże jak „plug-and-play”. Niezależnie od zintegrowanych funkcji, zespół kompaktowy ma tylko dwa punkty przyłączeniowe: jeden dla fazy ciekłej i jeden dla fazy gazowej.
• O₂ wyczyszczone i sprawdzone pod względem szczelności: Sprzęt do zastosowań tlenowych musi być specjalnie czyszczony w celu usunięcia zanieczyszczeń takich jak węglowodory (oleje), cząstki stałe i wilgoć. Firma WIKA dostarcza manometry Cryo Gauge z oczyszczonym już O2 do takich zastosowań. Dzięki temu producenci wyposażenia zbiorników mają o jeden proces roboczy mniej. Dotyczy to również badania szczelności. WIKA poddaje każdy zespół dokładnemu testowi helowemu, aby upewnić się, że nie występują żadne nieszczelności.
• Wyposażanie do podłączenia telemetrycznego Dostawcy gazu płynnego coraz częściej podejmują się zadania monitorowania zużycia gazu przez swoich klientów. Takie usługi zdalne zwiększają bezpieczeństwo i efektywność dostaw. Wskaźnik poziomu w manometrach Cryo Gauge może być wyposażony w zintegrowany przetwornik ciśnienia, który jest podłączony do jednostki telemetrycznej. Eliminuje to konieczność stosowania osobnego źródła ciśnienia do modułu transmisyjnego, co mogłoby prowadzić do różnych wartości pomiarowych.

Uwaga
Na stronie internetowej firmy WIKA można znaleźć więcej informacji technicznych na temat modeli Cryo Gauge 7×2.15.100 i 7×2.15.160. Można tam również znaleźć informacje o innych rozwiązaniach pomiarowych dla zbiorników kriogenicznych. Jeżeli mają Państwo pytania, prosimy o zwrócenie się do osoby kontaktowej.

Polecamy też nasze artykuły
System separatora membranowego wykrywa poziom w reaktorach PTA
Elektroniczny pomiar ciśnienia różnicowego w monitorowaniu poziomu napełnienia