A falha do manômetro pode ser atribuída a um ou mais destes oito motivos: vibração mecânica, pulsação, temperatura extrema, picos de pressão, sobrepressão, corrosão, entupimento e manuseio incorreto. Nesse artigo descreveremos 4 desses motivos detalhadamente.
Antes de entender o motivo da falha e como solucionar o problema, primeiramente é importante compreender o funcionamento interno de um medidor de pressão mecânico, dos quais o mais popular é o manômetro com tubo Bourdon. Para isso, disponibilizamos para você o artigo Manômetro com tubo Bourdon – princípio de funcionamento. Basta acessar o link para entender o funcionamento.
Agora que você já entende o funcionamento de um manômetro, vamos aos motivos de falha. Quando um manômetro não funciona conforme o esperado, a causa pode ser atribuída a:
1. Vibração mecânica
Numerosos estudos têm mostrado que a vibração é a principal causa de falha do manômetro em instalações. A vibração tem um impacto negativo na precisão do medidor de duas maneiras. Primeiro, é difícil ler o ponteiro de um mostrador quando o manômetro está vibrando. Em segundo lugar, danos adicionais ao mecanismo do ponteiro causados pela vibração podem, eventualmente, mover um ponteiro para fora do zero, produzindo leituras imprecisas.
Sinais visíveis de vibração mecânica
- Limalha / poeira metálica, dentro do visor do medidor, formada pelo desgaste das engrenagens e cremalheira (mecanismo)
- Ponteiro solto em caso de vibração intensa
Poeira metálica no visor do medidor (esquerda); ponteiro solto (direita)
Riscos decorrentes de vibração mecânica
- Desgaste de componentes internos
- Perda de precisão / funcionalidade
- Falha do sistema de pressão / mecanismo
Engrenagens desgastadas (esquerda e central); cremalheira desgastada (direita)
Selo diafragma modelo 990.28
Soluções para medidores com vibração mecânica
Para a maioria das situações, uma caixa com líquido de preenchimento é a maneira mais conveniente e econômica de proteger os medidores de pressão contra vibração. O preenchimento da caixa com glicerina ou óleo de silicone atua como um amortecedor para desacelerar o movimento. Também lubrifica as engrenagens, reduzindo assim o desgaste e prolongando a vida útil do manômetro.
Uma segunda solução é mover o manômetro para longe da fonte de vibração. Como? Use um selo diafragma com conexão capilar, como um selo com conexão flangeada tipo célula 990.28 (sanduíche).. Um selo diafragma pode ser montado em praticamente qualquer lugar da aplicação e permite a leitura remota. (Veja o vídeo e o artigo de blog -para obter mais informações sobre como funcionam os selos diafragma.)
2. Pulsação
Vibração do ponteiro
A vibração é a oscilação regular das peças mecânicas. A pulsação, por outro lado, refere-se aos aumentos e diminuições rápidas da pressão de processo.
Sinais visíveis de pulsação
- Vibração do ponteiro
- Ponteiro solto ou quebrado em casos extremos
Riscos decorrentes de pulsação
- Dificuldade em obter uma leitura precisa
- Desgaste de componentes internos
- Perda de precisão / funcionalidade
- Falha do sistema de pressão/mecanismo
Amortecedor (esquerda); restritor para soquete (direita)
Soluções para medidores com pulsação
Tal como acontece com a vibração mecânica, uma caixa com líquido de preenchimento é uma solução fácil. O mesmo ocorre com as válvulas e dispositivos de proteção, como um restritor para soquete. Este pequeno dispositivo tem um pequeno orifício para restringir e reduzir o pico de pressão de processo antes que ela entre em contato com o medidor. Os restritores possuem ótimo custo-benefício e são fáceis de instalar. Vários medidores, possuem o restritor para soquete como um item opcional, que pode vir instalado de fábrica, já rosqueado no orifício do manômetro.
Para uma pulsação mais extrema, é recomendada a utilização de um amortecedor de pulsação ou válvula de agulha. Os amortecedores funcionam como restritores, mas oferecem mais opções de materiais, tamanhos de orifícios e variedade de pressões suportadas. Os amortecedores também são menos propensos a entupir e são mais ajustáveis em campo, graças aos pistões ou parafusos de ajuste. As válvulas de agulha também regulam o meio utilizado, reduzindo assim o impacto das pulsações. Esses acessórios para amortecimento de pulsação são altamente utilizados em aplicações de descarga de bombas e caldeiras.
3. Temperatura extrema
Cada modelo de manômetro possui tolerâncias distintas para temperaturas extremas. Com isso, é necessário avaliar a temperatura ambiente que o instrumento será exposto seja ela positiva ou negativa e, também, a temperatura utilizada no processo. É válido ressaltar que temos instrumento apropriados para as diversas aplicações, seja ele instalado em uma área com temperaturas ambiente negativas, como o Ártico ou em temperaturas mais altas, como próximo a uma fornalha.
Descoloração do medidor
Sinais visíveis de temperatura extrema
- Mostrador e/ou líquido de preenchimento descolorido, geralmente amarelo, laranja, marrom ou preto
- O mostrador, a caixa ou o visor derrete, geralmente porque o processo está muito quente
Riscos decorrentes de temperaturas extremas
- Dificuldade em obter uma leitura precisa
- Perda de precisão / funcionalidade
- Falha do sistema de pressão/medição
Soluções para medidores em temperaturas extremas
Elemento de resfriamento para instrumentos para medição de pressão, modelo WIKA 910.32
A utilização do selo diafragma com conexão capilar permite que a medição de pressão ocorra longe de temperaturas ambientes ou de processos extremas. Quanto mais distante do processo, mais calor é dissipado antes que a pressão alcance o manômetro. Outra opção comumente utilizada é conectar um elemento de resfriamento como o modelo 910.32 ao instrumento. Com aletas para aumentar a área de contato com o ambiente, esses elementos são muito eficazes na irradiação e dissipação de calor. Eles também são extremamente fáceis de adaptar usando conexões rosqueadas. Os tubos sifão tipo trombeta, cachimbo e bobina usam o mesmo princípio para dissipar o calor.
Outro detalhe importante é quanto ao líquido de preenchimento do instrumento. A glicerina é o fluido de preenchimento típico para manômetros e, para temperaturas ambientes extremamente quentes ou frias, o óleo de silicone é a melhor escolha, pois não sofre descoloração com o calor ao longo do tempo nem congelará em ambientes com temperaturas abaixo de zero.
4. Picos de pressão
Os picos ocorrem quando a pressão aumenta drasticamente e depois cai repentinamente. Essa condição pode causar todos os tipos de problemas para manômetros não desenvolvidos para essa condição.
Ponteiro torto
Sinais visíveis de picos de pressão
- Ponteiro torto, como um “rabo de peixe” ou anzol, causado por bater no pino de parada/encosto com muita frequência
- Ponteiro danificado ou quebrado por atingir o pino de parada/encosto com muita força
- Pino de parada/encosto quebrado
Riscos decorrentes de picos de pressão
- Maior desgaste no movimento e nos componentes
- Perda de precisão / funcionalidade
- Ruptura no tubo Bourdon, causando vazamento do processo
- Falha do sistema de pressão/mecanismo
Soluções para medidores com picos de pressão
Tal como acontece com a pulsação, boas soluções para amortecer os efeitos dos picos de pressão são usar um manômetro com líquido de preenchimento e/ou acessórios como restritores, amortecedores, válvulas de agulha ou selo diafragma com conexão capilar. Outra forma de evitar os danos causados pelo pico de pressão é substituir o manômetro por um que tenha uma faixa de pressão mais alta. Uma boa prática é escolher uma faixa de pressão para o manômetro que seja ao menos duas vezes a pressão máxima esperada. Portanto, se um processo atinge normalmente 50 kgf/cm², use um dispositivo que suporte até 100 kgf/cm².
Para maior segurança de que um medidor nunca excederá o limite de pressão, conecte um protetor de sobrepressão no instrumento. Este acessório protege o instrumento contra sobrepressões (pressões além da faixa de medição) e, também, são configuráveis por meio de parafuso de ajuste. Se a pressão atingir o valor previamente ajustado, a válvula protetora de pistão com mola fechará automaticamente, evitando o pico de pressão no medidor. Também, quando a pressão do sistema cai aproximadamente 25% abaixo do máximo predefinido, a válvula é reaberta automaticamente.
Esses são os quatro motivos de falha que falaremos hoje. Para saber os outros quatro motivos, se inscreva em nosso blog gratuitamente para receber em seu e-mail a notificação de novos artigos.