Belastbare Manometer

Dúvidas sobre a segurança de sobrecarga dos instrumentos surgem ocasionalmente, quando falamos em manômetros de tubo Bourdon. Este artigo trata de exceder o intervalo de medição em até 30%. O que acontece com o manômetro? Ainda indica precisamente depois? Pode começar a vazar? Como próximo passo, devemos dar mais atenção a essas questões através da explicação e discussão dos padrões comuns.

Para começar: Se a pressão a ser medida excede um pouco a faixa de medição do manômetro, ele não “explodirá”. Geralmente, há apenas um risco disso se a faixa de medição for significativamente excedida. Para tais casos, os medidores possuem recursos de segurança que minimizam os efeitos desse perigo.

Como regra geral, os fabricantes de manômetros cumprem as especificações de segurança de sobrecarga de acordo com a diretiva 2014/68 / EU (diretiva de equipamento de pressão) e EN 837-1: 1996. Manômetros – Parte 1: Manômetros Bourdon. No mostrador, isso é indicado pela marcação CE e pela inscrição EN 837-1. As especificações contidas nestes documentos variam, uma vez que a EN 837-1 é uma norma não harmonizada. Ambos os documentos são independentes e o fabricante dos medidores de tubo Bourdon é obrigado a cumprí-los.

Manômetros com tubo Bourdon com carregamento total da escala e sem carregamento total da escala

Antes de resumir as especificações de sobrecarga, uma importante classificação dos manômetros da EN 837-1 precisa ser explicada: No ponto 9.4, a EN 837-1 define manômetros “carregável não em escala total” (1) e “carregável em escala total” (2). Como isso pode causar confusão, as diferenças são brevemente explicadas aqui: Geralmente, os elementos de pressão (tubo de Bourdon) dos manômetros carregáveis não em escala total consistem em materiais de cobre. Em contraste, os elementos de pressão dos manômetros de tubo Bourdon carregáveis em escala total são feitos de aço inoxidável. Como os manômetros carregáveis em escala total têm uma marca de identificação (triângulo preto no final da escala), os dois tipos de instrumentos também podem ser distinguidos do lado de fora.

Triângulo preto = Escala totalmente carregável                                   Sem triângulo preto = Escala não carragável totalmente


A principal diferença entre os instrumentos é que “manômetros de tubo de Bourdon carregáveis não em escala total” não devem ser operados permanentemente na faixa acima de 75% do valor total (FE). Caso contrário, sob carga contínua de pressão, deformações irreversíveis podem ocorrer com o sistema de medição, que pode, por exemplo, ser visto como um deslocamento de ponto zero. Exemplo: Um manômetro de tubo de Bourdon carregável não em escala total, que deve indicar a pressão em um cilindro de gás de 300 bar, deve ser projetado de forma que o valor da escala completa seja de pelo menos 400 bar.

Requisitos para a segurança de sobrecarga dos manômetros de tubo Bourdon

Os requisitos da diretiva 2014/68 / UE e da norma europeia 837-1 diferem na segurança da sobrecarga dos manômetros de tubo Bourdon. A norma EN 837-1 especifica os requisitos para precisão e resistência da indicação (vedação) após sobrecarga. Em particular, os requisitos com respeito à vedação, com até 2,5 vezes a sobrecarga durante pelo menos 24 h, são exigentes e significativamente maiores do que com o teste de pressão (3) de acordo com a diretiva 2014/68 / EU. A diretiva do equipamento de pressão requer apenas 1,43 vezes a pressão máxima admissível (PS). Como pode ser visto na tabela, os instrumentos de acordo com a EN 837-1 cumprem assim automaticamente os requisitos do teste de pressão (3) de acordo com a diretiva 2014/68 / EU. O reverso não é válido.

Na tabela a seguir, os diferentes requisitos são diferenciados uns dos outros:

 Manômetros não totalmente carregáveisManômetros totalmente carregáveisFonte
Tecnologia de Medição
Duração da sobrecarga #112 h12 hEN 837-1(1)
Sobrecarga #11 * PFSV1,3 * PFSV
Duração da sobrecarga #215 min
Sobrecarga #2[a]1,1 – 1,25 * PFSV
Alteração[a,b] na classe de exatidão
1,2 – 1,5 vezes1,2 – 1,5 vezes
EstanqueidadeDuração da sobrecarga24 h24 hEN 837-1(2)
Sobrecarga [a]1,5 – 2,5 * PFSV1,5 – 2,5 * PFSV
Requisito:À prova de vazamentosÀ prova de vazamentos
Duração da sobrecargaDir. 2014/68/EU(3)
Sobrecarga1,43 * PS
(= 1,07[c] * PFSV)
1,43 * PS
(= 1,43 * PFSV)
Requisito:À prova de vazamentosÀ prova de vazamentos

Legenda
PFSV = Valor total da escala (pressão no final da escala do manômetro)
PS = “Pressão Máxima Permissível” – definido pelo fabricante, a pressão mais alta para a qual o manômetro foi projetado. Com manômetros não carregáveis totalmente: PS = 0,75 * PFSV, caso contrário: PS = PFSV
(a) Dependente da faixa de pressão
(b) A mudança da precisão da classe é medida após um teste adicional do ciclo de carga (não explicado aqui). Uma especificação sobre a mudança de precisão da classe permitida somente após sobrecarga (sem teste do ciclo de carga) não existe. Os valores da tabela devem, portanto, ser vistos como o máximo absoluto
(c) Para instrumentos não carregáveis totalmente, o seguinte se aplica: Sobrecarga= 1,43 * PS = 1,43 * 0,75 * PFSV = 1,07 * PFSV


Esclarecendo com exemplos

Exemplo 1
Manômetro 0 – 10 bar, elemento de pressão do material de cobre: Este instrumento não é totalmente carregável e deve atender aos seguintes requisitos:

  • Conforme EN 837-1: 12 h carga de pressão estática de 10 bar (PFSV) e 15 min carga de pressão estática de 12,5 bar (1,25 * PFSV). Após um tempo de descanso de 1 h após essa sobrecarga, o desvio de exibição não deve exceder 1,2 vezes os limites de erro. Além disso, o instrumento é exposto a uma pressão de 25 bar (2,5 * PFSV) e uma temperatura externa de 60 °C por 24 h. Depois disso, deve continuar a estanqueidade de acordo com a norma EN 837-1. (estanqueidade < 5 * 10-3 mbar l s-1).
  • Conforme a diretriz 2014/68/EU: O instrumento deve sobreviver a um teste de vazamento com uma sobrecarga de 10,7 bar (1,43 * PS = 1,43 * 0,75 * PFSV), e ainda deve ser estanque após o teste.

Exemplo 2
Manômetro 0 – 600 bar, elemento de pressão de aço inoxidável: Este instrumento é totalmente carregável e deve atender aos seguintes requisitos:

  • Conforme EN 837-1: 12 h carga de pressão estática de 780 bar (1,3 * PFSV). Após um tempo de descanso de 1 h após essa sobrecarga, o desvio de exibição não deve exceder 1,2 vezes os limites de erro. Além disso, o instrumento é exposto a uma pressão de 1.500 bar (2,5 * PFSV) e uma temperatura externa de 60 °C por 24 h. Depois disso, deve continuar a estanqueidade de acordo com a norma EN 837-1. (estanqueidade < 5 * 10-3 mbar l s-1).
  • Conforme a diretriz 2014/68/EU: O instrumento deve sobreviver a um teste de vazamento com uma sobrecarga de 858 bar (1,43 * PS = 1,43 * PFSV), e ainda deve ser estanque após o teste.

Conclusão

Ao selecionar um manômetro de tubo Bourdon, a segurança de sobrecarga é um parâmetro importante a ser levado em consideração. Dependendo do projeto estrutural do instrumento selecionado, a segurança de sobrecarga será diferente. Manômetros podem lidar com sobrecargas leves e de curto prazo. A precisão da indicação geralmente é mantida ou só piora um pouco. Uma sobrecarga elevada até 2,5 vezes o valor do FSV manifesta-se nos manómetros através de uma deterioração crescente da precisão da indicação e de um erro de ponto zero claramente visível. No entanto, os componentes portadores de pressão não estouram e o instrumento permanece vedado.

Nota
Manômetros totalmente carregáveis e manômetros não totalmente carregáveis podem ser encontrados no site da WIKA.

Fontes
(1) EN 837-1, sect. 9.4.1: Manômetros para um máx. carga de pressão estática de 75 % do fundo da escala
(2) EN 837-1, sect. 9.4.2: Manômetros adequados para carga de pressão máxima constante igual ao fundo da escala
(3) Directiva 2014/68/EU, annex 1, point 7.4 Pressão de teste hidrostático



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