برای نصب گیج های فشار، دما، فلو و سطح بایستی از برخی تجهیزات جانبی نظیر ترموول استفاده کنیم.

ترموول یکی از تجهیزاتی است که باید به همراه گیج دما ، ترموکوپل و RTD خریداری کنید.

همچنین برای مواقعی که با سیالات اسیدی و … سر و کار داریم، به سراغ دیافراگم ها و دیافراگم سیل ها می رویم.

در این نوشته به بررسی انواع آنها و کاربرد هر کدام خواهیم پرداخت.

1- ترموول Thermowell

2- دیافراگم سیل Diaphragm Seal

3- دیافراگمی (دیافراگم) Diaphragm

این المان ها و تجهیزات معمولا به همراه گیج های فشار خریداری می شوند و از این رو توصیه می کنیم که
قبل از مطالعه این مقاله (یا بعد از آن)، حتما مقاله گیج فشار را مشاهده کنید.

1- ترموول Thermowell (بخشی از بسته INSTART)

فرض کنید که قصد داریم، یک گیج دما را بر روی خط نصب کنیم،
برای این کار به چه المنت‌های کمکی ای نیاز داریم؟

به علت آنکه Stem گیج دما قطر کمی دارد و بسیار نازک می‌باشد، نمی‌توانیم Stem را مستقیما در داخل خط وارد کنیم.
چون هر لحظه احتمال خم شدگی و آسیب رسیدن به Stem وجود خواهد داشت.

بدین منظور تجهیز را در داخل یک غلاف قرار می‌دهیم.
این غلاف کاملا مشابه با غلاف شمشیر بوده و از آن با اسم ترموول Thermowell نام برده می‌شود.

ترموول Thermowell

شکل ظاهری یک ترموول به صورت زیر است:

ترموول

حال قصد داریم که گیج را در داخل ترموول قرار دهیم. قسمت Stem گیج، دقیقا در داخل غلاف قرار می‌گیرد.

عملا قسمت stem مربوط به TG به صورت wetted part لحاظ نمی گردد
زیرا تماسی با سیال ندارد، با این وجود متریال stem بایستی حداقل SS316 در نظر گردد.
در مواقعی که سیال ما احتمال خورندگی دارد، استفاده از مونل ضروری است.

نکته ای که در اینجا حائز اهمیت است، اینست که بایستی Stem به خوبی در داخل غلاف قرار گیرد تا
هم دمایی مناسبی ایجاد شود. فلذا فاصله‌ی بین Stem و نوک ترموول بین 2-3 mm خواهد بود و
بیشتر از این میزان نبایستی باشد.

زیرا اگر فاصله بیش از این مقدار باشید، هم دمایی مناسب رخ نخواهد داد و
همچنین اگر فاصله خیلی کم باشد، ممکن است Stem به دیواره ترموول بچسبد یا موجب شکستن Stem شود.

در همین جا است که کاربرد Union Adjustment مشهود می‌شود.
که از آن برای تنظیم این میزان کوچک (در حد میلی متر) استفاده می‌شود.

در تصویری زیر، یک گیج دما را مشاهده می‌کنید که در داخل یک ترموول قرار داده شده و محکم شده است.

نصب گیج دما در ترموول

تذکر: دوستانی که در بخش ابزار دقیق، مدارک سازندگان را دریافت می‌کنند،
بایستی از تمامی سازندگان یک مدرک تطابق یا Conformity Certificate را دریافت نمایند.
این مدرک بیان کننده آن است که اگر شما Stem را در داخل ترموول قرار دهید، حتما فاصله‌ای مناسب با نوک ترموول خواهد داشت.

نصب گیج بر روی خط با استفاده از ترموول

واحد لوله کشی، بخشی از خط را سوراخ کرده و تجهیزی به نام O-let را بر روی خط قرار می دهد.
سپس یک قسمت لوله مانند (Piece pipe) (می‌توان این قسمت را نزد) را در بالای آن نصب کرده و
بر روی آن یک فلنج را جوش می‌دهیم (این جوش می‌تواند socket weld یا weld neck باشد.)

پروجکشن نازل

به تمامی این قسمت Projection Nozzle گفته می‌شود.

دقت کنید که سایز فلنج بایستی برابر با سایز فلنج مربوط به ترموول باشد(” 1/2 1) تا بتوایم آن را به راحتی بر روی خط نصب کنیم.

این را هم ببینید
انتخاب یک گیج فشار

مهندس لوله کشی حتما از یک واشر در بین این دو فلنج استفاده می‌کند و
اطراف دو فلنج را bolt & nut (پیچ و مهره) می کند تا به خوبی بهم بچسبند و بتوانیم به راحتی از فلنج استفاده کنیم.

گیج دما و ترموول بر روی خط

البته نصب ترموول‌ها صرفا به صورت فلنجی نبوده و می توان آن را به صورت های دیگر نیز نصب کرد.

تذکر: نوک ترموول بایستی در 1/3میانی خط قرار گیرد.

ترموول در یک سوم میانی

چرا؟

  • اگر ترموول بیش از حد بالا باشد، ممکن است پایپ شما پر نبوده و
    در این حالت، دمای هوای بالای سیال را اندازه گیری خواهید کرد.
  • اگر ترموول را بیش از حد پایین آورده و در مقابل جریان سیال قرار دهید،
    عملا یک جسم سلب یا مانعی بزرگ را در برابر سیال قرار داده اید که این بدان معناست
    که جریان های گردابی اطراف ترموول بیش از حد بزرگ شده و به پایپ و ترموول آسیب خواهد رساند.
  • بنابراین سعی می‌کنیم که ترموول را در 1/3 میانی خط قرار دهیم
    در این ناحیه، بیش ترین سرعت خطی سیال را خواهیم داشت که
    منجر به آن می‌شود که بیش ترین تبادل دمایی بین سیال و ترموول را داشته باشیم.

تقسیم بندی Thermowell ها :

Thermowell ها از نظر شکل به سه دسته و از نظر ساخت نیز به دو دسته تقسیم می شوند.

ترموول ها از نظر شکل:

  1. Stepped (پله ای)
  2. Straight (صاف)
  3. Tapered (قیفی شکل)

انواع ترموول

در استانداردها  فقط از Tapered Type استفاده می‌کنیم و سایر موارد به دلیل تلاطمی که در سیال ایجاد می کنند و
باعث ایجاد جریان‌های ورتکس می‌گردند (Straight) و یا به علت آسیب دیدن در برابر صدمات مکانیکی (Stepped) استفاده نمی شوند.
این تلاطم ها یا ورتکس‌های ایجاد شده حتما بایستی در محاسبات Wake frequency از وندور درخواست گردد.
حالت stepped استحکام خوبی ندارد و straight معمولا دارای ورتکس زیادی است؛
ممکن است در این حالت برای آن down stream نیز دیده شود.

ترموول Tapered

ترموول ها از نظر ساخت:

  1. DrilledBar stocksolid bore: به صورت forge (ریخته گری) یا تراشکاری ساخته می‌شود و
    وسط آنرا سوراخ (Drilled) می‌کنند. (سوراخ برای محل عبور Stem)

روی این مدل، هیچگونه جوشی را مشاهده نخواهید کرد و ترموول به صورت یکپارچه به شما داده می‌شود.

  1. Build up: در این حالت یک پایپ را در داخل یک فلنج جوش می‌دهند.
    این جوش حتما بایستی به صورت full penetration (نفوذ کامل) انجام گیرد.
    یعنی بایستی دو پاس جوش (هم از بالای فلنج و هم از پایین فلنج) داشته باشیم و
    باید این دو جوش بهم برسند تا هوای داخل محدوده trap نگردد.
    درخواست تست radiography یا X-ray حتما باید برای حالت جوشی از سازنده انجام گردد.
    (در این تست‌ها مشخص می‌شود که آیا جوش بالایی به پایینی رسیده است یا خیر!)
این را هم ببینید
نقشه هوک آپ hook-up چیست ؟

به طور کلی Thermowell ها بایستی Drilled/Solid bore باشند (طبق استاندارد) و نوع دوم کاربرد ندارد.
به همین دلیل است که در استانداردها عبارت Drilled, Tapered برای ترموول ها نوشته می‌شود.

بنابراین ترموول ها بایستی به صورت سولید بار یا دریلد در نظر گرفته شود.
مگر آنکه کارفرما این اجازه را به ما بدهد که به صورت جوشی استفاده کنیم.

ما در مباحث مختلفی از بسته جامع ابزار دقیق به آموزش کاربردی مطالب پرداخته ایم.

تفاوت دیافراگمی و دیافراگم سیل (بخشی از بسته INSTART)

2- دیافراگم سیل Diaphragm Seal

فرض کنید از خطوط لوله ی عبوری در کارخانه، سیالی عبور کند که خاصیت اسیدی داشته باشد (سیالات ترش)
شما بایستی قسمت wetted part تجهیز را از نوع مونل (Monel-400) استفاده کنید، که در برابر خورندگی مقاومت خوبی دارد.

دیافراگم سیال ها را به همراه ترموول ها و گیج های فشاری سفارش گذاری کرده و خریداری می کنیم.

در فصل متریال ها این موضوع را با هم بررسی کردیم

اما اگر فرض کنیم که شما حدود 100 عدد گیج فشار را بخواهید،
هزینه ای که برای خرید گیج های فشاری با این جنس لازم است، بسیار زیاد خواهد شد.

آیا راهکاری که منجر به کاهش هزینه ها بشود و بتوانیم از همان گیج فشار با استنلس استیل استفاده کنیم، وجود دارد؟

بعله، بهترین راهکار، استفاده از دیافراگم سیل ها است.

ساختار دیافراگم سیل

همان طور که مشاهده می کنید، قسمتی از دیافراگم سیل که با منیفولد در ارتباط است از نوع male بوده و
از آنجا که خروجی منیفولد از نوع female می باشد، به راحتی اتصال انجام می شود.

هدف از استفاده این است که تماس سیالات با ویژگی های خاص از تجهیز قطع گردد، زیرا باعث آسیب رساندن به تجهیز می گردد.

سیال از قسمت ورودی وارد شده و به پرده، فشار وارد می کند.
سپس متناسب با فشاری که به پرده وارد می شود،
پرده فشار را به گیج منتقل کرده و عقربه گیج جا به جا می شود.

دقت کنید، که سیال از پرده عبور نمی کند.

سیال انتقال دهنده فشار در دیافراگم سیل

به نظر شما، قسمت بالای پرده از چه محتویاتی است؟

اگر در دید اول به بودن هوا در آن قسمت اشاره کردید،
باید بدانید که هوا مانع از انتقال فشار شده و اصلا گرینه مناسبی نیست.

قسمت بالا همواره پر شده در نظر گرفته می شود و از روغن های سیلیکون silicon یا گلیسیرین  glycerineدر این قسمت استفاده می گردد.

تذکر: به علت همین ساختمان داخلی، در انتقال فشار خطا وجود داشته و در بهترین حالت اگر گیج دارای دقت اندازه گیری 1% باشد.

مجموع گیج و دیافراگم سیل دارای دقت اندازه گیری 1.6% است.

و نکته دیگر آنکه همواره گیج و دیافراگم سیل را باهم کالیبره کنید و

دقت کنید که اشتباها گیج را به تنهایی کالیبره نکرده و سپس بر روی دیافراگم سیل قرار دهید.

همچنین حتما کالیبراسیون را برای دیافراگم سیل و گیج فشار دو یا سه ماه یکبار انجام دهید.
همچنین قسمت زیرین آن را نیز با آب و نمک تمیز کرده تا موادی که بر روی پرده ته نشین شده و منجر به سنگینی شده اند،
شست و شو شوند و مانع از اندازه گیری اشتباه فشار گردند.

استفاده از دیافراگم سیل در کنار ترموول

توجه: همچنین در شرایطی که سیال ما High Viscosity (سیال ویسکوز سیال با ویسکوزیته بالا) باشد،
بایستی از دیافراگم سیل ها استفاده کنیم.

سیالاتی نظیر قیر، چسب و عسل دارای ویسکوزیته بالایی هستند.

بنابراین در مورد سیالاتی با ویژگی های زیر بایستی از دیافراگم سیل ها استفاده کنیم:

                               1- خورنده                                Corrosive

                                2- غلظت بالا                  High Viscosity

                               3- بردوتی (یخ زدگی)             Cryogenic

شکل دیافراگم سیل

شکل دیافراگم سیل به دو صورت است :

1Integral: شکل قوطی مانند و دیافراگم داخل آن

2Flange type: شبیه دو فلنج که روی هم قرار گرفته اند و دیافراگم در وسط آن قرار گرفته باشد.

شکل های پایین نشان می دهد که دیافراگم سیل ها Assemble شده با Pressure gauge تهیه می شوند.

دیافراگمی های گیج فشار

دیافراگمی گیج فشار

همان طور که توجه می کنید، از ترموول ها هم در کنار شان استفاده می کنیم.

در بخش المنت های اندازه گیری فشار، به خوبی به این مسئله خواهیم پرداخت و
مشاهده می کنید که دیافراگمی، در واقع همان دیافراگم سیل به همراه با یک گیج فشار است.

این هم تفاوت دیافراگمی و دیافراگم سیل
که در ادامه کامل تر توضیح خواهیم داد.

3- دیافراگمی (دیافراگم) Diaphragm

در مورد دیافراگمی و دیافراگم سیل بایستی این نکته را در نظر بگیریم که دیافراگمی یک وسیله برای اندازه گیری فشار بوده
در حالی که دیافراگم سیل، تنها یک وسیله جانبی بوده که به گیج فشار نصب می شود

در این روش اندازه گیری از یک دیافراگم استفاده شده که بر روی آن یک میله قرار دارد.
قسمت بالای این تجهیز با یک مایع پر شده است
چقدر مشابه با دیافراگم سیل
اما؟!
هرگز دیافراگمی و دیافراگم سیل را اشتباه نگیرید.
خیلی اوقات هنگامی که یک گیج را به دوستان نمایش می دهیم، دیافراگمی و دیافراگم سیل را اشتباه می گیرند

در اینجا، المنت اندازه گیری ای که ما داریم، خودش، دقیقا خودش، دیافراگمی است.

نتیجه گیری ترموول ، دیافراگمی و دیافراگم سیل

بنابراین اگر گیج فشار دیافراگمی (Diaphragm Pressure Gauge) داشته باشیم یا
به اصطلاح گیج فشار به صورت اسمبل شده بر روی دیافراگم سیل به شما تحویل داده شود،
شما یک دیافراگمی ( دیافراگم ) دارید.

اما اگر دیافراگم سیل و گیج را جدا گانه خریداری کنید، شما یک دیافراگم سیل و یک گیج فشار دارید،
که در مجموع باهم تشکیل یک دیافراگمی می دهند.

بهتر است بدانید که روش اول بهتر است

فشار به پرده پایین دیافراگم وارد شده و گیج به حرکت در می آید.

دیافراگمی و دیافراگم سیل

برخی از سازندگان مانند Wika، دیافراگمی (دیافراگم) ها را تا رنج 360 psi هم تولید می کنند.
کاربرد دیافراگمی در محدوده فشار های نزدیک به خلاء از مدل bellows بیشتر است.
معمولا دیافراگمی ها به صورت filled case ساخته می شوند که با گلیسرین یا سیلیکن، قسمت بالای پرده پر شده است.

این را هم ببینید
انتخاب یک گیج فشار

رنج و دقت اندازه گیری دیافراگمی

رنج اندازه گیری:                                     2.5 ~ 1- Bar

دقت اندازه گیری:                                        1.6%±

چنانچه سیال خورنده باشد و فشارش نیز پایین باشد، استفاده از این حالت بهترین کار است.
زیرا وقتی از دیافراگم تایپ استفاده می کنیم نیازی به گذاشتن دیافراگم سیل نیست.

نکته: حتی چنانچه از یک C-type با دیافراگم سیل استفاده کنید، دقت اندازه گیری تا 1.6% کاهش می یابد.
پس بهتر است از همان دیافراگمی (به صورت عامیانه و در صنعت به آن دیافراگم می گویند) به طور مسقیم استفاده کنید.

جنس دیافراگم را می توان از جنس فلز یا غیر فلز انتخاب نمود.
لاستیک و چرم از انواع متداول دیافراگم های غیر فلزی هستند.
دیافراگم های غیرفلزی معمولا در ابعاد بزرگ ساخته می شوند و برای اندازه گیری فشارهای پایین تر مورد استفاده قرار می گیرند
به همین خاطر این دیافراگم ها نیاز به یک فنر نگهدارنده دارند تا از خمیدگی آنها در حالت تعادل جلوگیری شود.
دیافراگم های فلزی از جنس برنز، برنج، آلیاژهای مس، فولاد ضد زنگ، برلیوم و آلیاژهای مخصوص ساخته می شود و
می توان آنها را تخت یا چین دار ساخت.

ابعاد دیافراگم های فلزی کوچک می باشد و به ضخامت فلز مورد استفاده ، مدول الاستیسیته، شکل و تعداد چین های دیافراگم بستگی دارد.

دریافت 99 دقیقه فیلم رایگان ابزاردقیق

مقاله بالا بخشی از بسته جامع آموزش ابزار دقیق (INS) است.

برای مشاهده کامل این بسته کلیک کنید.

مشاهده بسته ابزار دقیق
بسته جامع ابزاردقیق

به آموزش ابزار دقیق علاقه مندم

اگر محتوای آموزشی ابزار دقیق را می پسندید برای دریافت آموزش های رایگان فرم را تکمیل کنید.

شماره موبایل پشتیبانی: ۰۹۰۱۷۰۳۹۳۲۹


نظرتون درباره این مقاله چیه؟
ما رو راهنمایی کنید تا اون رو کامل تر کنیم و نواقصش رو رفع کنیم.

توی بخش دیدگاه ها منتظر پیشنهادهای فوق العاده شما هستیم.