Se le cción d e m a n óm e t r o s d e p r e sión
¿Qué ¿Q ué es un ma manó nóme metr tro o de de pre presi sión ón? ? • Es un ins instru trumen mento to dise diseñad ñado o para para medir medir los los cambios en una presión y convertir estos cambios en un movimiento mecánico, indicándolos sobre una escala graduada (carátula). • Los elem element entos os de med medici ición ón de pres presión ión tipo tipo tubo bourdon son los más comúnmente usados para medir un amplio rango de presiones.
¿Qué ¿Q ué es un ma manó nóme metr tro o de de pre presi sión ón? ? 14
Escala graduada
21
7
Puntero
0
Kg/cm2
28
Conexión para entrada de presión Fluido a
¿Cómo trabaja un manómetro de presión? • El elemento de medición o tubo bourdon esta
hecho de un tubo de pared delgada, doblado en forma de semicírculo (tipo C) o enrollado en un espiral (tipo helicoidal). • Cuando Cuando la la presió presión n es apli aplicad cada a al sist sistema ema de de medición a través del puerto de presión o conexión, la presión causa que el tubo de bourdon intente enderezarse, causando que el tip se desplace.
¿Cómo trabaja un manómetro de presión? • El movimiento del tip es transmitido a través del eslabón al movimiento, el cual convierte el movimiento lineal del tubo bourdon en un movimiento de rotación que causa que el puntero se mueva e indique la medición de la presión en la carátula.
Expansión del bourdón
14 21
7
0
Kg/cm2
Presión en el manómetro
Presión
28
14 21
7
0
Kg/cm2
Desplazamiento del tip
Presión
28
14 21
7
0
Kg/cm2
Rotación del eje y puntero
Presión
28
Usos de un manómetro de presión.• Proveer información de operación. • Proveer datos de prueba. • Medición de cantidades. • Indicar eficiencia operacional. • Medición de fuerzas.
Selección de un manómetro de presión.Cuando se selecciona un manómetro de presión, es importante considerar los siguientes factores: 1.- Rango de presión (unidades de medida) 2.- Rango de temperatura 3.- Condiciones que afectan al instrumento 4.- Composición del fluido
Selección de un manómetro de presión.5.- Temperatura del fluido 6.- Condiciones ambientales 7.- Método de instalación 8.- Exactitud requerida 9.- Venteo de cajas
Rango de presión.• Generalmente se recomienda un rango para el manómetro de dos veces la presión de trabajo para máxima exactitud, seguridad y para extender la vida del instrumento. La presión de operación deberá estar siempre limitada al 75% del rango máximo del manómetro. • Cuando se tienen presentes presiones pulsantes, la presión de operación deberá ser limitada a 2/3 del rango máximo del manómetro.
14
14 21
7
0
Kg/cm2
28
Presión
Límite de operación general = 75% del rango
21
7
0
Kg/cm2
28
Presión
Límite de operación en presiones pulsantes = 2/3 del rango
Rango de temperatura.• El rango de temperatura ambiente en donde la operación de un manómetro es adecuada es la siguiente: - Manómetros soldados con soldadura de plata, - 40 ºC a 50 ºC (-40 ºF a 120 ºF) - Manómetros soldados con Tig, - 40 ºC a 88 ºC (-40 ºF a 190 ºF) - Manómetros llenos de líquido, - 18 ºC a 60 ºC (0 ºF a 140 ºF)
Condiciones que afectan al Instrumento.• En aplicaciones donde se involucran fluctuaciones severas de presión, vibraciones y/o pulsaciones, el uso de restrictores es recomendado. También, un manómetro lleno de líquido debe considerarse. • El líquido de llenado lubrica el movimiento y reduce la fricción y el desgaste. El líquido de llenado también previene de la afectación por la humedad y atmósferas corrosivas a las partes internas.
Condiciones que afectan al Instrumento.El líquido de llenado más común es la glicerina. El silicón puede ser utilizado en aplicaciones donde se esperan temperaturas extremas
Composición del fluido a presión.• Debido a que el elemento sensor de un manómetro puede estar expuesto directamente al fluido a medir, es necesario considerar las características de este fluido. • Este fluido puede ser corrosivo, puede ser un gas o líquido, puede solidificar a diferentes temperaturas o puede contener sólidos que dejen depósitos dentro del elemento sensor.
Composición del fluido a presión.• Para fluidos a presión que no solidifican bajo condiciones normales o dejan depósitos, un manómetro de tubo bourdon es aceptable. • Debe considerarse el uso de Sellos químicos cuando las partes del elemento sensor no sean compatibles con el fluido a presión. • Consultar la Tabla de Compatibilidad Química para seleccionar el material adecuado.
Temperatura del fluido a presión.• Vapor u otros fluidos calientes pueden elevar la temperatura de los componentes del manómetro por encima de los límites de trabajo seguro de las uniones soldadas. • En este caso, es recomendado que un sello químico o un sifón sea usado en conjunto con el manómetro. • Sellos químicos o un capilar remoto puede ser considerado para estos casos.
Condiciones ambientales.• El rango de temperatura ambiente normal de trabajo para manómetros uso estándar es de - 40 ºC a 50 ºC (-40 ºF a 120 ºF), • Para manómetros de proceso es de - 40 ºC a 88 ºC (-40 ºF a 190 ºF), y • Para manómetros llenos de líquido es de - 18 ºC a 60 ºC (0 ºF a 140 ºF)
Condiciones ambientales.• El error causado por los cambios de temperatura es aproximadamente +/- 1% por cada 10 ºC (50 ºF). La temperatura de referencia es 24 ºC (75 ºF). • Montaje remoto del manómetro utilizando un sello químico es una alternativa para aplicaciones que involucran temperaturas ambiente extremas.
Condiciones ambientales.• La humedad y los efectos del clima deben ser considerados. Los manómetros llenos de líquido pueden prevenir condensación interna. • Para uso en exteriores, es recomendado el uso de manómetros con caja de acero inoxidable, latón o plástico. • Choques mecánicos, vibración, polvo y humedad son aspectos que se deben tomar en cuenta al seleccionar un manómetro.
Método de Instalación.• La mayoría de los manómetros están disponibles en conexión inferior y conexión posterior, ya sea centrada o abajo, en conexión roscada NPT. Otros tipos de roscas y conexiones especiales son factibles de fabricar. • Los manómetros Metron se calibran en posición vertical y en esa posición deben ser instalados. Para aplicaciones donde el manómetro se instala horizontalmente, o vertical invertido, debe ser recalibrado en la posición en la que sera usado.
Exactitud requerida.• Los manómetros Metron son fabricados con exactitudes de 2% hasta 0.5% a escala completa. • Generalmente, entre mayor exactitud tenga un manómetro, tendrá un diámetro de carátula más grande y será más costoso.
Venteo en manómetros llenos de líquido.• Los manómetros llenos de líquido generalmente tienen un tapón de llenado/venteo, de material elastómero, el cual puede facilmente cortarse o desprenderse después de la instalación para permitir el venteo de la caja. Tapón de venteo
• Esto se recomienda para todos los manómetros llenos de líquido, especialmente aquellos con rango máximo de 7 kg/cm2 (100 psi) o menos. Esto compensa los cambios atmósfericos que pueden afectar la calibración del manómetro.
Terminología.• Conexión: Es el principal componente y sirve de soporte al ensamble completo del manómetro; es donde está soldado el elemento sensor de presión y es el medio de conexión a la línea de presión que se quiere medir. • Tubo bourdon: Es un tubular elástico; es el elemento sensor de presión. Puede tener forma tipo “C”; helicoidal, o espiral.
Terminología.Movimiento: Es el componente que convierte el movimiento del elemento sensor en movimiento rotatorio del puntero.
Terminología.• Calibración: Es el proceso de ajustar el mecanismo y hacer que la lectura indicada por el manómetro esté dentro de los límites de exactitud especificados. • Caja: Es la carcaza que soporta, protege y cubre los elementos internos del manómetro.
Terminología.• Manómetro compuesto: Es un manómetro que indica tanto presión positiva como presión negativa. • Condiciones ambientales: Las condiciones externas al manómetro, incluyendo clima, temperatura, humedad, atmósfera salina, vibración, atmosfera corrosiva y condiciones similares que pueden afectar el desempeño del manómetro.
Terminología.• Falla por fatiga: Es la falla del elemento elástico como resultado de repetidas aplicaciones de esfuerzos. • Error por fricción: Es la diferencia entre lecturas antes y despues de que el manómetro ha sido ligeramente golpeado.
Terminología.• Error de hysteresis: Es la diferencia entre lecturas de presiones crecientes y presiones decrecientes en cualquier punto de la escala, obtenidas durante un ciclo de presión, después de eliminar el error por fricción. • Condiciones normales de operación: Son las condiciones ambientales en las cuales la exactitud especificada aplica.
Terminología.• NPT: American Standard Taper Pipe Threads. Norma americana para roscas cónicas de tubo. • Presión de operación: La presión a la cual el manómetro es normalmente operado. • Sobrepresión: La aplicación de una presión más alla del rango de la escala completa.
Terminología.• Falla por sobrepresión: Falla del elemento elástico causada por la aplicación de una presión en exceso de la presión especificada para el elemento. • Puntero: Componente que en conjunto con la carátula indican la lectura de presión.
Terminología.• Tapón de desfogue: Es un tapón insertado en la caja del manómetro que en caso de un evento de fuga del elemento desfoga la presión, previniendo una falla mayor en la estructura del manómetro. • Pulsación: Es un incremento periódico de presión. Tapón de venteo o desfogue
Terminología.• Restrictor: Es un accesorio que restringe el flujo del fluido entre la fuente de presión y el manómetro. • Repetibilidad: La máxima diferencia entre dos o más lecturas consecutivas de la misma para la misma presión aplicada bajo las mismas condiciones de operación.
Construcción.-
Tubo Bourdon (elemento elástico) Caja
Carátula Conexión
Escala
Aguja Elemento de tope Manómetro ensamblado
Mirilla bisel
Tip Eslabón
Movimiento
Exactitud.• Es la conformidad de la indicación de un instrumento respecto a su valor verdadero. • Es la diferencia (error) entre el valor verdadero y la indicación del instrumento y está expresada como un porcentaje del alcance máximo de la escala. • El error de exactitud incluye los errores de hysteresis y de repetibilidad y no incluye el error de fricción.
Grados de Exactitud (ASME B40.100).Error permisible en ±% del alcance máximo de la escala Grado
0-25% span
25-75% span 75-100% span
4A
0.1
0.1
0.1
3A
0.25
0.25
0.25
2A
0.5
0.5
0.5
1A
1.0
1.0
1.0
A
2.0
1.0
2.0
B
3.0
2.0
3.0
C
4.0
3.0
4.0
D
5.0
5.0
5.0
Uso recomendado.Error permisible en ±% del alcance máximo de la escala Grado
0-25% span
4A 3A
0.1 0.25 0.5 1.0 2.0
0.1 0.25 0.5 1.0 1.0
0.1 0.25 0.5 1.0 2.0
B
3.0
2.0
3.0
C D
4.0
3.0
4.0
5.0
5.0
5.0
2A 1A A
25-75% span
75-100% span Equipo de laboratorio Equipo para prueba Patrón y proceso Instrumentación Medidor de presión
Indicador de presión
