Мановакуумметры, рассчитанные на диапазон измерений от -0,1 до 0,5 МПа (что соответствует -1 до 5 бар, или приблизительно -760 мм рт. ст. до 5 кгс/см²), представляют собой комбинированные приборы для измерения как избыточного давления, так и разрежения (вакуума). В энергетической отрасли, где контроль параметров пара, воды, воздуха и других сред является критически важным для безопасности и эффективности, данные приборы находят повсеместное применение. Они используются для мониторинга систем вакуумирования конденсаторов паровых турбин, контроля давления в системах гидравлического управления, воздушных компрессорах, системах подпитки котлов и многих других технологических процессах.
Основой большинства мановакуумметров диапазона -0,1-0,5 МПа является трубчатая пружина (трубка Бурдона) или мембранная измерительная головка. Принцип действия основан на деформации чувствительного элемента под воздействием разности давлений. В случае трубки Бурдона, представляющей собой согнутую по дуге трубку с овальным или эллиптическим сечением, при подаче избыточного давления она стремится распрямиться. При измерении вакуума (разрежения) трубка, наоборот, сжимается. Это механическое перемещение через тягово-рычажный механизм преобразуется во вращательное движение стрелки, указывающей на значение давления или разрежения на градуированной шкале.
Конструктивно мановакуумметр имеет двухстороннюю шкалу. Левая часть шкалы (от 0 до -0,1 МПа или в других единицах) предназначена для измерения вакуума, правая часть (от 0 до 0,5 МПа) — для измерения избыточного давления. Нулевая отметка является общей. Корпус приборов, применяемых в энергетике, как правило, изготавливается из стали или нержавеющей стали, имеет повышенную пылевлагозащищенность (обычно не ниже IP54) и виброустойчивость. Измерительный элемент часто выполняется из фосфористой бронзы или нержавеющей стали для работы с различными средами.
Мановакуумметры можно классифицировать по нескольким ключевым признакам, определяющим их область применения.
Класс точности определяет максимально допустимую приведенную погрешность в процентах от диапазона измерений. Для эксплуатационного контроля в энергетике чаще всего применяются приборы классов 1,0; 1,5; 2,5. Для лабораторных и поверочных работ используются более точные модели класса 0,6; 0,4.
| Параметр | Типовое значение / Варианты исполнения | Примечание |
|---|---|---|
| Диапазон измерений | -0,1…0 МПа (вакуум) и 0…0,5 МПа (избыточное давление) | Возможны другие комбинации в рамках общего предела (напр., -0,1…0,25 МПа) |
| Класс точности | 1,0; 1,5; 2,5 | По ГОСТ 2405-88 (или аналогичным международным стандартам) |
| Диаметр корпуса | 100, 150, 160 мм | Для щитового монтажа наиболее популярен 150 мм |
| Присоединение | Радиальное или осевое | Резьба: M20x1.5, G½, NPT ½ |
| Рабочая температура окружающей среды | От -40°C до +70°C | Для показаний; температура измеряемой среды может быть ограничена |
| Температура измеряемой среды | До +100°C (стандартно), до +200°C (с радиатором или сифонной трубкой) | Для пара и горячих сред обязательна установка сифонной трубки (петли) для охлаждения |
| Защита от коррозии | Корпус из углеродистой стали с покрытием, корпус из нержавеющей стали AISI 304/316 | Исполнение из нержавеющей стали обязательно для агрессивных сред или повышенных требований к чистоте |
| Степень защиты IP | IP54, IP65 | Защита от пыли и брызг воды |
| Положение при монтаже | Вертикальное | Отклонение от вертикали может вносить дополнительную погрешность |
Правильная установка мановакуумметра напрямую влияет на точность измерений и долговечность прибора. Ключевые требования:
Мановакуумметры, используемые в энергетике, относятся к средствам измерения, подлежащим периодической поверке. Межповерочный интервал (МПИ) обычно составляет 1-2 года, если иное не указано в технической документации. Поверка осуществляется с помощью образцовых средств измерения — грузопоршневых манометров или калибраторов давления/вакуума более высокого класса точности.
В процессе эксплуатации необходимо визуально контролировать:
Запрещается эксплуатация прибора, если стрелка не возвращается к нулю, стекло разбито, имеются повреждения, либо просрочен срок поверки.
Обычный манометр измеряет только избыточное давление относительно атмосферного, начиная с нуля. Мановакуумметр имеет расширенную шкалу, которая позволяет измерять как избыточное давление (положительные значения), так и разрежение, вакуум (отрицательные значения) относительно атмосферного давления. Ноль на его шкале соответствует именно атмосферному давлению.
Небольшое отклонение (в пределах допуска класса точности) может быть вызвано изменением атмосферного давления (например, при смене погоды), температурным воздействием на механизм или естественным износом. Если отклонение превышает половину допустимой основной погрешности, прибор требует поверки или ремонта. Также необходимо убедиться, что к прибору не приложено никакое давление или разрежение (система отключена, вентиль открыт в атмосферу).
Нет, стандартные мановакуумметры показывают именно избыточное давление и разрежение относительно текущего атмосферного. Для измерения абсолютного давления (относительно абсолютного вакуума) требуются специальные манометры абсолютного давления, у которых нулевая отметка соответствует вакууму, а шкала начинается, например, с 0 МПа (абс.) или 0 бар (абс.).
Ключевые критерии: 1) Диапазон измерений должен перекрывать рабочее и возможное пиковое давление/разрежение с запасом 15-20%. 2) Обязательно наличие сифонной трубки (гидрозатвора). 3) Материалы (корпус, трубка Бурдона, уплотнения) должны быть стойкими к температуре и коррозионному воздействию пара. 4) Класс точности выбирается исходя из требований технологического регламента (чаще 1,5). 5) Резьбовое соединение должно соответствовать посадочному месту на системе (чаще G½ или M20x1.5).
Эксплуатацию прибора необходимо немедленно прекратить и отключить его от системы запорным вентилем. «Залипание» часто вызвано загрязнением внутренней полости трубки Бурдона или механизма твердыми частицами, коррозией или деформацией от гидроудара. Такой прибор подлежит демонтажу и отправке в ремонтную организацию, имеющую лицензию на ремонт средств измерений. Самостоятельная разборка запрещена, так как приводит к невозможности последующей поверки.
Межповерочный интервал устанавливается для каждого типа приборов при их утверждении типа и указывается в свидетельстве о поверке. Для большинства эксплуатационных мановакуумметров в энергетике МПИ составляет 2 года. Однако внутренними документами предприятия (приказами по метрологической службе) этот интервал может быть сокращен, если прибор работает в условиях повышенной вибрации, температуры или ответственности измеряемого параметра. График поверок является обязательным для выполнения.
Мановакуумметры диапазона -0,1-0,5 МПа являются неотъемлемым и критически важным элементом систем контроля и управления в энергетике. Их правильный выбор, основанный на анализе рабочих сред, температур, давлений и требований к точности, а также грамотный монтаж с использованием необходимой арматуры (запорных вентилей, сифонных трубок) и соблюдение регламентов технического обслуживания и поверки, напрямую влияют на безопасность, надежность и экономическую эффективность работы энергетического оборудования. Понимание принципов работы и особенностей эксплуатации данных приборов позволяет персоналу своевременно выявлять отклонения в работе систем и принимать корректирующие меры, предотвращая аварийные ситуации и простои.