Манометры кислородные

Кислородные манометры: конструкция, применение, безопасность и выбор

Кислородный манометр – это специализированный измерительный прибор, предназначенный для контроля давления газообразного кислорода в различных системах и установках. Его ключевое отличие от стандартных манометров для инертных газов заключается в конструктивных особенностях, направленных на обеспечение максимальной пожарной и взрывобезопасности. Кислород, являясь сильнейшим окислителем, при контакте с маслами, жирами или органическими материалами под давлением может привести к самовоспламенению и взрыву. Поэтому все компоненты кислородного манометра должны быть обезжирены и изготовлены из материалов, стойких к окислению.

Конструктивные особенности и материалы

Конструкция кислородного манометра базируется на общепромышленной, но с критически важными модификациями.

• Корпус и внутренние детали: Изготавливаются из коррозионностойких материалов – латуни, нержавеющей стали или специальных сплавов. Все детали проходят тщательную процедуру обезжиривания в специальных растворах (например, на основе хлорированных углеводородов) для полного удаления любых загрязнений.
• Трубка Бурдона: Как правило, изготавливается из нержавеющей стали или фосфористой бронзы, что обеспечивает стойкость к окислению и необходимые упругие свойства.
• Механизм (передаточный узел): Шестерни, тяги и другие элементы также выполняются из стойких материалов и монтируются в обезжиренном состоянии. Часто используется конструкция с минимальным количеством трущихся пар для снижения риска.
• Циферблат и маркировка: Шкала прибора имеет четкую маркировку «КИСЛОРОД» (Oxygen, O₂), часто на синем фоне, что является визуальным идентификатором. На циферблате или корпусе наносится предупреждающая надпись «Маслоопасно!» или «No oil!». Крепление стекла должно быть герметичным.
• Присоединительный штуцер: Имеет наружную трубную резьбу (чаще всего G¼, M20x1.5, ½” NPT). Резьба должна быть чистой и защищенной заглушкой при транспортировке. Для подключения используются только обезжиренные фитинги из допустимых материалов.

Классификация и типы кислородных манометров

Кислородные манометры классифицируются по нескольким ключевым параметрам.

По принципу действия:

• Деформационные (с трубкой Бурдона): Наиболее распространенный тип. Измерение основано на деформации упругой чувствительной элемента (трубки Бурдона) под действием давления. Деформация через механизм преобразуется в угловое перемещение стрелки.
• Мембранные: Используются для измерения малых давлений или в средах с высокой вязкостью. Чувствительным элементом является мембрана. Часто имеют защиту от перегрузок.

По классу точности:

Класс точности указывает на допустимую приведенную погрешность в процентах от верхнего предела измерения.

• 0,6; 1,0 – эталонные и лабораторные приборы высокой точности.
• 1,5; 2,5 – наиболее распространенные классы для рабочих измерений в промышленности и медицине.
• 4,0 – для технических измерений, где не требуется высокая точность.

По назначению и месту установки:

• Баллонные (рамповые): Предназначены для контроля давления в кислородных баллонах, на рамповых установках и редукторах. Имеют стандартный диапазон до 250-300 бар (25-30 МПа).
• Медицинские: Устанавливаются на медицинские кислородные концентраторы, станции и аппараты ИВЛ. Отличаются повышенными требованиями к чистоте и надежности, часто имеют диапазоны 0-4 бар или 0-10 бар.
• Промышленные: Применяются в металлургии (кислородные конвертеры), химической промышленности, при газопламенной обработке (резка, сварка). Диапазоны давлений варьируются в широких пределах.
• Кислородные редукторы со встроенным манометром: Манометр высокого давления (баллонный) и манометр низкого давления (рабочий) встроены в корпус редуктора.

Таблица: Основные характеристики и области применения

Тип манометра	Диапазон измерений, типовой	Класс точности	Присоединение	Основная область применения
Баллонный	0-250 бар / 0-25 МПа	1,5; 2,5	G¼, M20x1.5	Баллоны, кислородные рампы, редукторы
Медицинский	0-4 бар / 0-10 бар	1,5; 2,5	G¼, резьба под шланг	Концентраторы, станции, аппараты ИВЛ
Промышленный (рабочий)	0-16 бар / 0-40 бар	1,5; 2,5	G¼, ½» NPT	Посты газопламенной обработки
Контрольный/Эталонный	0-25 бар / 0-60 бар	0,6; 1,0	G¼	Поверка рабочих манометров, лаборатории

Требования безопасности и эксплуатации

Эксплуатация кислородных манометров регламентируется строгими правилами, направленными на предотвращение аварий.

• Запрет на контакт с маслами и жирами: Категорически запрещается использовать манометры, инструмент, уплотнительные материалы (ленты, нити), контактировавшие с маслом. Для уплотнения резьбовых соединений допускается использовать только обезжиренные фторопластовые материалы (ФУМ-лента) или специальные пасты, разрешенные для кислорода.
• Защита от ударов и загрязнений: Прибор должен быть защищен от механических повреждений. Хранение и транспортировка – только с установленными заглушками на штуцере.
• Периодическая поверка: Кислородные манометры подлежат обязательной периодической поверке в аккредитованных органах. Межповерочный интервал (МПИ) обычно составляет 1-2 года, в зависимости от условий эксплуатации. Поверка включает проверку точности и, что критично, контроль на обезжиренность.
• Визуальный контроль перед установкой: Перед монтажем необходимо убедиться в чистоте канала штуцера и отсутствии внутри прибора видимой пыли, стружки или влаги.
• Плавная подача давления: При первом наполнении системы или после длительного простоя подачу кислорода следует осуществлять медленно, избегая резких скачков давления.

Критерии выбора кислородного манометра

При подборе прибора для конкретной задачи необходимо учитывать следующие параметры:

1. Диапазон измерения: Рабочее давление должно находиться в пределах 1/3 – 2/3 шкалы прибора. Это обеспечивает наименьшую погрешность и повышенный ресурс.
2. Класс точности: Определяется требованиями технологического процесса. Для контроля заправки баллона достаточно 2,5, для лабораторных исследований – 1,0 или 0,6.
3. Присоединительная резьба: Должна полностью соответствовать резьбе на точке подключения (редуктор, рампе, трубопроводе).
4. Диаметр корпуса и расположение штуцера: Стандартные диаметры – 40, 50, 60, 63, 100 мм. Штуцер может быть радиальным (нижним), торцевым (осевым) или задним.
5. Материал корпуса: Для агрессивных сред предпочтительна нержавеющая сталь. Для стандартных условий – латунь или сталь с антикоррозионным покрытием.
6. Наличие дополнительных опций: Защитное стекло (триплекс), заполнение корпуса глицерином (для гашения вибрации стрелки), сигнальные контакты.
7. Соответствие нормативным документам: Прибор должен иметь свидетельство о поверке и маркировку согласно ГОСТ (для РФ) или международным стандартам (EN, ISO).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем принципиально отличается кислородный манометр от обычного?

Кислородный манометр отличается от обычного полной обезжиренностью всех деталей, контактирующих с газом, использованием материалов, стойких к окислению, и специальной маркировкой («Кислород», «Маслоопасно»). Использование обычного манометра для кислорода смертельно опасно.

Можно ли использовать кислородный манометр для измерения давления других газов (азота, аргона)?

Технически это возможно, но не рекомендуется и часто запрещено инструкцией. Обратное (установка некислородного манометра на кислород) – категорически запрещено. Для каждого газа, особенно горючего, существуют свои требования к конструкции.

Как часто нужно поверять кислородный манометр?

Межповерочный интервал устанавливает орган государственной метрологической службы и указывает в свидетельстве о поверке. Обычно для рабочих манометров он составляет 1-2 года. Манометры на средствах измерения, связанных с безопасностью (например, медицинские), могут иметь более короткий МПИ.

Что делать, если манометр упал или подвергся удару?

Такой манометр должен быть немедленно выведен из эксплуатации и отправлен на внеочередную поверку или ремонт в специализированную службу. Даже если внешних повреждений нет, могла нарушиться внутренняя кинематика или появиться микротрещины.

Почему стрелка манометра не возвращается к нулю после сброса давления?

Это может указывать на остаточную деформацию трубки Бурдона (перегрузка), износ механизма или наличие загрязнения внутри. Такой прибор требует ремонта и поверки перед дальнейшим использованием.

Какие уплотнительные материалы можно использовать для резьбы при монтаже?

Допускается использовать только обезжиренную фторопластовую ленту (ФУМ) или специальные кислородостойкие пасты. Использование льняной пакли, сантехнической нити с пропиткой или анаэробных герметиков, не сертифицированных для кислорода, запрещено.

Как правильно хранить запасные кислородные манометры?

Хранить необходимо в оригинальной упаковке с заглушками, в сухом помещении, вдали от масел, смазок и паров растворителей. Не допускается хранение вместе с инструментом или запчастями для некислородного оборудования.

Заключение

Кислородный манометр является критически важным элементом безопасности в любой системе, работающей с газообразным кислородом. Его корректный выбор, основанный на анализе рабочих параметров и условий эксплуатации, строгое соблюдение правил монтажа и технического обслуживания, включая своевременную поверку, – обязательные условия для безаварийной работы. Пренебрежение специализированным назначением прибора и мерами безопасности приводит к высоким рискам возгорания и взрыва. Ответственный подход к применению кислородных манометров обеспечивает не только точность технологических процессов в энергетике, металлургии, медицине и других отраслях, но и сохранение жизни и здоровья персонала.