Мановакуумметры -0,1-1,5

Мановакуумметры -0,1-1,5: принцип действия, конструкция, применение и метрология

Мановакуумметры, имеющие шкалу измерения от -0,1 до 1,5 МПа (или других единиц, например, кгс/см²), представляют собой комбинированные приборы, предназначенные для измерения как избыточного давления, так и разрежения (вакуума). Диапазон -0,1 МПа соответствует полному вакууму (условному «нулю» абсолютного давления), а 1,5 МПа – избыточному давлению. Эти приборы являются критически важным средством контроля в системах, где рабочие циклы включают в себя чередование создания вакуума и избыточного давления, например, в вакуумных установках, системах термообработки, химической промышленности, на испытательных стендах и в энергетике, в частности, при обслуживании турбин и конденсационных установок.

Принцип действия и конструктивные особенности

Основой большинства мановакуумметров с указанным диапазоном является трубчатая пружина (трубка Бурдона) – упругая чувствительная элемент, изогнутая по дуге окружности. Один конец трубки запаян и механически связан с передаточным механизмом, а второй – открыт и закреплен в держателе для подвода измеряемой среды. При подаче избыточного давления трубка стремится распрямиться, а при создании разрежения (вакуума) – согнуться сильнее. Это движение через передаточный механизм (трибко-секторный или рычажный) преобразуется в угловое перемещение стрелки по шкале.

Конструктивно мановакуумметр для диапазона -0,1…1,5 МПа отличается от стандартного манометра наличием двусторонней шкалы. Нулевая отметка находится, как правило, посередине. Левая часть шкалы (от 0 до -0,1 МПа) градуирована для измерения вакуума, правая часть (от 0 до 1,5 МПа) – для измерения избыточного давления. Корпус прибора, изготовленный из стали или нержавеющей стали, должен обеспечивать защиту от внешних воздействий и безопасность (наличие защитного стекла, а в некоторых исполнениях – задней взрывозащищенной крышки с щелевым отверстием).

Классификация и технические характеристики

Мановакуумметры классифицируются по нескольким ключевым параметрам:

• Класс точности: определяет допустимую погрешность измерения. Для промышленных моделей распространены классы 1,0; 1,5; 2,5. Чем меньше число, тем выше точность.
• Диаметр корпуса: стандартные типоразмеры: 40, 50, 63, 100, 150, 160 мм.
• Присоединение: радиальное или осевое (торцевое), с резьбой (чаще всего M10x1, G¼, G½, ½» NPT).
• Материал чувствительного элемента и корпуса: латунь, сталь 3, сталь 20, нержавеющая сталь 12Х18Н10Т (для агрессивных или пищевых сред).
• Рабочая среда: неагрессивные газы, воздух, вода, пар, масло, аммиак (в специальном исполнении).
• Рабочая температура среды: обычно до +60°C или +100°C. При более высоких температурах необходим сифонный термокомпенсатор (гидрозатвор).
• Условия эксплуатации: стандартные, виброустойчивые (обозначение «В»), коррозионностойкие («К»), взрывозащищенные («Ex»).

Таблица 1: Основные параметры типовых мановакуумметров

Параметр	Значение / Вариант исполнения	Примечание
Диапазон измерения	-0,1…0; -0,1…0,6; -0,1…1,0; -0,1…1,5; -0,1…2,4 МПа	Наиболее распространен -0,1…1,5 МПа
Единицы измерения	МПа, кгс/см², бар, psi	1 МПа ≈ 10 кгс/см² ≈ 10 бар
Класс точности	1,0; 1,5; 2,5	Для технологического контроля обычно 1,5
Диаметр корпуса, мм	63, 100, 150	100 мм – наиболее универсальный
Присоединительная резьба	M10x1, G¼, G½, ½» NPT	Выбор зависит от посадочного места
Расположение штуцера	Радиальное, осевое	Радиальное – самое распространенное
Материал механизма	Латунь, сталь, нержавеющая сталь	Нержавеющая сталь для агрессивных сред
Рабочая температура среды, °C	-40…+60, +100, +150 (с термосифоном)	Температура окружающей среды обычно -40…+70°C
Степень защиты	IP40, IP53, IP54	IP53 – защита от брызг и пыли

Области применения в энергетике и смежных отраслях

В энергетической отрасли мановакуумметры -0,1-1,5 находят применение в следующих ключевых системах:

• Конденсационные установки паровых турбин: контроль вакуума в конденсаторе (обычно в диапазоне 0,005-0,015 МПа абс., что соответствует -0,095…-0,085 МПа по шкале вакуумметра). Снижение вакуума напрямую влияет на КПД турбины.
• Системы деаэрации питательной воды: контроль давления и разрежения в деаэраторных колонках.
• Турбоприводы питательных насосов (ТПН): контроль параметров в системе уплотнений и вакуумных линиях.
• Вакуумные системы откачки воздуха из подшипниковых уплотнений турбин.
• Испытательные стенды и пусконаладочные работы: проверка герметичности теплообменных аппаратов, трубопроводов, котлов под вакуумом и избыточным давлением.
• Системы химводоподготовки: контроль на фильтрах, в системах дозирования реагентов.
• Пневматические системы управления КИПиА и запорной арматурой.

Монтаж, эксплуатация и поверка

Правильный монтаж – залог долговечной и точной работы прибора. Мановакуумметр должен устанавливаться на штатное посадочное место (штуцер, трехходовой кран, импульсную трубку) с использованием соответствующего уплотнения (паронитовая, фторопластовая прокладка, уплотнительная лента). При измерении давления пульсирующей, высокотемпературной (свыше +60°C) или агрессивной среды необходимо применять дополнительные устройства: демпферы пульсаций, сифонные термокомпенсаторы, разделители мембранные (сосуды).

Эксплуатация требует соблюдения следующих правил:

• Не допускать длительных нагрузок выше 75% от верхнего предела шкалы (для 1,5 МПа – это 1,125 МПа).
• Избегать работы в зоне, близкой к нулевому значению, при наличии сильной вибрации, так как это ускоряет износ механизма.
• Не подвергать прибор резким гидроударам.
• Запрещается использовать прибор для измерения давления кислорода, ацетилена и других сред, не соответствующих паспорту.

Метрологическое обслуживание включает в себя периодическую поверку, которая проводится аккредитованными метрологическими организациями. Межповерочный интервал (МПИ) для большинства промышленных мановакуумметров составляет 1-2 года. Поверка осуществляется методом сравнения с образцовым прибором более высокого класса точности (0,4 или 0,25) с помощью калибратора давления или пресса грузопоршневого. Проверяются показания в равномерно распределенных точках шкалы, как в области вакуума, так и в области избыточного давления.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается мановакуумметр от вакуумметра и манометра?

Вакуумметр измеряет только разрежение (вакуум) от 0 до -0,1 МПа. Манометр измеряет только избыточное давление от 0 и выше. Мановакуумметр – комбинированный прибор, измеряющий оба вида давления, что отражено на его двусторонней шкале.

Что означает класс точности 1,5 на мановакуумметре?

Класс точности 1,5 означает, что допустимая основная приведенная погрешность прибора не превышает ±1,5% от диапазона измерения. Для прибора с диапазоном -0,1…1,5 МПа общий диапазон составляет 1,6 МПа. Таким образом, максимально допустимая погрешность в любой точке шкалы составит ±(1,6 МПа

• 1,5% / 100%) = ±0,024 МПа.

Как правильно выбрать материал корпуса и механизма?

Выбор зависит от измеряемой среды. Для неагрессивных сред (воздух, вода, пар до +60°C) подходят приборы со стальным или латунным механизмом. Для агрессивных сред (морская вода, кислотные пары, агрессивные газы), а также для пищевой промышленности обязательны приборы из нержавеющей стали (марки 12Х18Н10Т, 316L).

Почему стрелка не возвращается точно к нулю после сброса давления?

Неполный возврат к нулю (остаточное отклонение) может быть вызвано:

• Механическим заеданием в передаточном механизме из-за загрязнения или износа.
• Остаточной деформацией (усталостью) трубки Бурдона.
• Воздействием сильной вибрации или перегрузки. В этом случае прибор требует ремонта или поверки в метрологической службе.

Нужен ли трехходовой кран для установки мановакуумметра?

Трехходовой кран (или вентиль) крайне рекомендуется, а в многих случаях обязателен. Он позволяет: безопасно отключить прибор от линии давления для замены или поверки; продуть импульсную линию; подключить контрольный (образцовый) манометр без остановки процесса; устанавливать стрелку на «ноль» при работающей системе (в положении «закрыто-открыто-сброс»).

Как часто нужно поверять мановакуумметры на энергообъекте?

Межповерочный интервал устанавливается для каждого типа приборов в паспорте и обычно составляет 1 или 2 года. Однако внутренними регламентами предприятия (особенно на критически важных точках измерения, таких как вакуум в конденсаторе турбины) может быть установлен более частый контроль – например, ежегодная поверка с ежеквартальной сверкой с эталонным переносным прибором.

Заключение

Мановакуумметры диапазона -0,1-1,5 МПа являются надежным и необходимым инструментом для контроля комбинированных процессов в энергетике и промышленности. Их правильный выбор, основанный на анализе рабочих сред, давлений и температур, грамотный монтаж с использованием защитной арматуры, а также своевременное метрологическое обслуживание гарантируют точность измерений, безопасность эксплуатации и, как следствие, экономическую эффективность технологических циклов. Понимание принципов работы и особенностей эксплуатации данных приборов позволяет специалистам энергетической отрасли принимать обоснованные решения по поддержанию и оптимизации работы оборудования.