Манометры ТМ 3: технические характеристики, устройство и применение в энергетике

Манометры ТМ 3 представляют собой электроконтактные манометры (сигнализирующие), предназначенные для измерения избыточного и вакуумметрического давления некристаллизующихся, неагрессивных к медным сплавам жидкостей, газов и паров, а также для коммутации электрических цепей в системах автоматического контроля, сигнализации и регулирования. Аппараты серии ТМ 3 являются ключевым элементом защиты технологического оборудования на объектах генерации, распределения и транспортировки энергоносителей, включая тепловые электростанции, котельные, магистральные трубопроводы и системы хранения.

Принцип действия и конструктивные особенности

Принцип действия манометра ТМ 3 основан на уравновешивании измеряемого давления силой упругой деформации трубчатой пружины (трубки Бурдона) или мембранного измерительного блока. Деформация чувствительного элемента через кинематический механизм преобразуется в угловое перемещение показывающей стрелки. Конструктивно прибор состоит из двух основных модулей: измерительного и электроконтактного.

• Измерительный модуль: Включает в себя корпус, трубчатую пружину (или мембранный блок), поводок, зубчатый сектор, трибку, стрелку и циферблат. Все детали кинематической цепи изготовлены из материалов, обеспечивающих минимальный люфт и износ.
• Электроконтактный модуль (ЭКМ): Расположен под циферблатом и представляет собой одну или две группы контактных устройств, каждая из которых состоит из подвижного контакта, жестко связанного со стрелкой прибора, и двух неподвижных контактов (минимального и максимального значения), устанавливаемых на заданные уставки с помощью ключа-регулятора. Контакты, как правило, ртутные (в ранних версиях) или магнитоуправляемые (герконы), что исключает дребезг и обеспечивает высокую коммутационную способность.

Технические характеристики и параметры

Основные параметры манометров ТМ 3 регламентированы технической документацией завода-изготовителя и стандартами. Ниже приведены сводные данные.

Таблица 1. Основные технические характеристики манометров ТМ 3

Параметр	Значение / Описание
Класс точности	1,5; 2,5 (в зависимости от модели и диапазона измерения)
Диапазоны измеряемых давлений	От -0,1 до 0 МПа (вакуумметр), от 0 до 0,6 МПа; от 0 до 160 МПа и выше (стандартный ряд по ГОСТ 2405)
Диаметр корпуса	100 мм, 150 мм, 160 мм
Присоединение	Радиальное, осевое (торцевое). Резьба: M20x1.5, G½, G⅜ и др.
Рабочая среда	Неагрессивные газы, пар, вода, масла, воздух
Рабочая температура окружающей среды	От -40°C до +60°C (для исполнения УХЛ), температура измеряемой среды до +100°C, при использовании сифонной трубки (демпфера) – до +200°C
Коммутируемые электрические цепи	До 2 независимых групп контактов (минимальная и максимальная уставка)
Напряжение и ток нагрузки контактов	До 380 В переменного тока, до 220 В постоянного тока. Максимальный коммутируемый ток: до 1 А (для герконов), до 10 А (для ртутных контактов, в зависимости от модификации).
Степень защиты корпуса	IP40, IP53 (в зависимости от исполнения)
Климатическое исполнение	УХЛ3, Т3 по ГОСТ 15150

Таблица 2. Маркировка и обозначение манометров ТМ 3

Элемент обозначения	Расшифровка
ТМ	Трубчатый манометр
3	Номер серии (электроконтактная группа)
010	Исполнение: 010 – с одной группой контактов на максимальное давление; 020 – с двумя группами контактов (min и max)
Р	Радиальное присоединение (отсутствие буквы – осевое)
1,5	Класс точности
0-10 МПа	Диапазон измерения

Модификации и исполнения

В зависимости от требований технологического процесса, манометры ТМ 3 выпускаются в различных модификациях:

• ТМ-310: С одной контактной группой (обычно на максимальное давление).
• ТМ-320: С двумя независимыми контактными группами для сигнализации о достижении как минимального, так и максимального пороговых значений давления. Наиболее распространенная модель в системах автоматики.
• ТМ-3В: Вакуумметры для измерения разрежения.
• ТМ-3ВУ: Вакуумметры сигнализирующие с одной уставкой.
• ТМ-3М: Мановакуумметры для измерения избыточного давления и разрежения.
• Исполнение с виброустойчивостью (ТМ-3ВУ): Конструкция с заполнением корпуса жидкостью (глицерином или силиконовой жидкостью). Это демпфирует колебания стрелки, предотвращает износ кинематического механизма от вибрации и облегчает считывание показаний в условиях тряски. Критически важно для установки на насосах, компрессорах, турбинах.
• Взрывозащищенное исполнение (ТМ-3-Ex): Манометры, имеющие сертификат взрывозащиты вида «искробезопасная цепь (Ex ia)» или «взрывонепроницаемая оболочка (Ex d)». Применяются во взрывоопасных зонах предприятий нефтегазовой и химической промышленности.

Выбор, монтаж и эксплуатация в энергетических системах

Правильный выбор и установка манометра ТМ 3 определяют надежность его работы и безопасность объекта.

• Выбор диапазона измерения: Рабочее давление в системе должно находиться в пределах от 1/3 до 2/3 шкалы прибора. Это обеспечивает оптимальную точность в рабочей зоне и предохраняет чувствительный элемент от постоянных нагрузок, близких к максимальным.
• Выбор класса точности: Для технологического контроля и сигнализации на энергоблоках достаточен класс 1,5. Для коммерческого учета или точных испытаний требуются приборы класса 0,6 или 0,4, но не серии ТМ 3.
• Монтаж: Установка производится на прямом вертикальном участке трубопровода или с помощью трехходового крана (игольчатого клапана). Использование трехходового крана позволяет производить отключение, продувку и проверку «нуля» манометра без остановки процесса. Обязательна установка сифонной трубки (гидрозатвора) при измерении давления пара или горячих сред (температура выше +100°C) для защиты механизма от термических воздействий.
• Настройка уставок: Неподвижные контакты устанавливаются на требуемые значения давления с помощью специального ключа, вставленного в регулятор на лицевой панели. При достижении давлением уставки подвижный контакт на стрелке замыкает электрическую цепь, подавая сигнал на реле, ПЛК или систему АСУ ТП.
• Поверка и обслуживание: Манометры ТМ 3 подлежат периодической поверке в соответствии с межповерочным интервалом (обычно 1-2 года). Обслуживание включает визуальный контроль на отсутствие повреждений, проверку нулевого показания при отключении, чистоту контактных групп и надежность электрических соединений.

Преимущества и недостатки в сравнении с современными аналогами

Преимущества:

• Высокая надежность и ремонтопригодность конструкции.
• Прямое визуальное отображение давления без необходимости внешнего питания (для показывающей части).
• Независимая аналоговая сигнализация, работающая даже при полном отказе цифровых систем.
• Высокая коммутационная способность контактных групп (особенно ртутных).
• Устойчивость к электромагнитным помехам.

Недостатки:

• Наличие механического износа в кинематической цепи.
• Как правило, более низкий класс точности по сравнению с современными цифровыми датчиками.
• Необходимость в периодической поверке и настройке контактов.
• Чувствительность к вибрациям (в обычном исполнении).
• Относительно крупные габариты.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается ТМ-310 от ТМ-320?

Манометр ТМ-310 оснащен одной электроконтактной группой, которая обычно настраивается на сигнализацию максимального (или минимального) давления. ТМ-320 имеет две независимые группы контактов, что позволяет одновременно контролировать как верхний, так и нижний предел давления, что необходимо для поддержания параметра в заданном технологическом коридоре.

Можно ли заменить ртутные контакты в старом ТМ 3 на герконы?

Да, такая модернизация возможна и часто выполняется сервисными организациями. Устанавливается новый электроконтактный модуль на магнитоуправляемых контактах (герконах), что повышает безопасность (отсутствие ртути), увеличивает быстродействие и ресурс коммутаций. Однако после такой доработки прибор требует повторной поверки.

Как правильно настроить уставки срабатывания контактов?

Для настройки используется специальный ключ, который вставляется в шлицы установочного регулятора, расположенного напротив отметки уставки на циферблате. Вращая ключ, стрелку-указатель уставки перемещают до совмещения с требуемым значением давления на шкале. Давление в системе должно быть сброшено. После настройки необходимо проверить срабатывание, плавно повышая давление и контролируя момент замыкания цепи тестером или по сигналу в системе.

Почему стрелка манометра не возвращается к нулю?

Основные причины: остаточная деформация (усталость) трубки Бурдона из-за длительных перегрузок, заедание в кинематическом механизме из-за загрязнения или износа, повреждение зубчатого зацепления (трибки-сектора). Такой прибор должен быть снят для ремонта или замены, его показания и работа контактов недостоверны.

Что означает цветовая маркировка корпуса или циферблата?

Цвет может указывать на тип измеряемой среды или класс точности. Например, корпус синего цвета часто используется для манометров, работающих на кислород. Желтый корпус — для ацетилена, темно-зеленый — для хлора. Однако чаще цветовая индикация регламентируется внутренними стандартами предприятия. Класс точности иногда обозначается цветом кружка на циферблате (зеленый — 0,6; синий — 1,0; красный — 1,5; желтый — 2,5).

Какой межповерочный интервал у манометров ТМ 3?

Межповерочный интервал (МПИ) устанавливается организацией-эксплуатантом на основе рекомендаций производителя и требований Федерального закона №102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений». Для манометров, используемых в области государственного регулирования обеспечения единства измерений (например, на объектах поднадзорных Ростехнадзору), МПИ обычно составляет 1-2 года. Для приборов, используемых на менее ответственных участках, интервал может быть увеличен, но это должно быть подтверждено внутренним приказом по результатам метрологической оценки.

Заключение

Манометры ТМ 3, несмотря на классическую конструкцию, остаются востребованным оборудованием в энергетике и промышленности благодаря своей надежности, автономности и функциональности, сочетающей визуальный контроль и возможность прямого управления цепями сигнализации и блокировки. Их правильный выбор, основанный на анализе диапазона, среды, условий эксплуатации и требований к точности, а также соблюдение правил монтажа и обслуживания, являются залогом длительной и безотказной работы в составе ответственных систем контроля и безопасности технологических процессов.