Мановакуумметры -0,1-2,4

Мановакуумметры -0,1-2,4: устройство, принцип действия, применение и выбор

Мановакуумметры типа -0,1-2,4 представляют собой стрелочные (аналоговые) приборы для измерения давления и разрежения, относящиеся к классу деформационных манометров. Основное конструктивное отличие и функциональная особенность данных приборов заключена в их двойной шкале, позволяющей измерять как избыточное давление (манометрический режим), так и разрежение (вакуумметрический режим). Диапазон измерений от -0,1 до 2,4 МПа (или других единиц, например, кгс/см²) является одним из наиболее востребованных в промышленной энергетике, теплоэнергетике, системах водоснабжения и технологических процессах.

Устройство и принцип действия

В основе работы мановакуумметра лежит закон Гука, связывающий деформацию упругого чувствительного элемента с величиной приложенного давления. Прибор конструктивно объединяет в одном корпусе два измерительных механизма или использует один комбинированный элемент.

• Чувствительный элемент: В качестве первичного преобразователя давления в перемещение чаще всего используется трубчатая пружина Бурдона (одно- или многовитковая) или сильфон. Для мановакуумметров может применяться комбинация элементов: трубка Бурдона для измерения избыточного давления и сильфон или мембранная коробка для измерения разрежения. При подаче избыточного давления трубчатая пружина стремится распрямиться, при создании разрежения (вакуума) – сильфон или мембранная коробка сжимаются.
• Передаточный механизм: Состоит из тяги, зубчатого сектора и трибки (шестерни). Он преобразует незначительное линейное или угловое перемещение конца чувствительного элемента в угловое перемещение стрелки, достаточное для точного отсчета показаний по шкале.
• Корпус и шкала: Корпус, как правило, изготавливается из стали или ударопрочного пластика, обеспечивает защиту механизма от внешних воздействий и имеет степень защиты IP40, IP50 или выше. Шкала является комбинированной. Левая часть (от 0 до -0,1 МПа или до -1 кгс/см²) отградуирована для измерения разрежения (вакуума). Правая часть (от 0 до 2,4 МПа) – для измерения избыточного давления. Нулевая отметка является общей.
• Соединительный штуцер (кип): Стандартный резьбовой штуцер (чаще М20х1,5, G½ или ¼”) для подключения прибора к технологическому патрубку через импульсную трубку или непосредственно.

Основные технические характеристики

Ключевые параметры мановакуумметров регламентируются ГОСТ 2405-88 «Манометры, вакуумметры, мановакуумметры, напоромеры, тягомеры и тягонапоромеры. Общие технические условия».

Таблица 1. Основные технические характеристики мановакуумметров -0,1-2,4

Параметр	Типовое значение / Варианты	Пояснение
Диапазон измерений	-0,1…0; 0…2,4 МПа или -1…0; 0…24 кгс/см²	Диапазон по вакууму и по давлению. Могут быть другие комбинации (напр., -0,1…0,6 МПа).
Класс точности	1,0; 1,5; 2,5	Определяет допустимую основную приведенную погрешность в процентах от диапазона измерений. Класс 1,0 – наиболее точный.
Диаметр корпуса	40, 50, 63, 100, 150, 160 мм	Наиболее распространены приборы с диаметром 100 и 150 мм для стационарной установки.
Рабочая среда	Неагрессивные газы, пар, вода, масла, аммиак (специсполнение)	Материалы чувствительного элемента и корпуса должны быть совместимы со средой.
Рабочая температура среды	До +150°C, часто с использованием сифонной трубки (гайки)	Для защиты механизма от перегрева при измерении давления пара.
Расположение штуцера	Радиальное, осевое (торцевое), с задним фланцем	Определяет удобство монтажа в зависимости от конфигурации посадочного места.
Резьба штуцера	М20х1,5 (метрическая), G½ (дюймовая трубная), ¼” NPT	Необходимо согласовывать с резьбой на технологическом оборудовании.

Области применения в энергетике и смежных отраслях

Мановакуумметры -0,1-2,4 находят широкое применение в системах, где необходим контроль как давления, так и разрежения в одном технологическом цикле или установке.

• Теплоэнергетика и котельные установки: Контроль разрежения в топке котла (тяга дымовых газов) и давления питательной воды, пара или газа на горелках. Прибор, установленный на барабане котла, может контролировать как избыточное давление пара, так и образование вакуума при остановке агрегата, что недопустимо.
• Системы водоснабжения и насосные станции: Контроль давления на нагнетании и разрежения (вакуума) на всасывающем патрубке центробежных насосов. Это позволяет диагностировать кавитацию, засорение всасывающего фильтра и корректно подбирать режим работы насосного агрегата.
• Фильтровальные и вентиляционные системы: Измерение перепада давления на фильтрах (грязный/чистый фильтр) для определения момента их очистки или замены. Одна сторона может находиться под разрежением, другая – под давлением или атмосферным давлением.
• Пневматические системы и компрессорное оборудование: Контроль давления на выходе компрессора и разрежения на его входе.
• Химическая и нефтегазовая промышленность: Мониторинг параметров в различных стадиях технологических процессов, где чередуются фазы создания разрежения и избыточного давления.

Критерии выбора мановакуумметра

Выбор конкретной модели прибора должен основываться на детальном анализе условий эксплуатации.

• Диапазон измерений: Рабочее давление/разрежение должно находиться в пределах 2/3 от верхней границы шкалы. Для измерений в диапазоне от -0,1 до 2,4 МПа, рабочие значения должны быть примерно в зоне от -0,07 до 1,6 МПа. Это обеспечивает оптимальную точность и долговечность чувствительного элемента.
• Класс точности: Для технологического контроля (котлы, насосы) обычно достаточно класса 1,5. Для коммерческого учета или точных испытаний требуется класс 1,0. Класс 2,5 применяется для индикации на неответственных вспомогательных системах.
• Стойкость к рабочей среде: Стандартные приборы рассчитаны на неагрессивные среды. Для агрессивных сред (аммиак, хладоны, сероводород) необходимо выбирать исполнение с коррозионностойкими материалами (нержавеющая сталь марки 12Х18Н10Т, 316), либо использовать разделители мембранного типа.
• Температурные условия: При измерении давления горячего пара или жидкости (свыше +80°C) обязательна установка сифонной трубки (трехходового крана с петлей или змеевиком) для конденсации пара и защиты механизма прибора от перегрева.
• Виброустойчивость: Для установки на насосы, компрессоры или другие вибрирующие объекты следует выбирать мановакуумметры в корпусе, заполненном демпфирующей жидкостью (глицерином, силиконом). Это предотвращает износ передаточного механизма и «дрожание» стрелки, облегчая считывание показаний.
• Диаметр и расположение штуцера: Определяются удобством монтажа и обзора шкалы. Осевое расположение штуцера часто используется при установке прибора на щите или панели.

Монтаж, эксплуатация и поверка

Правильный монтаж и обслуживание – залог длительной и точной работы прибора.

• Монтаж: Прибор устанавливается вертикально (штуцером вниз) с помощью гаечного ключа, без приложения чрезмерных усилий к корпусу. Для подключения рекомендуется использовать специализированный трехходовой кран (игольчатого типа), который позволяет: подключить прибор, отключить его от линии для замены, продуть импульсную линию, подключить эталонный манометр для поверки без остановки процесса. Импульсная линия перед прибором должна быть по возможности короткой и не иметь застойных зон.
• Эксплуатация: Запрещается эксплуатировать прибор при давлениях, превышающих верхний предел шкалы, даже кратковременно. При возникновении пульсаций давления следует применить демпферы или дроссели. Стрелка при отсутствии давления должна устойчиво находиться на нулевой отметке.
• Поверка и калибровка: Мановакуумметры, используемые в сферах государственного регулирования обеспечения единства измерений (например, на объектах теплоснабжения), подлежат периодической поверке. Межповерочный интервал (МПИ) обычно составляет 1-2 года. Поверка осуществляется с помощью эталонных грузопоршневых манометров (МП-60) или калибраторов давления в вакуумметрической и манометрической части шкалы. Калибровка может проводиться силами предприятия для внутренних нужд с использованием соответствующего эталонного оборудования.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем мановакуумметр отличается от тягонапоромера?

Мановакуумметр и тягонапоромер – по сути, приборы одного функционального назначения. Термин «мановакуумметр» более распространен для приборов с относительно высокими пределами измерения (единицы МПа), в то время как «тягонапоромер» традиционно используется для приборов, измеряющих небольшие давления и разрежения в единицах кПа (килопаскалей) и мм вод. ст., например, в системах вентиляции и дымоудаления.

Что означает класс точности 1,5 на шкале прибора?

Класс точности 1,5 означает, что допустимая основная приведенная погрешность прибора не превышает ±1,5% от его диапазона измерений. Для мановакуумметра -0,1-2,4 МПа общий диапазон составляет 2,5 МПа (от -0,1 до +2,4). Следовательно, максимально допустимая погрешность в любой точке шкалы равна ± (2,5 МПа

• 1,5 / 100) = ±0,0375 МПа.

Почему стрелка прибора не возвращается к нулю после сброса давления?

Невозврат стрелки к нулю (остаточное отклонение) чаще всего свидетельствует о необратимой деформации (остаточной деформации) чувствительного элемента (трубки Бурдона, сильфона) из-за: работы в зоне, превышающей верхний предел шкалы; длительного воздействия давления, близкого к максимальному; усталости металла; воздействия агрессивной среды или высоких температур. Такой прибор подлежит замене и не может быть допущен к эксплуатации.

Как правильно выбрать диаметр корпуса прибора?

Диаметр корпуса выбирается исходя из условий видимости и расстояния до оператора. Для установки на технологических линиях, щитах управления на расстоянии 2-5 метров обычно применяют приборы диаметром 100, 150 или 160 мм. Приборы диаметром 40, 50 и 63 мм (так называемые «местные указатели») используются для монтажа непосредственно на оборудовании, когда оператор находится в непосредственной близости.

Можно ли использовать мановакуумметр для измерения давления агрессивных сред, например, аммиака?

Стандартные мановакуумметры с медной или стальной трубкой Бурдона для этого не подходят. Необходимо выбирать специализированное исполнение, где все детали, контактирующие со средой (чувствительный элемент, корпус, штуцер), выполнены из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т (AISI 321/304) или более стойких сплавов. Альтернативой является использование мембранного разделителя (разделителя сред), который изолирует прибор от агрессивной среды, передавая давление через эластичную мембрану и гидравлическую систему, заполненную нейтральной жидкостью.

Для чего нужен трехходовой кран перед мановакуумметром?

Трехходовой кран (или манометрический кран) выполняет несколько критически важных функций:

1. Плавное подключение прибора к линии давления, предотвращая гидроудар по чувствительному элементу.
2. Изоляция прибора от технологической линии для его безопасной замены, ремонта или поверки без остановки процесса.
3. Продувка/очистка импульсной подводящей линии от загрязнений.
4. Подключение эталонного прибора для поверки/сверки показаний в рабочих условиях.

Игнорирование установки трехходового крана значительно сокращает срок службы прибора и усложняет его обслуживание.

Как часто необходимо проводить поверку мановакуумметров?

Для приборов, используемых в коммерческих расчетах или на объектах повышенной опасности (котельные, тепловые пункты), межповерочный интервал устанавливается органами Росстандарта и, как правило, составляет 1 или 2 года, в зависимости от условий эксплуатации и типа прибора. Для приборов, используемых для технологического контроля внутри предприятия (без коммерческого учета), сроки поверки/калибровки определяются внутренними регламентами и рекомендациями производителя, но не реже, чем раз в 4 года. Визуальная проверка на отсутствие повреждений и положение стрелки на нуле должна проводиться ежесменно.