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정유소, 에틸렌 크래커, 가스 처리 열차 또는 원유 탱크 농장에서 석유화학 압력 게이지는 스크린이 정지되거나 신호 케이블이 고장나거나 제어 루프가 이상해지기 시작할 때 계측기 운영자가 신뢰하는 장치입니다. 전원이 필요 없고 공정 상태를 한눈에 보여주며 진동, 열, 맥동 및 공격적인 매체를 통해 계속 작동합니다. 그러나 올바른 모델을 선택하려면 나사산 크기와 압력 범위를 일치시키는 것 이상이 필요합니다. 측정 원리, 정확도 등급, 케이스 구성, 침수 물질 및 위험 지역 규칙은 모두 게이지의 수명이 3개월인지 10년인지에 영향을 미칩니다.
이 가이드는 엔지니어들이 가장 자주 검색하는 세 가지 질문, 즉 세 가지 유형의 압력 게이지가 무엇인지, 가장 정확한 압력 게이지는 무엇인지, 석유 및 가스에 사용되는 게이지 유형에 대한 답변을 제공합니다. 그런 다음 생산 현장에서 사용할 수 있는 참조 표와 차트를 통해 제품군, 재료 선택, 교정, 설치 및 문제 해결을 다루는 석유화학 압력 게이지의 실용적인 측면으로 이동합니다.
가장 일반적인 세 가지는 탄성 요소 게이지(부르동관, 다이어프램 또는 캡슐), 액체 기둥 압력계 및 전자 디지털 게이지 또는 압력 트랜스미터입니다. 각각은 완전히 다른 방식으로 압력을 읽을 수 있는 신호로 변환합니다.
교정 작업의 경우 분동식 시험기는 판독값의 0.008~0.015%에 이르는 불확도를 갖는 참조 표준입니다. 일상적인 장비 중 온도 보상 디지털 게이지는 스팬의 0.05% 이상에 도달합니다.
액체 충전 부르동 게이지, 다이어프램 씰 게이지, 전체 스테인레스 스틸 게이지, 안전 패턴 고압 게이지 , 차동 게이지 및 방폭 트랜스미터는 거의 모든 업스트림, 미드스트림 및 다운스트림 작업을 포괄합니다.
압력 게이지는 활용하는 물리적 효과에 따라 그룹화됩니다. 아래 세 가지 제품군은 공정 플랜트에서 발견되는 거의 모든 장비를 설명하며, 잘 설계된 석유화학 압력 게이지 프로그램은 일반적으로 동일한 장치의 서로 다른 지점에서 세 가지 모두를 사용합니다.
내부 압력이 상승하면 구부러지고 밀봉된 튜브가 휘어집니다. 기어 섹터와 피니언 움직임은 작은 팁 이동을 약 270도의 포인터 회전으로 증폭시킵니다. 다이어프램과 캡슐 요소는 저압 범위 및 점성 매체에 대해 동일한 논리를 따릅니다.
장점: 전원 공급 장치 없음, 범위가 넓음, 견고함, 읽기 쉬움. 한계: 건조할 때 충격에 민감하며 판독값은 무브먼트 마모 및 주변 온도에 따라 달라집니다.
압력은 액체 기둥의 무게와 균형을 이룹니다. U자형 튜브, 웰형 및 경사형 튜브 레이아웃이 일반적입니다. 물리학이 직접적이기 때문에 압력계에는 교정 체인이 거의 필요하지 않습니다.
장점: 매우 낮은 압력 및 차동 판독에서 뛰어난 분해능. 한계: 깨지기 쉽고 부피가 크며 약 100kPa 이하로 제한되며 진동하는 플랜트 구조에 부적합합니다.
압저항, 용량성 또는 박막 센서는 선형화되고 디지털 방식으로 표시되는 전기 신호를 생성합니다. 트랜스미터 버전은 4~20mA, HART 또는 필드버스 신호를 제어실로 보냅니다.
장점: 높은 정확도, 최소 및 최대 메모리, 알람 출력, 원격 전송. 제한 사항: 전원이 필요하며 전자 장치는 위험 구역에 맞는 등급을 받아야 합니다.
| 매개변수 | 탄성요소 게이지 | 액체 기둥 압력계 | 전자 디지털 게이지 |
|---|---|---|---|
| 일반적인 정확도 | 클래스 0.25 ~ 2.5(스팬의 백분율) | 판독값의 0.1~0.5% | 스팬의 0.05~0.5% |
| 실용적인 범위 | -1bar ~ 1600bar | 대략 /-100kPa | 센서에 따라 10kPa ~ 700MPa |
| 필요한 전력 | 없음 | 없음 | 배터리 또는 루프 전원 |
| 진동 내성 | 액체 충전으로 높음 | 매우 낮음 | 높음 |
| 원격 신호 | 옵션 스위치 또는 송신기 추가 기능 | 사용할 수 없음 | 내장 |
| 최고의 위치 | 노선 및 선박에 대한 현지 표시 | 실험실 및 저압 검증 | 보관 지점, 테스트 벤치, 모니터링된 루프 |
부르동 요소 내부에서는 타원형 단면이 압력이 가해지면 원형이 되려고 하며 이로 인해 자유단이 호를 따라 바깥쪽으로 밀려납니다. 무브먼트는 톱니형 섹터, 피니언 및 백래시를 제거하는 헤어스프링을 통해 해당 모션을 증폭시킵니다. 석유화학 압력 게이지에는 일반 범위용 C형 튜브, 고압 및 맥동 시 안정성 향상을 위한 나선형 코일, 저압 및 더 높은 토크용 나선형 튜브 등 세 가지 요소 형태가 사용됩니다.
요소 재료는 기하학만큼 중요합니다. 구리 합금은 물, 공기 및 약한 탄화수소에 적합하지만 암모니아, 아세틸렌 또는 황화수소가 존재할 수 있는 곳에서는 제외됩니다. 플랜트 작업의 경우 요소는 일반적으로 316L 스테인레스 스틸이며 부식 데이터가 요구하는 경우 Monel, 하스텔로이 C276 또는 탄탈륨이 사용됩니다.
정확도는 단일 숫자가 아닙니다. 이는 기준 불확실성, 선형성, 히스테리시스, 반복성, 온도 효과 및 장기 드리프트를 결합합니다. 아래 순위는 매우 작은 값이 계속 표시되도록 로그 눈금으로 표시되는 일반적인 불확실성을 기준으로 일반적인 계측기를 배치합니다.
분동식 테스터는 보정된 질량을 유효 면적이 알려진 정밀하게 연마된 피스톤과 실린더에 로드하여 압력을 생성합니다. 결과는 질량, 국부 중력 및 면적에 따라 결정되므로 전기 센서에 의존하지 않고도 압력을 국가 표준에 따라 추적할 수 있습니다. 이것이 바로 분동식 테스터가 모든 전문 실험실의 교정 체인의 맨 위에 위치하는 이유입니다.
플랜트 자체에 설치할 수 있는 가장 정확한 압력 게이지는 일반적으로 온도 보상 및 안정적인 센서를 갖춘 디지털 게이지 또는 트랜스미터입니다. 아래의 선형 차트는 그 이유를 보여줍니다. 기계식 게이지는 일반적인 다이얼 게이지 표준에서 허용하는 대로 섭씨 20도 기준 온도에서 10K 벗어날 때마다 약 0.4%의 오류 범위를 추가합니다. 보상된 전자 센서는 이러한 효과를 평준화합니다.
어디에서나 가장 엄격한 정확도 등급을 지정하면 비용이 낭비되고 심지어 신뢰성도 떨어질 수 있습니다. 왜냐하면 정밀한 움직임이 더 섬세하기 때문입니다. 더 나은 질문은 프로세스가 어떤 오류를 허용할 수 있는지입니다. 아래 요소는 석유화학 압력 게이지에 대한 답을 결정합니다.
주변 온도와 프로세스 온도 모두 영점을 이동합니다. 핫라인에 사이펀이나 피그테일을 장착하고 판독값이 계산되는 온도 보상 센서를 선택하십시오.
전자 센서는 천천히, 종종 연간 범위의 0.05~0.2%만큼 천천히 표류합니다. 과압 후 탄성 요소의 마모 및 설정으로 인해 기계적 움직임이 표류합니다.
시동 서지 또는 수격 현상은 정상 범위를 여러 번 초과할 수 있습니다. 압력 제한 장치 또는 더 높은 과부하 등급이 요소를 보호합니다.
맥동, 부식, 모래 또는 결정화 매체에 따라 정확도가 얼마나 빨리 저하되는지가 결정됩니다. 씰이 있는 안정적인 클래스 1.0 게이지가 한 달 이내에 막히는 깨지기 쉬운 클래스 0.25 게이지를 능가합니다.
| 정확도 등급 | 허용 오차(범위의 백분율) | 일반적인 다이얼 크기 | 일반적인 사용 |
|---|---|---|---|
| 0.25 | /-0.25 | 160mm 및 250mm | 실험실 비교 및 테스트 벤치 |
| 0.6 | /-0.6 | 100mm 및 160mm | 공정 관리 포인트 |
| 1.0 | /-1.0 | 100mm 및 160mm | 일반 공정 표시 |
| 1.6 | /-1.6 | 63mm ~ 100mm | 유틸리티 라인 및 스키드 |
| 2.5 | /-2.5 | 40mm ~ 63mm | 중요하지 않은 추세 표시 |
석유 및 가스 시설은 세 가지 매우 다른 환경에 걸쳐 있습니다. 유정과 수집 라인은 높은 압력과 모래에 직면하고, 파이프라인은 장기간 무인 작동에 직면하며, 정유소는 열, 부식 및 지속적인 진동에 직면합니다. 아래의 게이지 제품군은 이러한 현실과 일치합니다.
웰헤드, 초크 매니폴드, 주입 스키드 및 테스트 분리기에는 고압 안전 패턴 게이지가 필요하며, 대개 316 스테인리스강 습식 부품과 글리세린 또는 실리콘 충전재가 포함되어 있습니다. 사워 우물에는 H2S가 추가되므로 재료 선택은 ISO 15156 지침을 따릅니다.
압축기 스테이션, 계량 스키드 및 펌프 스테이션에서는 맥동용 액체 충전 게이지와 검증 및 검증용 디지털 게이지를 사용합니다. 원격 밸브 사이트에서는 최소값과 최대값을 유지하는 배터리 구동식 디지털 게이지를 선호합니다.
원유 장치, 수소화 분해 장치 및 에틸렌 공장은 다이어프램 씰, 핫 서비스 사이펀 및 합금 습식 부품이 포함된 석유화학 압력 게이지를 사용합니다. 수소 서비스에는 환기 케이스와 침투 인식 구조가 추가됩니다.
| 게이지 유형 | 주요 구성 특징 | 일반적인 위치 | 문제 해결 |
|---|---|---|---|
| 액체 충전 부르동 게이지 | 글리세린 또는 실리콘 충진, 진동 방지 | 압축기 토출, 펌프 배출구 | 포인터 플러터, 베어링 마모 |
| 다이어프램 씰 게이지 | 충진액이 포함된 유연한 금속 다이어프램 | 원유, 잔류물, 산 및 슬러리 라인 | 막힘, 결정화, 부식성 접촉 |
| 전체 스테인레스 스틸 게이지 | 316L 케이스, 링, 요소 및 소켓 | 해양데크, 연안플랜트 | 외부 염 부식 및 내부 공격 |
| 안전 패턴 게이지 | 견고한 배플벽 및 후면 블로우아웃 | 수원, 수소화 장치 | 작업자를 위한 요소 파열 방지 |
| 차압계 | 2개의 압력 포트, 벨로우즈 또는 피스톤 감지 | 필터, 여과기, 유착기 | 막힘 감지 및 유지보수 시기 |
| 방폭형 송신기 | Ex d 또는 Ex ia 인증 하우징 | 분류된 공정 영역 | 가연성 대기에서의 원격 모니터링 |
순수 기계식 다이얼 게이지에는 전기 에너지가 없고 자체 점화원도 없으므로 기밀 구역에 적합합니다. 그러나 모든 전자 석유화학 압력 게이지는 존재하는 가스의 자동 점화 온도에 대해 선택된 온도 등급과 함께 일반적으로 방폭 Ex db 또는 본질 안전 Ex ia 구역에 적합한 인증을 받아야 합니다. 설치하기 전에 항상 인증서 번호, 가스 그룹(IIA, IIB 또는 IIC) 및 주변 한계를 확인하십시오.
우리 공장에서는 원시 바 스톡부터 최종 보정된 장치까지 각 모델을 제작하므로 다이얼, 나사산, 충진액 및 재료를 카탈로그 타협을 강요하는 대신 서비스에 맞게 조정할 수 있습니다. 아래 가족은 위에 설명된 의무를 다룹니다.
316L 요소와 하단 연결부를 갖춘 스테인리스 스틸 케이스. 63, 100 및 150mm 다이얼, 정확도 등급 1.0 및 적당한 진동을 위한 액체 충전 케이스 옵션으로 제공됩니다.
왕복 압축기, 정량 펌프 및 엔진 스키드용으로 설계된 글리세린 또는 실리콘 오일 충전재로 완전히 용접된 케이스입니다. 댐핑은 포인터 떨림을 제거하고 움직임을 보호합니다.
316L, Hastelloy C276, 모넬 400, 탄탈륨 또는 PTFE 라이닝과 같은 다이어프램 재질을 사용한 나사형, 플랜지형 또는 위생 스타일 씰입니다. 점성이 있는 원유, 역청, 산 및 중합 매체에 적합합니다.
안전 패턴 원리를 따르는 견고한 전면 배플과 후면 블로우아웃. 파열 봉쇄가 필수인 수소, 산소 세척 서비스 및 유정 작업용으로 선택되었습니다.
필터 및 분리기용 이중 포트 설계, 옵션 스위치 접점 및 한쪽의 전체 라인 압력을 견딜 수 있는 범위 초과 보호 기능이 포함되어 있습니다.
온도 보상, 로컬 디스플레이, 최소 및 최대 메모리, 옵션 4~20mA(HART 출력 포함)를 갖춘 박막 센서입니다. 방폭 하우징을 사용할 수 있습니다.
잘못된 재료가 잘못된 유체와 만나기 때문에 압력 게이지가 가장 자주 실패합니다. 표에는 석유화학 압력 게이지에 일반적으로 지정되는 재료와 이를 요구하는 매체가 나열되어 있습니다. 이를 시작점으로 삼아 실제 프로세스 데이터 시트와 비교하여 확인하십시오.
| 소재 | 장점 | 일반적인 미디어 | 주의사항 |
|---|---|---|---|
| 316L 스테인레스 스틸 | 내식성과 강도의 균형 | 탄화수소, 증기, 물, 많은 용매 | 고온에서의 염화물 응력 균열 |
| Monel 400 | 불산, 해수에 탁월 | 알킬화 단위, 염수, 가성 | 산화성 산과 암모니아가 풍부한 매체를 피하십시오 |
| Hastelloy C276 | 산의 산화 및 환원에 대한 광범위한 저항성 | 습식 염소, 염산, 산성 가스 | 높음er cost, longer lead time |
| 탄탈륨 | 대부분의 산에 거의 면역 | 뜨거운 황산, 질산 | 불산 및 강알칼리의 공격을 받음 |
| PTFE 라이닝 | 넓은 pH 범위에 걸친 화학적 불활성 | 공격적인 화학물질 공급 | 제한된 진공 및 온도 성능 |
| 구리합금 | 중립 매체에서 경제적이고 안정적임 | 공기, 물, 윤활유 | 암모니아나 아세틸렌과 함께 사용하지 마십시오. |
약 -20~60℃의 주변 온도에서 경제적이고 효과적입니다. 온화한 기후에서 펌프 및 압축기에 대한 우수한 감쇠.
낮은 온도에서도 유동성을 유지하므로 추운 지역 및 해상 겨울 작업에 선택됩니다. 점도는 온도에 따라 천천히 변합니다.
공정이 산소나 강산화제와 반응하지 않기 때문에 접촉하는 경우 필요합니다. 이러한 서비스를 위해 다이어프램 씰 시스템에 사용됩니다.
범위 선택은 정확성과 수명을 모두 보호합니다. 다이얼의 아래쪽 1/3에 있는 포인터는 해상도를 잃고, 다이얼 상단 근처에 있는 포인터는 요소를 피로하게 만듭니다. 일정한 압력 하에서 일반 작동 압력이 전체 크기의 1/3에서 2/3 사이가 되도록 스팬 크기를 조정합니다. 맥동이 있는 경우 최대 작동 압력을 전체 범위의 절반 이하로 유지하십시오.
부하 변동이 심한 경우 최대 압력을 전체 규모의 50%로 제한하십시오. 안정된 부하의 경우 작업 상한은 전체 규모의 75%입니다.
| 다이얼 직경 | 독서 거리 | 공통 응용 |
|---|---|---|
| 50 및 63mm | 최대 1.5m | 컴팩트 스키드, 계기판, 샘플링 시스템 |
| 100mm | 최대 3m | 표준선 및 선박 표시 |
| 150 및 160mm | 최대 6m | 펌프실, 압축기 홀, 고가 플랫폼 |
| 250mm | 8m 이상 | 제어 기준점 및 실험실 벤치 |
모든 석유화학 압력 게이지는 정해진 일련의 점검을 통과한 후에만 공장에서 출고됩니다. 아래 순서는 일반적인 장치가 따르는 경로입니다.
스톡 바 및 튜브 재질은 공장 인증서와 비교하여 확인되며 합금 부품에 대한 확실한 재질 식별이 가능합니다.
튜브는 제어된 툴링을 통해 형성된 다음 일관된 침투를 위해 궤도 또는 레이저 방법으로 소켓에 용접됩니다.
밀봉된 요소는 과압에서 유지된 다음 극히 낮은 누출이 요구되는 서비스에서 헬륨 누출 테스트를 거쳤습니다.
무브먼트가 맞춰지고 선형화되며 포인터가 설정됩니다. 케이스를 닫기 전에 히스테리시스와 마찰을 검사합니다.
각 게이지는 상승 및 하강 방향 모두에서 스팬의 0, 25, 50, 75 및 100%에서 참조 표준에 대해 테스트되었습니다.
다이얼 인쇄, 스레드 게이지 점검 및 충전 레벨이 확인됩니다. 장치에는 교정 기록 및 보호 포장이 함께 제공됩니다.
| 표준 | 범위 |
|---|---|
| EN 837-1 | 부르동관 게이지의 치수, 계측, 요구 사항 및 테스트 |
| EN 837-3 | 다이어프램 및 캡슐 게이지 |
| ASME B40.100 | 압력 게이지 및 게이지 부착물 |
| ISO 15156 | 소재s for use in environments containing hydrogen sulfide |
| ATEX 및 IECEx 체계 | 폭발성 환경용 장비 |
| GB/T 1226 | 중국 국가 시스템의 일반 압력 게이지 |
잘 선택한 장비라도 부주의하게 설치하면 조기에 실패할 수 있습니다. 아래 사례는 조기 마모 및 잘못된 판독의 가장 일반적인 원인을 해결합니다.
흐름이 난류인 엘보우, 밸브 및 펌프 배출구에서 멀리 떨어진 수평선 측면에서 압력 태핑을 수행합니다. 증기 및 응축성 증기의 경우 하향 태핑을 통해 응축수가 요소를 보호할 수 있습니다.
블리드 포트가 있는 니들 밸브 또는 게이지 차단 밸브를 장착합니다. 이를 통해 정지 없이 교체가 가능하며 시동 중에 천천히 압력을 가할 수 있습니다.
매체가 게이지에서 약 섭씨 60도를 초과하는 경우 피그테일 사이펀이 응축수를 가두어 요소를 정격 온도 내로 유지합니다.
스너버 또는 제한 나사를 사용하여 왕복 기계의 빠른 사이클을 감쇠시킵니다. 아주 미세한 개구부에도 막힐 수 있으므로 점도에 따라 오리피스를 선택하십시오.
가능한 경우 눈높이에 수직으로 다이얼을 장착하고 소켓 플랫에만 렌치를 위한 공간을 둡니다. 케이스를 돌려 조이지 마십시오. 무브먼트가 손상될 수 있습니다.
산소 서비스 게이지는 오일과 그리스가 없이 깨끗하고 명확한 표시가 있어야 합니다. 아세틸렌과 암모니아는 전체적으로 구리가 없는 구조가 필요합니다.
| 증상 | 가능한 원인 | 시정 조치 |
|---|---|---|
| 포인터가 0으로 돌아가지 않습니다. | 무브먼트의 과압 설정 또는 마찰 | 게이지 교체 및 압력 제한기 추가 |
| 포인터가 펄럭인다 | 펌프 또는 압축기의 맥동 | 액체로 채워진 케이스를 사용하고 스너버를 장착하세요. |
| 여름에 예상보다 높은 독서량 | 요소에 대한 온도 영향 | 사이펀 또는 보상된 디지털 게이지 추가 |
| 충전액이 흐려지거나 새는 경우 | 씰 마모 또는 호환되지 않는 충전재 | 용접된 케이스로 교체하거나 올바른 충전 유형으로 교체하세요. |
| 느린 반응 | 차단된 태핑 또는 부분적으로 막힌 스너버 | 라인을 청소하거나 다이어프램 씰을 사용하십시오. |
| 다이얼 포깅 | 통풍구를 통해 습기가 유입됨 | 더 높은 IP 등급을 선택하거나 케이스를 채웠습니다. |
공장에서 생산의 각 단계를 제어하기 때문에 석유화학 압력 게이지는 배관, 안전 규칙 및 문서 요구 사항에 맞게 조정할 수 있습니다. 아래 옵션은 가장 자주 요청되는 옵션입니다.
bar, psi, MPa 또는 kgf/cm2와 같은 맞춤형 눈금 단위, 이중 눈금, 작동 한계를 위한 색상 영역 및 케이스에 레이저로 새겨진 태그 번호.
특수 나사산, 일반적인 압력 등급의 플랜지 끝단, 용접 소켓, 뜨겁거나 어려운 위치를 위한 모세관 장착 원격 씰.
유도형 또는 자기형 리미트 스위치, 4~20mA 트랜스미터 모듈, 모니터링 시스템을 위한 Ex 인증 배선 옵션.
각 배송 시 재료 인증서, 교정 기록, 압력 테스트 보고서 및 치수 도면이 준비됩니다.
산소 세척, 도장 작업장 사용을 위한 무실리콘 준비, 클린룸 배송을 위한 밀봉 포장.
적합성 검사를 위한 샘플 단위, 당사 엔지니어의 데이터시트 검토, 매체 또는 온도가 비정상적인 경우 권장 사항.
예. 복합 게이지는 진공에서 0을 거쳐 양압까지(예: -1 ~ 5bar) 스케일을 전달합니다. 라인이 두 조건을 모두 통과하는 펌프 흡입 및 배출 작업에 적합합니다.
부르동 요소는 탄성 한계를 넘는 압력에 노출된 후 영구적인 변형을 겪을 수 있습니다. 그런 다음 포인터가 0보다 약간 위에 놓이고 게이지를 교체하거나 다시 보정해야 합니다.
매체가 점성, 중합, 결정화, 요소 부식성이 있거나 위생상 플러시 연결이 필요한 경우 씰을 선택하십시오. 씰은 게이지를 격리하고 충전 유체는 다이어프램 전체에 압력을 전달합니다.
100mm 다이얼은 최대 약 3m까지 선명합니다. 작업자가 더 멀리서 판독해야 하는 플랫폼이나 파이프 랙의 경우 150mm 또는 160mm 다이얼이 더 나은 선택입니다.
고압, 수소, 압축 가스 및 유정 서비스에서 일반적으로 발생하는 갑작스러운 요소 파열로 인해 인원이 부상을 입을 수 있는 경우 이 구조를 선택하십시오. 블로우아웃 백은 누출되는 가스를 작업자로부터 멀어지게 유도합니다.
항상 그런 것은 아닙니다. 전자 장치는 더 나은 정확성과 원격 데이터를 제공하는 반면 기계식 게이지는 전원이 필요하지 않으며 정전 중에도 계속 작동합니다. 많은 공장에서는 중요한 라인에 두 가지를 모두 설치합니다.
매체, 압력 범위, 온도, 연결 표준 및 위험 지역 분류를 보내주십시오. 당사 엔지니어가 귀하의 검토를 위해 권장 모델, 재료 목록 및 도면을 반환할 것입니다.