آنچه خواهید خواند
دیافراگم سیل ها تجهیزات ضروری هستند که برای محافظت از ابزارهای اندازه گیری فشار حساس در برابر شرایط سخت فرآیند استفاده می شوند. دیافراگم سیل ها با جداسازی دستگاه از سیال های خورنده، سمی یا با دمای بالا، خوانش دقیق و ایمن را تضمین می کنند و باعث ایمن ماندن و طول عمر بیشتر تجهیزات اندازه گیری فشار می شوند. دیافراگم سیل ها معمولاً در صنایعی مانند پتروشیمی، داروسازی و فرآوری مواد غذایی استفاده می شوند و به خاطر طراحی منعطف و سازگار با سیال اندازه گیری فشار را در شرایط سخت و خارج از توان تجهیز اندازه گیری فشار ممکن می کنند.
دیافراگم سیل ها چرا و چه موقعی
دیافراگم سیل محدود به کاربرد یا صنعت خاصی نیست و در صنایع مختلف به کار می رود. هر جا که سیال یا محیط اندازه گیری چالش برانگیز باشد این دیافراگم سیل ها هستند که به کمک تجهیزات اندازه گیری می آیند.
در زیر سناریوهایی که در آن دیافراگم سیل ها به کار می روند آورده شده است:
جداسازی سیالات فرآیندی
دیافراگم سیل به عنوان مانع مکانیکی عمل می کند و از تماس مستقیم ابزارهای اندازه گیری فشار با سیالات فرآیند جلوگیری می کند.
به عنوان مثال اگر مایع فرآیند به آلودگی حساس باشد و خطر آلوده شدن بچ وجود داشته باشد از دیافراگم سیل استفاده می شود. موارد دیگر اگر سیال فرایند یا محیط اطراف فرایند برای تجهیز اندازه گیری خطرناک و آسیب زا باشد دیافراگم سیل باعث ایجاد فاصله امن بین فرایند و تجهیز می شود.
مدیریت مواد سمی، خورنده، یا با دمای بالا
در فرآیندهایی که شامل مواد سمی یا خورنده مانند اسیدهای قوی، قلیاها یا هیدروکربنها میشود، دیافراگم سیل از ورود این مواد و آسیب رساندن به تجهیز (مثلا گیج فشار) جلوگیری میکند.
علاوه بر این، برای سیالات با دمای بالا، مایع پرکننده داخل مجموعه دیافراگم سیل به عنوان یک بافر عمل می کند و باعث می شود تجهیز اندازه گیری در دمای امن کار کند.
جلوگیری از گرفتگی و یخ زدگی
برای سیالات مستعد انجماد، تبلور یا انجماد در دمای محیط، دیافراگم سیل با جدا کردن دستگاه از چنین چالشهایی به حفظ خوانش فشار ثابت کمک میکند.
استفاده از سیل ها به ویژه در محیطهایی با نوسانات مکرر دما یا در فرآیندهای مربوط به محیطهای چسبناک بسیار کمک کننده است.
کاربرد در دوغاب و فرآیندهای بهداشتی
دیافراگم سیل ها در کاربردهای دوغاب ضروری هستند، جایی که ذرات موجود در سیال می توانند پورت های فشار ابزار را مسدود کنند یا به آن ها آسیب بزنند.
دیافراگم سیل در فرآیندهای بهداشتی، مانند صنایع غذایی، آشامیدنی یا دارویی، از تجمع سیالهای فرآیندی در پورت های فشار جلوگیری می کنند و باعث حفظ بهداشت و رعایت استانداردهای سختگیرانه صنعتی می شوند.
نحوه کار دیافراگم سیل
دیافراگم سیل به عنوان مانع محافظ عمل می کند که فشار را از سیال فرآیند به ابزار اندازه گیری (عموما ترانسمیترهای فشار ←، گیج های فشار و…) منتقل می کند و از تماس مستقیم ابزار اندازه گیری و سیال جلوگیری می کند.
این مکانیسم خوانش دقیق را حتی در شرایط سخت یا چالش برانگیز فرآیند تضمین می کند. در زیر توضیحی در مورد نحوه کار دیافراگم سیل ارائه شده است که اجزای اصلی و اصول آنها را پوشش می دهد:
جداسازی مکانیکی و پر از مایع
دیافراگم سیل شامل یک غشای انعطاف پذیر است که بین دو فلنج قرار گرفته است. قسمت پایینی دیافراگم در معرض مایع فرآیند قرار دارد، در حالی که قسمت بالایی حاوی یک مایع پرکننده است که معمولاً یک مایع غیر قابل اشتعال مانند روغن سیلیکون است. این طرح از نظر فیزیکی ابزار را از محیط فرآیند جدا می کند و از آسیب یا آلودگی جلوگیری می کند.
اصول انتقال فشار
هنگامی که سیال فرآیند به دیافراگم فشار وارد می کند، بر اساس تغییرات فشار، به سمت بالا یا پایین منحرف می شود. این حرکت از طریق مایع پرکننده به ابزار اندازه گیری مانند گیج، ترانسمیتر یا ترانسدیوسر منتقل می شود. انعطاف پذیری دیافراگم انتقال دقیق فشار را تضمین می کند.
نقش مایع پرکننده سیل
مایع پرکننده دیافراگم سیل در انتقال موثر فشار و حفظ ایمنی ابزار بسیار مهم است. باید انبساط حرارتی کم، فشار بخار کم و سازگاری شیمیایی با مواد دیافراگم و سیال فرآیند داشته باشد.
در موارد پارگی دیافراگم، مایع سیل نباید فرآیند را آلوده کند یا با آن واکنش نامطلوب نشان دهد.
قسمت های مختلف دیافراگم سیل و متریال آن ها
عملکرد و دوام دیافراگم سیل به انتخاب دقیق اجزا و متریال آنها بستگی دارد. هر قسمت به گونه ای طراحی شده است که در عین اطمینان از اندازه گیری دقیق فشار، در برابر نیازهای خاص سیال و محیط فرآیند مقاومت کند.
متریال دیافراگم و قسمت نگهدارنده
دیافراگم، حیاتی ترین جزء، معمولاً از مواد انعطاف پذیر و بادوام ساخته می شود که می تواند فشار بالا و مواد شیمیایی تهاجمی را تحمل کند. متریال متداول برای آن عبارتند از:
فلزات: فولاد ضد زنگ، هاستلوی، مونل، اینکونل، تیتانیوم و تانتالیوم برای مقاومت در برابر خوردگی و استحکام آنها استفاده می شود. اینها برای کاربردهای فشار بالا یا سیالات واکنش دهنده شیمیایی ایده آل هستند.
الاستومرها: لاستیک های تخصصی مانند Viton و PTFE به دلیل انعطاف پذیری و مقرون به صرفه بودن در محیط های کم فشار یا کم تهاجم از نظر شیمیایی استفاده می شوند.
قسمت نگهدارنده یا محفظه، که دیافراگم را پشتیبانی می کند و آن را به لوله های فرآیند متصل می کند، معمولاً از فلزات یا آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی ساخته می شود. این امر باعث سازگاری با سیال فرآیند و شرایط محیطی خارجی می شود.
خواص و سازگاری مایع پرکننده سیل
مایع پرکننده سیل نقش مهمی در انتقال فشار برای جداسازی ابزار از فرایند دارد. مایع پرکننده انتخاب شده باید دارای ویژگی های زیر باشد:
- غیر قابل اشتعال و از نظر شیمیایی بی اثر: نباید با سیال فرآیند واکنش نشان دهد یا خطرات ایمنی ایجاد کند.
- انبساط حرارتی کم: به حداقل رساندن تغییرات حجم ناشی از دما، خوانش دقیق فشار را تضمین می کند.
- فشار بخار کم: خطر تبخیر یا تشکیل گاز را در شرایط فرآیند کاهش می دهد.
- سازگاری فرآیند: در صورت خرابی دیافراگم، مایع نباید سیال فرآیند را آلوده یا تخریب کند.
روغن سیلیکون یک انتخاب رایج است، اگرچه مایعات دیگر، مانند مایعات مبتنی بر فلوئور بی اثر، ممکن است برای کاربردهای خاص شامل دماهای شدید یا مواد شیمیایی تهاجمی استفاده شود.
انواع دیافراگم سیل
دیافراگم سیل ها در ساختارها و پیکربندی های مختلف طراحی شده اند تا نیازهای خاص کاربردهای مختلف را برآورده کنند. در زیر انواع دیافراگم سیل و انواع آنها آورده شده است:
ساختارهای کلمپی: این دیافراگم سیل ها با استفاده از کلمپ (گیره) بین محفظه های بالایی و پایینی متصل می شوند و جداسازی و تعویض آنها را آسان می کند. آنها معمولاً در کاربردهایی استفاده می شوند که نیاز به نگهداری یا تمیز کردن مکرر دارند.
ساختارهای جوش شونده: دیافراگم به محفظه جوش داده می شود و یک سیل ضد نشتی ایجاد می کند. این نوع برای کاربردهای فشار بالا و دمای بالا، که در آن اتصالات قوی و دائمی مورد نیاز است، ایده آل است.
ساختارهای کپسولی: این شامل یک کپسول سیل شده شامل دیافراگم و مایع کننده است. طرح های کپسولی جمع و جور هستند و اغلب برای اندازه گیری فشار دقیق در محیط های چالش برانگیز استفاده می شوند.
دیافراگم سیل در چه صنایعی کاربرد دارد
صنایع پتروشیمی، دارویی، غذایی و آشامیدنی
در صنعت پتروشیمی، دیافراگم سیل برای اندازه گیری فشار مواد شیمیایی تهاجمی و کاربردهای فشار بالا حیاتی هستند. در فرآوری دارویی و غذایی، این دیافراگم سیل ها هستند که از آلودگی جلوگیری می کنند و موجب می شوند استانداردهای بهداشتی رعایت شوند.
سیال های با دمای بالا و سمی
دیافراگم سیل برای کنترل دماهای شدید و جداسازی مواد سمی یا خورنده طراحی شده است. این امر در کاربردهایی که شامل قلیایی ها، اسیدها و هیدروکربن ها می شود، بسیار مهم است و از تجهیزات و پرسنل محافظت می کند.
الزامات بهداشتی
در صنایعی مانند غذا و نوشیدنی، دیافراگم سیل نقش مهمی در حفظ بهداشت دارد. آنها از تجمع سیال های فرآیند در پورت های فشار جلوگیری می کنند و خطر رشد باکتری ها و آلودگی را از بین می برند.
مزایای استفاده از دیافراگم سیل
دقت بالا در محیط های سخت
دیافراگم سیل با جداسازی ابزارهای حساس از سیال های خشن، اندازه گیری فشار ثابت و دقیق را حتی در شرایط سخت تضمین می کند.
حفاظت از ابزار و طول عمر طولانی
دیافراگم سیل ابزارها را در برابر سیالات خورنده، ساینده یا مسدود کننده محافظت می کند و به طور قابل توجهی عمر عملیاتی آنها را افزایش می دهد و نیازهای تعمیر و نگهداری را کاهش می دهد.
مناسب بودن برای شرایط چالش برانگیز فرآیند
دیافراگم سیل ها با کاربردهای مختلف، از جمله اندازه گیری فشار دوغاب، سیال ها در فرایند فشار بالا، و فرآیندهایی که نیاز به استانداردهای بهداشتی دقیق دارند، سازگار هستند.
چالش ها و محدودیت های استفاده از دیافراگم سیل
انتخاب مایع سیل
انتخاب مایع پرکننده بسیار مهم است، زیرا مایعات نامناسب می تواند منجر به خطاهای اندازه گیری، مشکلات سازگاری یا آلودگی در صورت خرابی دیافراگم شود.
تاثیر دما و فشار لحظه ایی
تفاوت دما در کپیلاری می تواند بر چگالی مایع سیل تأثیر بگذارد و باعث عدم دقت شود. به طور مشابه، فشار لحظه ایی می تواند ثبات اندازه گیری و یکپارچگی دیافراگم را به خطر بیندازد.
انتخاب دیافراگم سیل مناسب
تطبیق متریال با شرایط فرآیند
متریال دیافراگم و قسمت نگهدارنده سازگار با سیال فرآیند انتخاب کنید
اهمیت نصب و تعمیر نگهداری مناسب
از نصب دقیق و تعمیر و نگهداری منظم اطمینان حاصل کنید تا از نشت، آلودگی و خرابی دیافراگم جلوگیری شود.
مراقبت مناسب باعث افزایش طول عمر سیل و ابزار متصل می شود.
در نظر گرفتن طول کپیلاری و عوامل محیطی
برای به حداقل رساندن خطا در اندازه گیری فشار تفاضلی، از کپیلاری هایی با طول مساوی استفاده کنید. کپیلاری ها ← را تا حد امکان کوتاه نگه دارید و شرایط محیطی ثابتی را فراهم کنید تا نادرستی های ناشی از تغییر دما را کاهش دهید.
با پیروی از این دستورالعمل ها، دیافراگم سیل سیل می تواند عملکرد قابل اعتمادی را حتی در سخت ترین کاربردها ارائه دهد.