Comment choisir le joint à membrane pour les instruments de pression?

Les procédés de fabrication modernes exigent toujours plus de précision et de fiabilité de leurs instruments de mesure de pression et dans certaines applications, où il y a des considérations chimiques ou d'hygiène, il peut être nécessaire d'isoler l'instrument de mesure de pression du milieu de processus.

Cette isolation est obtenue en utilisant un diaphragme sensible à la pression fabriqué à partir d'un matériau résistant au milieu de processus et enfermé dans un système monté sur la base de l'instrument. L'espace entre le diaphragme et l'élément de mesure est ensuite évacué, rempli d'un fluide de remplissage approprié et scellé. La pression de process exerce une force sur la face exposée du diaphragme et lorsque la membrane fléchit, elle pousse vers l'intérieur et comprime le fluide qui est directement canalisé dans l'élément de mesure.

Application de joint à membrane / joint chimique

Savoir quel processus nécessite l'utilisation d'un joint à membrane est essentiel pour maintenir l'intégrité et prolonger la durée de vie de l'instrument. Un diaphragme est généralement nécessaire dans les conditions suivantes:

• Lorsque le fluide de traitement est corrosif pour les pièces de travail d'un manomètre ou d'un transmetteur de pression standard .
• Le fluide de traitement est visqueux ou contient des particules solides susceptibles de bloquer l'entrée.
• Le milieu de traitement a tendance à se solidifier au fil du temps, par exemple il peut geler lorsque la température baisse ou il peut prendre en séchant.
• Il est important d'éliminer la formation de bactéries dans le raccordement process, comme dans les applications agroalimentaires.

Problèmes potentiels lors de la sélection d'un joint à membrane

Éviter les erreurs courantes améliorera les chances de sélectionner et d'installer avec succès un joint à membrane.
* Un diaphragme dont le diamètre est trop petit ou pas assez flexible pour permettre une dilatation thermique naturelle du fluide de remplissage, entraînant des décalages nuls et de fausses lectures de pression.
* Les températures de process ou ambiantes dépassent la plage de service acceptable du fluide de remplissage.
* Dans les applications de pression différentielle, de très petites lectures différentielles peuvent ne pas être possibles en raison de la force requise pour entraîner le diaphragme et l'élément de mesure.
* L'inertie du fluide de remplissage est supérieure à la force nécessaire pour déplacer l'élément de mesure.
* La longueur et le diamètre interne du capillaire en combinaison avec la viscosité du fluide de remplissage créent une résistance, augmentant le temps de réponse du système à des niveaux inacceptables.
* La température du processus peut influencer la température ambiante à proximité du processus.
* Des précautions doivent être prises lors de la spécification d'un système d'étanchéité pour mesurer un vide ou une pression de vide élevé. Bien qu'ils fonctionnent normalement pour la plupart des applications de vide standard, à mesure que la pression se rapproche d'un vide parfait, des niveaux de précision acceptables deviennent plus difficiles à atteindre.

Caractéristiques fonctionnelles

La précision du joint de membrane à 20 ° C peut varier en fonction des propriétés chimiques et ces valeurs doivent être ajoutées à la classe de précision de l'instrument. La précision du vide ne peut cependant pas être garantie au-delà de -0,85 bar dans les exécutions standard. Cela est dû au fait que la plupart des fluides de remplissage contiennent des quantités microscopiques d'air ou de gaz piégés, qui ont tendance à se dilater de manière significative à l'approche d'une pression de zéro absolu. Cette expansion affecte l'élément de mesure dans l'instrument.

Influence de la température

Le système de détection de pression complet est rempli d'un fluide de remplissage de process approprié à une température spécifique (généralement 20 ° C) appelée température de référence. Une augmentation ou une diminution de la température ambiante ou du fluide de procédé entraîne une variation proportionnelle du volume de fluide de remplissage. Par conséquent, cela a un impact sur la pression interne du système de détection fermé qui pourrait entraîner une erreur nulle dans l'instrument. Pour minimiser cela, il est nécessaire de compenser la variation de volume causée par la température. Les diaphragmes de petit diamètre ne peuvent compenser qu'une petite variation de volume. Il est suggéré d'utiliser, selon les conditions du procédé, des joints chimiques avec des membranes du plus grand diamètre effectif possible. De plus, lorsque la température du procédé dépasse 150 ° C, mais est inférieure à 250 ° C, il est nécessaire d'installer l'instrument avec une tour de refroidissement pour éviter les effets de la transmission thermique entre le joint à membrane et l'instrument. Au-dessus de 250 ° C, une ligne capillaire doit être utilisée pour protéger l'instrument des températures de process élevées.

Le fluide de remplissage utilisé est très important pour la plage d'application de température du joint chimique, de sorte que les températures minimale et maximale du fluide de traitement doivent être prises en compte. De plus, le fluide de remplissage doit être compatible avec le milieu, en particulier pour des milieux tels que l'oxygène ou pour des applications dans l'industrie alimentaire. Ceci est important en cas de rupture de la membrane et, par conséquent, le fluide de remplissage peut se mélanger avec le fluide de traitement.

Instruments de mesure de pression avec capillaire

L'utilisation d'un capillaire permet une lecture à distance de l'instrument et limite les effets de la température process (supérieure à 250 ° C) sur la précision de l'instrument. Une longueur capillaire de 500 mm est normalement suffisante pour maintenir la température de l'instrument proche de la valeur ambiante.

La longueur du capillaire doit être aussi courte que possible. Il est conseillé de ne pas dépasser six mètres, car la variation de température sur la longueur du capillaire peut influencer la précision et le temps de réponse.

Les instruments de pression avec capillaire nécessitent une bride ou un support de montage mural ou sur panneau approprié pour monter le manomètre ou le transmetteur. Une différence de hauteur entre l'instrument de pression et le joint à membrane ajoute une augmentation de l'erreur totale due aux effets hydrostatiques sur le fluide de remplissage, souvent appelé pression de tête. Si une telle différence est connue, une compensation lors de la fabrication ou lors de la mise à zéro ponctuelle sera nécessaire.

Les joints à membrane peuvent être montés sur la plupart des manomètres, transmetteurs ou pressostats. La fabrication en interne du début à la fin permet le développement de joints personnalisés pour des applications OEM uniques et le montage et le remplissage de joints à membrane sur des instruments d'autres fabricants peuvent être effectués avec un délai minimal.