CURSO Selección de manómetros

Selección de manómetros
de presión
¿Qué es un manómetro de presión?
• Es un instrumento diseñado para medir los
cambios en una presión y convertir estos
cambios en un movimiento mecánico,
indicándolos sobre una escala graduada
(carátula).
• Los elementos de medición de presión tipo
tubo bourdon son los más comúnmente usados
para medir un amplio rango de presiones.
¿Qué es un manómetro de presión?
14
Escala graduada
21
7
Puntero
0
Kg/cm2
28
Conexión para
entrada de presión
Fluido a
presión
¿Cómo trabaja un manómetro de
presión?
• El elemento de medición o tubo bourdon esta
hecho de un tubo de pared delgada, doblado
en forma de semicírculo (tipo C) o enrollado
en un espiral (tipo helicoidal).
• Cuando la presión es aplicada al sistema de
medición a través del puerto de presión o
conexión, la presión causa que el tubo de
bourdon intente enderezarse, causando que
el tip se desplace.
¿Cómo trabaja un manómetro de
presión?
• El movimiento del tip es transmitido a través
del eslabón al movimiento, el cual convierte
el movimiento lineal del tubo bourdon en un
movimiento de rotación que causa que el
puntero se mueva e indique la medición de
la presión en la carátula.
Expansión del
bourdón
14
21
7
0
Kg/cm2
Presión en el
manómetro
Presión
Presión
28
14
21
7
0
Kg/cm2
Desplazamiento
del tip
Presión
Presión
28
14
21
7
0
Kg/cm2
Rotación del eje
y puntero
Presión
Presión
28
Usos de un manómetro de presión.• Proveer información de operación.
• Proveer datos de prueba.
• Medición de cantidades.
• Indicar eficiencia operacional.
• Medición de fuerzas.
Selección de un manómetro de
presión.Cuando se selecciona un manómetro de
presión, es importante considerar los
siguientes factores:
1.- Rango de presión (unidades de medida)
2.- Rango de temperatura
3.- Condiciones que afectan al instrumento
4.- Composición del fluido
Selección de un manómetro de
presión.5.- Temperatura del fluido
6.- Condiciones ambientales
7.- Método de instalación
8.- Exactitud requerida
9.- Venteo de cajas
Rango de presión.• Generalmente se recomienda un rango para el
manómetro de dos veces la presión de trabajo
para máxima exactitud, seguridad y para extender
la vida del instrumento. La presión de operación
deberá estar siempre limitada al 75% del rango
máximo del manómetro.
• Cuando se tienen presentes presiones pulsantes,
la presión de operación deberá ser limitada a 2/3
del rango máximo del manómetro.
14
14
21
7
0
Kg/cm2
28
Presión
Límite de operación general=
75% del rango
 para 28 Kg/cm2 es 21 Kg/cm2
21
7
0
Kg/cm2
28
Presión
Límite de operación en presiones
pulsantes= 2/3 del rango
 para 28 Kg/cm2 es 18.6 Kg/cm2
Rango de temperatura.• El rango de temperatura ambiente en donde la
operación de un manómetro es adecuada es la
siguiente:
- Manómetros soldados con soldadura de plata,
- 40 ºC a 50 ºC (-40 ºF a 120 ºF)
- Manómetros soldados con Tig,
- 40 ºC a 88 ºC (-40 ºF a 190 ºF)
-Manómetros llenos de líquido,
- 18 ºC a 60 ºC (0 ºF a 140 ºF)
Condiciones que afectan al
Instrumento.• En aplicaciones donde se involucran fluctuaciones
severas de presión, vibraciones y/o pulsaciones,
el uso de restrictores es recomendado. También,
un manómetro lleno de líquido debe
considerarse.
• El líquido de llenado lubrica el
movimiento y reduce la fricción y
el desgaste. El líquido de llenado
también previene de la afectación
por la humedad y atmósferas
corrosivas a las partes internas.
Condiciones que afectan al
Instrumento.El líquido de llenado más común es la glicerina.
El silicón puede ser utilizado en aplicaciones
donde se esperan temperaturas extremas
Composición del fluido a presión.• Debido a que el elemento sensor de un
manómetro puede estar expuesto directamente
al fluido a medir, es necesario considerar las
características de este fluido.
• Este fluido puede ser corrosivo, puede ser un
gas o líquido, puede solidificar a diferentes
temperaturas o puede contener sólidos que
dejen depósitos dentro del elemento sensor.
Composición del fluido a presión.• Para fluidos a presión que no solidifican bajo
condiciones normales o dejan depósitos, un
manómetro de tubo bourdon es aceptable.
• Debe considerarse el uso de Sellos químicos
cuando las partes del elemento sensor no sean
compatibles con el fluido a presión.
• Consultar la Tabla de Compatibilidad Química
para seleccionar el material adecuado.
Temperatura del fluido a presión.• Vapor u otros fluidos calientes pueden elevar
la temperatura de los componentes del
manómetro por encima de los límites de
trabajo seguro de las uniones soldadas.
• En este caso, es recomendado que un sello
químico o un sifón sea usado en conjunto con
el manómetro.
• Sellos químicos o un capilar remoto puede ser
considerado para estos casos.
Condiciones ambientales.• El rango de temperatura ambiente normal de
trabajo para manómetros uso estándar es de
- 40 ºC a 50 ºC (-40 ºF a 120 ºF),
• Para manómetros de proceso es de - 40 ºC a
88 ºC (-40 ºF a 190 ºF), y
• Para manómetros llenos de líquido es de
- 18 ºC a 60 ºC (0 ºF a 140 ºF)
Condiciones ambientales.• El error causado por los cambios de temperatura
es aproximadamente +/- 1% por cada 10 ºC
(50 ºF).
La temperatura de referencia es 24 ºC (75 ºF).
• Montaje remoto del manómetro utilizando un
sello químico es una alternativa para aplicaciones
que involucran temperaturas ambiente extremas.
Condiciones ambientales.• La humedad y los efectos del clima deben ser
considerados. Los manómetros llenos de líquido
pueden prevenir condensación interna.
• Para uso en exteriores, es recomendado el uso
de manómetros con caja de acero inoxidable,
latón o plástico.
• Choques mecánicos, vibración, polvo y humedad
son aspectos que se deben tomar en cuenta al
seleccionar un manómetro.
Método de Instalación.• La mayoría de los manómetros están disponibles
en conexión inferior y conexión posterior, ya sea
centrada o abajo, en conexión roscada NPT.
Otros tipos de roscas y conexiones especiales
son factibles de fabricar.
• Los manómetros Metron se calibran en posición
vertical y en esa posición deben ser instalados.
Para aplicaciones donde el manómetro se instala
horizontalmente, o vertical invertido, debe ser
recalibrado en la posición en la que sera usado.
Exactitud requerida.• Los manómetros Metron son
fabricados con exactitudes de
2% hasta 0.5% a escala
completa.
• Generalmente, entre
mayor exactitud tenga un
manómetro, tendrá un
diámetro de carátula más
grande y será más costoso.
Venteo en manómetros llenos
de líquido.• Los manómetros llenos de líquido generalmente
tienen un tapón de llenado/venteo, de material
elastómero, el cual puede facilmente cortarse o
desprenderse después de la instalación para
permitir el venteo de la caja.
Tapón de
venteo
• Esto se recomienda para
todos los manómetros
llenos de líquido, especialmente
aquellos con rango máximo de 7 kg/cm2 (100 psi)
o menos. Esto compensa los cambios atmósfericos
que pueden afectar la calibración del manómetro.
Terminología.• Conexión:
Es el principal componente y sirve de soporte al
ensamble completo del manómetro; es donde
está soldado el elemento sensor de presión y es
el medio de conexión a la línea de presión que
se quiere medir.
• Tubo bourdon:
Es un tubular elástico; es el elemento sensor de
presión. Puede tener forma tipo “C”; helicoidal,
o espiral.
Terminología.Movimiento:
Es el componente que convierte el movimiento
del elemento sensor en movimiento rotatorio
del puntero.
Terminología.• Calibración:
Es el proceso de ajustar el mecanismo y hacer
que la lectura indicada por el manómetro esté
dentro de los límites de exactitud especificados.
• Caja:
Es la carcaza que soporta, protege y cubre los
elementos internos del manómetro.
Terminología.• Manómetro compuesto:
Es un manómetro que indica
tanto presión positiva como
presión negativa.
• Condiciones ambientales:
Las condiciones externas al manómetro,
incluyendo clima, temperatura, humedad,
atmósfera salina, vibración, atmosfera
corrosiva y condiciones similares que
pueden afectar el desempeño del manómetro.
Terminología.• Falla por fatiga:
Es la falla del elemento elástico como resultado
de repetidas aplicaciones de esfuerzos.
• Error por fricción:
Es la diferencia entre lecturas antes y despues
de que el manómetro ha sido ligeramente
golpeado.
Terminología.• Error de hysteresis:
Es la diferencia entre lecturas
de presiones crecientes y
presiones decrecientes en
cualquier punto de la escala,
obtenidas durante un ciclo de
presión, después de eliminar
el error por fricción.
• Condiciones normales de operación:
Son las condiciones ambientales en las cuales la
exactitud especificada aplica.
Terminología.• NPT:
American Standard Taper Pipe Threads. Norma
americana para roscas cónicas de tubo.
• Presión de operación:
La presión a la cual el manómetro es
normalmente operado.
• Sobrepresión:
La aplicación de una presión más alla del rango
de la escala completa.
Terminología.• Falla por sobrepresión:
Falla del elemento elástico
causada por la aplicación de
una presión en exceso de la
presión especificada para el
elemento.
• Puntero:
Componente que en conjunto con la carátula
indican la lectura de presión.
Terminología.• Tapón de desfogue:
Es un tapón insertado en la caja del manómetro
que en caso de un evento de fuga del elemento
desfoga la presión, previniendo una falla mayor
en la estructura del manómetro.
• Pulsación:
Es un incremento periódico de presión.
Tapón de venteo
o desfogue
Terminología.• Restrictor:
Es un accesorio que restringe el flujo del fluido
entre la fuente de presión y el manómetro.
• Repetibilidad:
La máxima diferencia entre dos o más lecturas
consecutivas de la misma para la misma presión
aplicada bajo las mismas condiciones de
operación.
Construcción.-
Tubo Bourdon
(elemento
elástico)
Caja
Carátula Conexión
Escala
Aguja
Elemento
de tope
Manómetro
ensamblado
Mirilla
bisel
Tip
Eslabón
Movimiento
Exactitud.• Es la conformidad de la indicación de un
instrumento respecto a su valor verdadero.
• Es la diferencia (error) entre el valor verdadero
y la indicación del instrumento y está expresada
como un porcentaje del alcance máximo de la
escala.
• El error de exactitud incluye los errores de
hysteresis y de repetibilidad y no incluye el
error de fricción.
Grados de Exactitud (ASME B40.100).Error permisible en ±% del alcance máximo de la escala
Grado
0-25% span
25-75% span 75-100% span
4A
0.1
0.1
0.1
3A
0.25
0.25
0.25
2A
0.5
0.5
0.5
1A
1.0
1.0
1.0
A
2.0
1.0
2.0
B
3.0
2.0
3.0
C
4.0
3.0
4.0
D
5.0
5.0
5.0
Uso recomendado.Error permisible en ±% del alcance máximo de la escala
Grado
0-25% span
4A
3A
0.1
0.25
0.5
1.0
2.0
0.1
0.25
0.5
1.0
1.0
0.1
0.25
0.5
1.0
2.0
B
3.0
2.0
3.0
C
D
4.0
3.0
4.0
5.0
5.0
5.0
2A
1A
A
25-75% span
75-100% span
Equipo de laboratorio
Equipo para prueba
Patrón y proceso
Instrumentación
Medidor de presión
Indicador de presión
$ 2,519.00
¡Gracias!
$ 920.00
$ 1,399.00
$ 1,030.00
$ 939.00
$ 2,764
$ 2,519.00