คุณจะระบุและเลือกเกจวัดแรงดันที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานของคุณได้อย่างไร

เหตุใดการเลือกเกจวัดแรงดันจึงมีความสำคัญ

เกจวัดแรงดันเป็นหนึ่งในเครื่องมือที่พบได้ทั่วไปในโรงงานอุตสาหกรรม แต่บ่อยครั้งมักไม่ได้ระบุไว้หรือถูกเลือกไว้โดยไม่ได้ใส่ใจกับสภาวะที่ต้องเผชิญอย่างเพียงพอ เกจที่ไม่ตรงกันอาจทำงานล้มเหลวก่อนเวลาอันควร ให้การอ่านที่ไม่ถูกต้อง หรือในกรณีที่เลวร้ายที่สุด อาจเกิดการแตกร้าวภายใต้สภาวะแรงดันเกิน ก่อให้เกิดอันตรายด้านความปลอดภัย และเวลาหยุดทำงานที่มีค่าใช้จ่ายสูง ไม่ว่าคุณจะใช้เครื่องมือในสายการผลิตใหม่ เปลี่ยนเกจวัดอายุ หรือสร้างมาตรฐานทั่วทั้งโรงงาน แนวทางที่มีโครงสร้างในการกำหนดคุณสมบัติและการเลือกจะช่วยให้มั่นใจได้ถึงอายุการใช้งานที่ยาวนาน ความน่าเชื่อถือในการวัด และการปฏิบัติตามกฎระเบียบ คู่มือนี้จะอธิบายปัจจัยสำคัญทุกประการที่คุณต้องประเมิน

ขั้นตอนที่ 1: กำหนดช่วงและประเภทแรงดันของคุณ

พารามิเตอร์แรกและพื้นฐานที่สุดคือช่วงแรงดันในการใช้งาน ควรเลือกเกจเพื่อให้แรงดันใช้งานปกติอยู่ภายใน 25% ถึง 75% ของช่วงเต็มสเกล ช่วยให้มั่นใจได้ว่าท่อ Bourdon หรือองค์ประกอบการตรวจจับทำงานในโซนที่แม่นยำและปลอดภัยทางกลไกมากที่สุด การใช้เกจอย่างสม่ำเสมอใกล้กับช่วงสูงสุดจะเร่งความเมื่อยล้าและนำไปสู่ความล้มเหลวก่อนเวลาอันควร

คุณต้องระบุประเภทของการวัดแรงดันที่ต้องการด้วย:

• เกจวัดแรงดัน (psig/barg) วัดความดันสัมพันธ์กับความดันบรรยากาศ ซึ่งเป็นประเภทที่พบบ่อยที่สุดสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมทั่วไป เช่น ระบบอัดอากาศ วงจรไฮดรอลิก และการกระจายน้ำ
• ความดันสัมบูรณ์ (psia / bara) วัดความดันสัมพันธ์กับสุญญากาศที่สมบูรณ์แบบ ใช้ในการใช้งานที่ความแปรผันของบรรยากาศจะส่งผลต่อการวัด เช่น กระบวนการสุญญากาศหรือระบบที่ไวต่อระดับความสูง
• ความดันแตกต่าง วัดความแตกต่างระหว่างจุดแรงดันสองจุดในระบบ ซึ่งมักใช้สำหรับการตรวจสอบตัวกรอง การวัดการไหลผ่านปาก หรือการตรวจจับระดับในถังปิด
• แรงดันสุญญากาศ ใช้เมื่อระบบทำงานต่ำกว่าความดันบรรยากาศ โดยต้องมีเกจที่ออกแบบและสอบเทียบโดยเฉพาะสำหรับช่วงแรงดันลบ

สำหรับการใช้งานที่มีแรงดันพุ่งขึ้นหรือเป็นจังหวะบ่อยครั้ง เกจที่มีช่วงเต็มสเกลอย่างน้อยสองเท่าของแรงดันใช้งานปกติจะช่วยป้องกันความเสียหายของพอยน์เตอร์และความล้มเหลวของเคสเพิ่มเติม

ขั้นตอนที่ 2: ระบุสื่อกระบวนการและความเข้ากันได้ของวัสดุ

ลักษณะทางเคมีของตัวกลางในกระบวนการที่สัมผัสกับชิ้นส่วนที่เปียกของเกจเป็นจุดข้อมูลจำเพาะที่สำคัญซึ่งมักถูกมองข้ามไปจนกว่าการกัดกร่อนหรือการปนเปื้อนจะกลายเป็นปัญหา โดยทั่วไปแล้ว เกจท่อ Bourdon แบบมาตรฐานจะถูกสร้างขึ้นด้วยชิ้นส่วนเปียกที่เป็นทองเหลืองหรือทองแดง ซึ่งใช้ได้กับน้ำ อากาศ น้ำมัน และก๊าซที่ไม่กัดกร่อนหลายชนิด แต่ไม่เหมาะสำหรับสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อน น้ำทะเล หรือการใช้งานที่มีความบริสุทธิ์สูง

สำหรับสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ชิ้นส่วนเปียกที่เป็นสแตนเลส (โดยทั่วไปคือ 316L SS) คือการอัพเกรดมาตรฐาน สำหรับกรด ฮาโลเจน หรือสารประกอบคลอรีนที่มีฤทธิ์รุนแรงสูง ลองใช้เกจที่มีซีลไดอะแฟรม Monel, Hastelloy C หรือ PTFE ในการใช้งานด้านอาหาร เครื่องดื่ม และยา เกจต้องเป็นไปตามมาตรฐานด้านสุขอนามัย ซึ่งกำหนดให้มีพื้นผิวเปียกที่เป็นสเตนเลสสตีลขัดเงาด้วยไฟฟ้า การเชื่อมต่อแบบไตรแคลมป์ และวัสดุที่ได้รับอนุมัติภายใต้ข้อบังคับของ FDA หรือ EC 1935/2004

เมื่อสื่อในกระบวนการมีความหนืด คล้ายสารละลาย มีของแข็ง หรือต้องไม่สัมผัสกับส่วนภายในของเกจโดยตรง ซีลไดอะแฟรม (ซีลเคมี) ควรระบุ ซีลไดอะแฟรมจะแยกเกจออกจากของเหลวในกระบวนการในขณะที่ส่งแรงดันผ่านของเหลวเติม — โดยทั่วไปคือกลีเซอรีน น้ำมันซิลิโคน หรือทางเลือกเกรดอาหาร — ไปยังองค์ประกอบการตรวจจับ

ขั้นตอนที่ 3: เลือกขนาดหน้าปัดและระดับความแม่นยำที่เหมาะสม

ขนาดหน้าปัดส่งผลต่อทั้งความสามารถในการอ่านค่าและความแม่นยำทางกายภาพที่ได้จากกลไกเกจ ขนาดหน้าปัดทั่วไปสำหรับเกจอุตสาหกรรมได้แก่ 63 มม. (2.5 นิ้ว), 100 มม. (4 นิ้ว) และ 160 มม. (6 นิ้ว) แป้นหมุนที่ใหญ่ขึ้นช่วยให้ทำเครื่องหมายได้ละเอียดยิ่งขึ้น และอ่านได้ง่ายขึ้นจากระยะไกล ทำให้เหมาะสำหรับแผงควบคุมและสถานที่ที่ผู้ปฏิบัติงานต้องสังเกตการอ่านขณะปฏิบัติงานอื่น

ระดับความแม่นยำกำหนดข้อผิดพลาดที่อนุญาตเป็นเปอร์เซ็นต์ของช่วงเต็มสเกล มาตรฐานอ้างอิงอย่างกว้างขวางที่สุดคือ EN 837 (ยุโรป) และ ASME B40.100 (อเมริกาเหนือ) ระดับความแม่นยำโดยทั่วไปและการใช้งานมีสรุปดังนี้:

สำหรับการใช้งานบนพื้นโรงงานส่วนใหญ่ คลาส 1.6 หรือคลาส 2.5 ให้ความสมดุลที่เพียงพอระหว่างความแม่นยำและราคา ระดับความแม่นยำที่สูงกว่านั้นเหมาะสมในสภาพแวดล้อมการสูบจ่าย การถ่ายโอนการควบคุม หรือการสอบเทียบ ซึ่งความไม่แน่นอนในการวัดจะต้องลดลงให้เหลือน้อยที่สุด

ขั้นตอนที่ 4: ระบุการเชื่อมต่อกระบวนการ

การเชื่อมต่อกระบวนการคือส่วนต่อประสานทางกลระหว่างเกจกับท่อหรืออุปกรณ์ การระบุประเภทหรือขนาดการเชื่อมต่อไม่ถูกต้องอาจส่งผลให้เกิดการรั่ว การข้ามเธรด หรือไม่สามารถติดตั้งเกจได้โดยไม่ต้องใช้อะแดปเตอร์ที่ทำให้เกิดจุดเสียหายเพิ่มเติม ตัวแปรหลักสามตัวที่ต้องระบุคือ:

• ประเภทการเชื่อมต่อ: ที่พบมากที่สุดคือ NPT (National Pipe Thread, เรียว) ในอเมริกาเหนือและ BSP (ท่อมาตรฐานอังกฤษ) ในยุโรปและเอเชียแปซิฟิก การเชื่อมต่อแบบหน้าแปลนใช้สำหรับเกจขนาดใหญ่หรือในกรณีที่คาดว่าจะมีการถอดออกบ่อยครั้ง การเชื่อมต่อด้านสุขอนามัย (tri-clamp, DIN 11851) ใช้ในสภาพแวดล้อมที่ถูกสุขลักษณะ
• ขนาดการเชื่อมต่อ: โดยทั่วไปคือ 1/4 นิ้ว, 1/2 นิ้ว หรือ 1/4 นิ้วใน BSP ขนาดที่ใหญ่กว่าจะใช้สำหรับการใช้งานที่มีการไหลสูงกว่าหรือมีแรงดันสูงกว่า จับคู่ขนาดการเชื่อมต่อกับข้อกำหนดระบบท่อที่มีอยู่ของคุณเพื่อหลีกเลี่ยงข้อต่อลดทุกครั้งที่เป็นไปได้
• ตำแหน่งการเชื่อมต่อ: รายการด้านล่าง (ที่ยึดด้านล่าง) เป็นมาตรฐานสำหรับการติดตั้งบนแผงหรือบนพื้นผิว ทางเข้าด้านหลัง (ที่ยึดด้านหลัง) เหมาะกับการติดตั้งท่อโดยตรง โดยที่หน้าเกจต้องราบกับพื้นผิวแผง

ขั้นตอนที่ 5: พิจารณาสภาพแวดล้อมการทำงาน

สภาพแวดล้อมการติดตั้งจะกำหนดข้อกำหนดทางกลและการป้องกันที่จำเป็นสำหรับประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ในระยะยาว มาตรวัดที่ติดตั้งกลางแจ้ง ในพื้นที่น้ำท่วมขัง หรือในสภาพแวดล้อมชายฝั่ง ต้องมีเคสและหน้าต่างที่ได้รับการจัดอันดับอย่างน้อย IP65 สำหรับการป้องกันฝุ่นและน้ำเข้า การใช้งานทางทะเลและนอกชายฝั่งโดยทั่วไปต้องมีระดับ IP66 หรือ IP67 พร้อมด้วยวัสดุตัวเรือนที่ทนต่อการกัดกร่อน เช่น สแตนเลส 316

อุณหภูมิสุดขั้วสุดขั้วส่งผลกระทบต่อทั้งวัสดุเกจและของเหลวที่เติมในเกจที่เติมของเหลว การเติมกลีเซอรีนมาตรฐานมีความเหมาะสมจนถึงอุณหภูมิประมาณ -20°C; น้ำมันซิลิโคนขยายขีดจำกัดล่างเป็นประมาณ -40°C และเหมาะสำหรับการติดตั้งกลางแจ้งในสภาพอากาศหนาวเย็น อุณหภูมิโดยรอบที่สูงอาจทำให้กลีเซอรีนขยายตัวและรั่วไหลออกจากเคสได้ ดังนั้นจึงมักแนะนำให้ใช้การเติมซิลิโคนสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 60°C เช่นกัน

ในการใช้งานที่มีการสั่นสะเทือนอย่างมาก เช่น ใกล้คอมเพรสเซอร์ ปั๊ม หรือเครื่องยนต์ เกจวัดบรรจุของเหลว ขอแนะนำอย่างยิ่ง ของเหลวเติมจะช่วยลดการสั่นของพอยน์เตอร์ ซึ่งจะทำให้ไม่สามารถอ่านค่าได้ และทำให้ท่อ Bourdon อ่อนล้าอย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ การระบุเกจด้วยแผงด้านหน้าที่มั่นคงและส่วนเป่าลมด้านหลังจะช่วยป้องกันแรงดันเกินโดยการควบคุมการแตกของเคสออกจากผู้ปฏิบัติงาน

ขั้นตอนที่ 6: คำนึงถึงจังหวะ แรงดันเกิน และเงื่อนไขพิเศษ

การใช้งานจริงจำนวนมากเกี่ยวข้องกับสภาวะที่นอกเหนือไปจากการวัดความดันในสภาวะคงที่ แรงดันเป็นจังหวะ — โดยทั่วไปในระบบปั๊มลูกสูบหรือวงจรไฮดรอลิก — ต้องใช้เกจเติมของเหลวหรือการติดตั้ง ตัวหน่วงการเต้นเป็นจังหวะ (snubber) ในแนววัด Snubber จะจำกัดอัตราการไหลเข้าสู่เกจ และทำให้แรงดันที่เพิ่มสูงขึ้นก่อนที่จะไปถึงองค์ประกอบการตรวจจับ มีจำหน่ายในประเภทโลหะเผาผนึกที่มีรูพรุน วาล์วเข็ม หรือประเภทปาก ซึ่งแต่ละประเภทเหมาะกับความหนืดของตัวกลางและความถี่พัลส์ที่แตกต่างกัน

เหตุการณ์แรงดันเกินถือเป็นข้อพิจารณาสำคัญอีกประการหนึ่ง หากระบบประสบกับแรงดันไฟกระชากที่สูงกว่าช่วงเต็มของเกจ — ในระหว่างสตาร์ท การปิดวาล์ว หรือการสั่งงานวาล์วระบาย — การระบุเกจที่มีการหยุดแรงดันเกินหรือการเลือกเกจที่ได้รับการจัดอันดับอย่างน้อย 130% ของแรงดันที่คาดไว้จะป้องกันความเสียหายที่ตัวชี้ถาวรและข้อผิดพลาดจากการเปลี่ยนศูนย์

สำหรับบริการไอน้ำ ควรติดตั้งท่อกาลักน้ำ (กาลักน้ำแบบหางเปีย) ระหว่างจุดเชื่อมต่อของกระบวนการและเกจเสมอ เพื่อป้องกันไม่ให้ไอน้ำไหลสัมผัสกับท่อ Bourdon โดยตรง กาลักน้ำจะเติมคอนเดนเสทซึ่งทำหน้าที่เป็นแผงกั้นความร้อน ปกป้องภายในเกจในขณะที่ยังคงส่งแรงดันได้อย่างแม่นยำ

รายการตรวจสอบสรุปสำหรับข้อกำหนดเกจวัดความดัน

• กำหนดประเภทแรงดัน: เกจ สัมบูรณ์ ส่วนต่าง หรือสุญญากาศ
• ตั้งค่าช่วงการทำงานเพื่อให้แรงดันปกติลดลงที่ 25–75% ของขนาดเต็ม
• ระบุตัวกลางในกระบวนการและเลือกวัสดุเปียกที่เข้ากันได้
• ระบุซีลไดอะแฟรมหากสื่อมีฤทธิ์กัดกร่อน หนืด หรือต้องไม่สัมผัสกับภายในเกจ
• เลือกขนาดหน้าปัดตามความต้องการในการอ่านค่าและระดับความแม่นยำโดยพิจารณาจากวิกฤตของกระบวนการ
• ยืนยันประเภทการเชื่อมต่อ ขนาด และตำแหน่งตรงกับท่อที่มีอยู่
• ประเมินระดับสิ่งแวดล้อม (ระดับ IP) ช่วงอุณหภูมิ และวัสดุเคส
• ระบุการเติมของเหลว ตัวดูด หรือกาลักน้ำสำหรับการสูบเป็นจังหวะ การสั่น หรือบริการไอน้ำ
• ตรวจสอบการปฏิบัติตามมาตรฐานที่บังคับใช้ (EN 837, ASME B40.100, ATEX, SIL หากจำเป็น)