انواع گیج فشار، از تجهیزات مهم در انواع صنایع به شمار می‌روند که برای سنجش و نمایش کمیت فشار در صنایعی چون صنایع شیمیایی نفت و گاز مورد استفاده قرار می‌گیرند. انواع گیج فشار با توجه به نوع سیال، نوع کاربری و محیطی که قرار است در آن استفاده شود، تولید می‌گردند.
در این مقاله، ضمن پاسخ به سوال گیج فشار چیست، انواج آن و مسائلی که بر انتخاب گیجی مناسب اثرگذار است را مورد بررسی قرار داده‌ایم. همراه وبلاگ آیرومارت باشید.
انواع گیج فشار مورد استفاده در صنعت + بررسی کامل مشخصات هرکدام
گیج فشار چیست؟
یکی از پرکاربردترین تجهیزات انداز‌گیری فشار در صنایع مختلف برای اندازهگیری فشار مایع و گاز، گیج فشار است که بر اساس نوع سیال، نوع کاربری و محیط استفاده در انواع مختلف و متنوعی تولید و استفاده میشود.
در گذشته، از لوله بوردون برای اندازهگیری فشار استفاده می‌شد که اساس کار آن، مبنای ساخت فشارسنج‌های امروزی است. در این دستگاه، از یک لوله منعطف استفاده می‌شد که عبور سیال از آن موجب تغییر وضعیت لوله می‌شد که حرکت عقربه دستگاه را منجر می‌شد.
امروزه، سیستم‌های مختلفی برای اندازهگیری فشار استفاده میشود که گیج فشار یکی از آن‌ها است. این گیج‌ها مدل‌ها و انواع مختلفی دارند اما نتیجه نهایی هر کدام یکسان است.
انواع گیج فشار، کاربردهای بسیاری در صنایع دارند. به عنوان مثال، در تست هیدرواستاتیک برای خوانش فشار اعمالی به لوله و مخازن، از گیج فشار استفاده میشود.
انواع گیج فشار بر اساس تکنیک اندازهگیری
بر اساس تکنیک اندازه گیری فشار، چندین نوع گیج فشار وجود دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره داشت:
گیج فشار خشک
یکی از رایج‌ترین انواع گیج فشار که در پروژه‌های صنعتی و تاسیساتی کاربرد دارد، انواع گیجهای فشار خشک است. درون این گیج خالی بوده و عقربه نمایشگر، فشار سیال را نشان می‌دهد.
دستگاه‌های مکانیکی و لوله‌هایی که به فشار سنج متصل میشوند، همواره لرزش دارند، به همین دلیل عدد این گیج‌ها ممکن است با مقدار دقیق تفاوت داشته باشد چرا که ارتعاش مداوم دارند و فشار دقیق را نمی‌توان از آن‌ها خواند.
این گیج‌ها، از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه‌تر دیگر انواع محسوب میشوند. اما در صورتی که در درون فضای نمایش‌دهنده، رطوبت ایجاد شود، خواندن فشار دقیق مشکل است.
از جمله کاربردهای گیج فشار خشک می‌توان به استفاده در کمپرسورهای هوا، مخازن تحت فشار، لوله و اتصالات و برخی از پمپ‌ها و ماشین آلات صنعتی اشاره کرد.
بدنه این گیج‌ها از جنس استیل، آلومینیوم یا کروم می‌تواند باشد اما متریال پرکاربرد در ساخت بدنه آن‌ها، انواع آلیاژهای آلومینیوم است. قیمت هر کیلو استیل ۳۱۶ یا ۳۰۴ که در ساخت گیج‌ها استفاده میشود را می‌توانید از آیرومارت استعلام بگیرید.
گیج فشار روغنی
تفاوت گیج فشار روغنی و خشک، در این است که در این گیج، درون محفظه نمایش‌دهنده فشار، از گلیسیرین یا سیلیکون پر شده است. استفاده از این موارد درون گیج، موجب میشود که ارتعاشات دستگاه‌ها موجب لرزش عقربه‌های فشارسنج نشده و فشار خوانده شده، دقیق‌تر باشد.
گلیسیرین و سیلیکون، گرانروی بالایی دارند و لرزش عقربه فشارسنج را دفع می‌کنند. این مواد همچنین با کاهش اصطکاک عقربه‌ها، موجب میشوند که راندمان بالاتر رفته و طول عمر فشار سنج نیز افزایش یابد.
به طور معمول، پورت گیج روغنی را از آلیاژ برنج تولید می‌کنند. جنس بدنه نیز از استیل است. لنز آن‌ها نیز می‌تواند از جنس شیشه یا طلق ساخته شود.
گیج فشار بوردون تیوب
در انواع گیج فشار بوردون تیوب، لوله‌ای خمیده به نام بوردون قرار گرفته که در صورتی که فشار داخلی یا خارجی به آن وارد شود، تغییر شکل می‌دهد. اعمال فشار داخلی، منجر به تغییر حالت آن از حالت خمیده به کشیده میشود که حذف این فشار نیز آن را به حالت ابتدایی برمی‌گرداند. اعمال فشار داخلی، موجب میشود که نوک لوله حرکت کرده و آن را به وسیله یک عقربه، به نمایشگر نشان‌دهنده فشار تبدیل کرد.
محدوده کاری این گیج‌ها وسیع است و از آن‌ها می‌توان برای اندازهگیری فشارهای مثبت و منفی استفاده کرد. البته، استفاده از این گیج در شرایط خلا چندان ممکن نیست چرا که دقت پایینی در این شرایط دارد. گیجهای فشار بردون کاربرد بسیاری دارند چرا که حساسیت و دقت آن‌ها بالا است.
مزایا
- اندازهگیری مستقیم فشار
- قیمت مناسب
- دقت بالا
- رنج کاری وسیع
- حساسیت بالا
- پاسخ سریع؛ به طور معمول ۰.۱ ثانیه برای تمام رنج ها
معایب
- نسبت به تغییرات دمایی حساس است. این حساسیت را می‌توان با استفاده از جبران‌سازهای بی‌فلز یا موادی که به دما حساس نباشند جبران کرد.
- عمر مفید آن‌ها با قرار گرفتن در معرض شوک و ارتعاش کاهش می‌یابد.
- سیستمی که برای هوا کالیبره شده باشد، برای هوا قابل استفاده است و سیستمی که برای مایع کالیبره شده باشد، مناسب استفاده برای مایع است.
- این سیستم اندازهگیری در فرایندهای دارای شوک و فرایندهای سریع، دارای محدودیت استفاده است.
گیج فشار دیافراگمی چیست
اساس کار انواع گیج فشار دیافراگمی، تغییر شکل یک غشا انعطاف‌پذیر است. بخش ورودی سیال به گیج از بخش داخلی گیج توسط دیافراگم جدا شده است. دیافراگم، دیسکی معطف به صورت مسطح یا موج‌های متحدالمرکز است. استفاده از تجهیزات مورد استفاده هوشمند به همراه دیافراگم‌ها در این گیج از مشکلات ناشی از اصطکاک و کالیبراسیون جلوگیری می‌کند.
انواع گیج فشار دیافراگمی، گزینه‌ای مناسب برای اندازهگیری دقیق فشار در سیالات گازی به شمار می‌روند. ساخت آن‌ها در محدوده‌های فشار ۰ تا ۰.۶ بار یا ۰ تا ۶۰۰ میلی بار و در کلاس های دقت ۰.۱ و ۲.۵ انجام میشود.
این گیج‌ها را به طور معمول در سیستم‌های پنوماتیک فشار پایین، دریچه‌های تنفس، پمپ‌های وکیوم و مونیتورینگ افزایش فشار کاربرد دارند. در مواردی که سیال حاوی ذرات معلق و جامد باشد، زمانی که سیال فرایندی خورنده باشد و نیاز به تعویض مکرر گیج باشد و برای فرایندهای صنایع بهداشتی و غذایی و در شرایطی که احتمال یخ زدن یا جامد شدن سیال وجود داشته باشد، کاربرد آن‌ها نیز رایج است.
مزایا
- قابل استفاده برای سنجش فشارهای پایین
- قیمت مناسب
- محدوده کاری وسیع
- جداسازی سیال از فرآیند
- قابل اطمینان
گیج اختلاف فشار
اندازه گیری اختلاف فشار بین دو نقطه، با استفاده از انواع گیج اختلاف فشار انجام میشود. در این نوع گیج، برخلاف گیجهای معمول که یک ورودی برای سیال دارند، دو ورودی برای سیال طراحی شده است تا اختلاف بین دو نقطه را اندازهگیری کرده و بر روی نمایشگر خود نشان دهد.
کاربرد عمده این انواع گیج فشار، در سیستم‌های فیلتراسیون است. در سیستم‌های فیلتراسیون که جداسازی ذرات را از مایع یا گاز انجام می‌دهند، ممکن است فیلتر توسط این ذرات گرفته شود که در این شرایط افت فشار اتفاق می‌افتد.
گیج اختلاف فشار، اختلاف فشار ورودی و خروجی را نشان داده و در این صورت می‌توان گرفتگی را تشخیص داد. ولوها، کندانسورها و اوپراتورها را نیز می‌توان با استفاده از انواع گیج اختلاف فشار مورد بررسی قرار داد.
گیج فشار دیجیتال
در گیج های فشار دیجیتال، فشار اندازهگیری شده به شکل دیجیتال روی صفحه نمایش، نشان داده میشود. دقت این گیج‌ها بسیار بالا و در حدود ۰.۰۵% درصد است. این تجهیزات حساس را نباید در شرایط نامناسب به کار برد. گیج فشار دیجیتال، دارای انواع مختلف تک ورودی، تفاضلی، دو ورودی، مطلق و تابلویی است.
در صنایع نفت و گاز، تجهیزات، تعمیرات و نگهداری و کالیبراسیون از این نوع گیج استفاده میشود.
تست گیج
تست گیج، نوعی گیج فشار است که دو نوع دیجیتال و آنالوگ دارد. این گیج‌ها دقت بسیار بالایی داشته و معمولا برای کالیبره کردن ابزار دقیق، مورد استفاده قرار می‌گیرند. از جمله کاربردهای آن‌ها می‌توان به اندازهگیری دقیق فشار در آزمایشگاه‌ها، اندازهگیری فشار با دقت بالا و استفاده به عنوان گیج فشار مرجع برای تست گیجهای صنعتی اشاره کرد.
در انتخاب گیج فشار، چه مواردی را باید مورد توجه قرار داد؟
در هنگام انتخاب گیج فشار، باید عواملی از جمله واحد اندازهگیری فشار که گیج نمایش می‌دهد، متریال ساخت آن، سایز گیج و کلاس دقت آن را مورد توجه قرار داد. بدیهی است که نوع گیج یکی از عامل بسیار مهم در انتخاب آن است که انواع آن را شرح دادیم.
سایز گیج فشار
گیجهای فشار، در اندازه‌های مختلف با قطر صفحه متنوع ساخته میشوند و اندازه استاندارد آن‌ها به واحد میلی‌متر بیان میشود. بر اساس استاندارد EN 837، گیج‌ها یکی از اندازه‌های ۴۰، ۵۰، ۶۳، ۸۰، ۱۰۰، ۱۶۰ و ۲۵۰ میلی‌متر را دارند.
| واحدهای اندازه گیری فشار | |
| واحد اندازه گیری فشار (فارسی) | واحد پاسکال |
| ۱ بار (Bar) | ۱۰^۵ |
| ۱ کیلوگرم بر سانتی متر مربع (kg/cm۲) | ۹.۸۰۶۶۵ × ۱۰^۴ |
| ۱ کیلوگرم نیرو بر سانتی متر مربع (kgf/cm۲) | ۹.۸۰۶۶۵ × ۱۰^۴ |
| ۱ اتمسفر (atm (Standard)) | ۱.۰۱۳۲۵ × ۱۰^۵ |
| ۱ تور (Torr) | ۱.۳۳۳۲۲۴ × ۱۰^۲ |
| ۱ سانتی متر آب (cmH۲O) | ۹۸.۰۶۶۵ |
| ۱ میلی متر آب (mmH۲O) | ۹.۸۰۶۶۵ |
| ۱ پوند بر اینچ مربع (lbf/in۲ (Psi)) | ۶.۸۹۴۸ × ۱۰^۳ |
| ۱ اونس بر اینچ مربع (oz/in۲ (ozf/in۲)) | ۴.۳۰۹۲۲ × ۱۰^۲ |
| ۱ اینچ آب (oz/in۲ (ozf/in۲)) | ۳.۳۷۶۸۵ × ۱۰^۳ |
به طور معمول انواع گیج فشار، فشار را به صورت بار و میلی بار نشان می‌دهند و دو واحد مدرج دارند که واحد psi را نیز نشان می‌دهد. خرید این گیج‌ها با سایر واحدهای اندازهگیری، به صورت سفارشی انجام میشود.
کلاس دقت
ماکزیمم حد خطای قابل قبول گیج های فشار، با کلاس دقت آن مشخص میشود. به عنوان مثال، در گیج فشار با محدوده ۱۰ بار و دقت کلاس ۴، مقدار فشار خوانده شده، ۴ درصد با فشار واقعی تفاوت دارد. در جدول زیر می‌توانید کلاس دقت و انواع خطای گیج فشار را مشاهده نمایید:
| دقت اندازه گیری گیج های فشار | |
| کلاس دقت | حد مجاز خطا |
| ۰.۱ | ۰.۱% |
| ۰.۲۵ | ۰.۲۵% |
| ۰.۶ | ۰.۶% |
| ۱ | ۱% |
| ۱.۶ | ۱.۶% |
| ۲.۵ | ۲.۵% |
| ۴ | ۴% |
متریال ساخت گیج
از آن‌جایی‌که گیج های فشار در سیالات مختلف و صنایع متفاوت مورد استفاده قرار می‌گیرند، جنس آن‌ها که در تماس با محیط و سیال قرار می‌گیرد نیز مهم است.
محل اتصال گیج و بدنه آن، می‌تواند از متریال مختلف از جمله استیل، برنج، چدن، فولاد کششی، پلی پروپیلن، رزین فنولیک و آلومینیوم ساخته شود که هر کدام در یک محیط قابل استفاده خواهند بود. به عنوان مثال، در محیط‌های خورنده، بهتر است از گیجی با بدنه استیل استفاده شود. درباره این آلیاژها، همچون فولاد زنگ نزن می‌توانید در آیرومارت مطالعه کنید. در آیرومارت، درباره اینکه چدن چیست نیز بحث کرده‌ایم.
گیج های فشار را چگونه متصل می‌کنند؟
انواع گیج فشار، به سه شکل زیر ارائه میشوند:
- دارای اتصال رزوه‌ای استاندارد: این گیج‌ها یک اتصال نرگی پیچی دارند.
- دارای اتصال رزوه‌ای مادگی: با اتصال مادگی پیچی ارائه میشوند.
- گیح فشار فلنجی: محل اتصال آن‌ها دارای فلنج است.
هر یک از این انواع، به صورت اتصال عمودی یا افقی قابلیت نصب در سیستم را دارند. اگر می‌خواهد بدانید فلنج چیست، در آیرومارت درباره آن مطالعه نمایید.
سخن نهایی
گیج فشار یک دستگاه اندازهگیری است که برای اندازهگیری فشار سیالات یا گازها به کار می‌رود. این ابزار با تبدیل فشار به یک سیگنال قابل اندازهگیری الکتریکی، اطلاعات مرتبط با فشار را نمایش می‌دهد.
انواع گیج فشار با اصول عملکرد متنوعی مانند دیافراگمی، اختلاف فشار، تست گیج و دیجیتال عرضه میشوند، که هر کدام مزایا و محدودیت‌های خود را دارند. این وسیله از اهمیت بسیاری در صنعت، علم، پزشکی و سایر بسیاری از حوزه‌های فناوری برخوردار است و به مراقبت از ایمنی و کنترل فرآیندها در صنایعی چون صنعت پتروشیمی کمک می‌کند.
مجموعه آیرومارت، این مقاله را با در نظر داشتن اهمیت انواع گیج فشار تهیه کرده است. بازرگانی فولاد آیرومارت، سالهاست که در بازار آهن آلات فعالیت دارد و انواع مقاطع فولادی و مواد اولیه مختلف برای ساخت و تولید در تمامی صنایع را ارائه می‌دهد. شما می‌توانید قیمت تمامی مقاطع از جمله قیمت هر کیلو استیل ۳۰۴ را از بازرگانی فولاد آیرومارت و صفحات قیمت محصولات مختلف استعلام بگیرید.
کارشناسان مشاور آیرومارت
