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¿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?
Fluido a presión
0
14
28Kg/cm2
7 21
Escala graduada
Puntero
Conexión para entrada de presión
¿Cómo trabaja un manómetro de presión?
• El elemento de medición o tubo bourdon estahecho de un tubo de pared delgada, dobladoen forma de semicírculo (tipo C) o enrolladoen un espiral (tipo helicoidal).
• Cuando la presión es aplicada al sistema demedición a través del puerto de presión oconexión, la presión causa que el tubo debourdon intente enderezarse, causando queel tip se desplace.
¿Cómo trabaja un manómetro de presión?
• El movimiento del tip es transmitido a travésdel eslabón al movimiento, el cual convierteel movimiento lineal del tubo bourdon en unmovimiento de rotación que causa que elpuntero se mueva e indique la medición dela presión en la carátula.
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 depresión, es importante considerar lossiguientes factores:
1.- Rango de presión (unidades de medida)
2.- Rango de temperatura
3.- Condiciones que afectan al instrumento
4.- Composición del fluido
5.- Temperatura del fluido
6.- Condiciones ambientales
7.- Método de instalación
8.- Exactitud requerida
9.- Venteo de cajas
Selección de un manómetro de presión.-
Rango de presión.-
• Generalmente se recomienda un rango para elmanómetro de dos veces la presión de trabajopara máxima exactitud, seguridad y para extenderla vida del instrumento. La presión de operacióndeberá estar siempre limitada al 75% del rangomáximo del manómetro.
• Cuando se tienen presentes presiones pulsantes,la presión de operación deberá ser limitada a 2/3del rango máximo del manómetro.
0
14
28Kg/cm2
7 21
Presión
Límite de operación general= 75% del rango para 28 Kg/cm2 es 21 Kg/cm2
0
14
28Kg/cm2
7 21
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 laoperación de un manómetro es adecuada es lasiguiente:
- 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 fluctuacionesseveras de presión, vibraciones y/o pulsaciones,el uso de restrictores es recomendado. También,un manómetro lleno de líquido debeconsiderarse.
• 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 unmanómetro puede estar expuesto directamenteal fluido a medir, es necesario considerar lascaracterísticas de este fluido.
• Este fluido puede ser corrosivo, puede ser ungas o líquido, puede solidificar a diferentestemperaturas o puede contener sólidos quedejen depósitos dentro del elemento sensor.
Composición del fluido a presión.-
• Para fluidos a presión que no solidifican bajocondiciones normales o dejan depósitos, unmanómetro de tubo bourdon es aceptable.
• Debe considerarse el uso de Sellos químicoscuando las partes del elemento sensor no seancompatibles con el fluido a presión.
• Consultar la Tabla de Compatibilidad Químicapara seleccionar el material adecuado.
Temperatura del fluido a presión.-
• Vapor u otros fluidos calientes pueden elevarla temperatura de los componentes delmanómetro por encima de los límites detrabajo seguro de las uniones soldadas.
• En este caso, es recomendado que un selloquímico o un sifón sea usado en conjunto conel manómetro.
• Sellos químicos o un capilar remoto puede serconsiderado para estos casos.
Condiciones ambientales.-
• El rango de temperatura ambiente normal detrabajo para manómetros uso estándar es de- 40 ºC a 50 ºC (-40 ºF a 120 ºF),
• Para manómetros de proceso es de - 40 ºC a88 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 temperaturaes aproximadamente +/- 1% por cada 10 ºC(50 ºF). La temperatura de referencia es 24 ºC (75 ºF).
• Montaje remoto del manómetro utilizando unsello químico es una alternativa para aplicacionesque involucran temperaturas ambiente extremas.
Condiciones ambientales.-
• La humedad y los efectos del clima deben serconsiderados. Los manómetros llenos de líquidopueden prevenir condensación interna.
• Para uso en exteriores, es recomendado el usode manómetros con caja de acero inoxidable,latón o plástico.
• Choques mecánicos, vibración, polvo y humedadson aspectos que se deben tomar en cuenta alseleccionar un manómetro.
Método de Instalación.-
• La mayoría de los manómetros están disponiblesen conexión inferior y conexión posterior, ya seacentrada o abajo, en conexión roscada NPT.Otros tipos de roscas y conexiones especialesson factibles de fabricar.
• Los manómetros Metron se calibran en posiciónvertical y en esa posición deben ser instalados.Para aplicaciones donde el manómetro se instalahorizontalmente, o vertical invertido, debe serrecalibrado 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 llenosde líquido.-
• Los manómetros llenos de líquido generalmentetienen un tapón de llenado/venteo, de materialelastómero, el cual puede facilmente cortarse odesprenderse después de la instalación parapermitir el venteo de la caja.
• Esto se recomienda para todos los manómetrosllenos de líquido, especialmente aquellos con rango máximo de 7 kg/cm2 (100 psi)o menos. Esto compensa los cambios atmósfericosque pueden afectar la calibración del manómetro.
Tapón de venteo
Terminología.-
• Conexión:Es el principal componente y sirve de soporte alensamble completo del manómetro; es dondeestá soldado el elemento sensor de presión y esel medio de conexión a la línea de presión quese quiere medir.
• Tubo bourdon:Es un tubular elástico; es el elemento sensor de presión. Puede tener forma tipo “C”; helicoidal, o espiral.
Movimiento:Es el componente que convierte el movimientodel elemento sensor en movimiento rotatoriodel puntero.
Terminología.-
Terminología.-
• Calibración: Es el proceso de ajustar el mecanismo y hacerque la lectura indicada por el manómetro estédentro de los límites de exactitud especificados.
• Caja:Es la carcaza que soporta, protege y cubre loselementos internos del manómetro.
Terminología.-
• Manómetro compuesto: Es un manómetro que indicatanto presión positiva como presión negativa.
• Condiciones ambientales:Las condiciones externas al manómetro, incluyendo clima, temperatura, humedad,atmósfera salina, vibración, atmosferacorrosiva y condiciones similares quepueden afectar el desempeño del manómetro.
Terminología.-
• Falla por fatiga: Es la falla del elemento elástico como resultadode repetidas aplicaciones de esfuerzos.
• Error por fricción:Es la diferencia entre lecturas antes y despuesde que el manómetro ha sido ligeramentegolpeado.
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 laexactitud especificada aplica.
Terminología.-
• NPT: American Standard Taper Pipe Threads. Normaamericana para roscas cónicas de tubo.
• Presión de operación:La presión a la cual el manómetro esnormalmente operado.
• Sobrepresión:La aplicación de una presión más alla del rangode la escala completa.
• Falla por sobrepresión: Falla del elemento elástico causada por la aplicación de una presión en exceso de lapresión especificada para el elemento.
• Puntero:Componente que en conjunto con la carátulaindican la lectura de presión.
Terminología.-
Terminología.-
• Tapón de desfogue: Es un tapón insertado en la caja del manómetroque en caso de un evento de fuga del elementodesfoga la presión, previniendo una falla mayoren 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 fluidoentre la fuente de presión y el manómetro.
• Repetibilidad:La máxima diferencia entre dos o más lecturasconsecutivas de la misma para la misma presiónaplicada bajo las mismas condiciones deoperación.
Construcción.-
CajaMovimiento
EslabónTubo Bourdon
(elemento elástico)
Aguja
biselMirilla
CarátulaConexión
Elemento de tope
Escala
Tip
Manómetro ensamblado
Exactitud.-
• Es la conformidad de la indicación de uninstrumento respecto a su valor verdadero.
• Es la diferencia (error) entre el valor verdaderoy la indicación del instrumento y está expresadacomo un porcentaje del alcance máximo de laescala.
• El error de exactitud incluye los errores dehysteresis y de repetibilidad y no incluye elerror 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
3A
2A
1A
A
B
C
D
0.1
0.25
0.5
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
0.1
0.25
0.5
1.0
1.0
2.0
3.0
5.0
0.1
0.25
0.5
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
Uso recomendado.-
Error permisible en ±% del alcance máximo de la escala
Grado 0-25% span 25-75% span 75-100% span
4A3A
2A1AA
B
CD
0.10.250.51.02.0
3.04.05.0
0.10.250.51.01.0
2.03.05.0
0.10.250.51.02.03.04.0
5.0
Equipo de laboratorio
Equipo para prueba
Patrón y proceso
Instrumentación
Medidor de presión
Indicador de presión