【Artigo técnico】Desvios de medição do transmissor de pressão absoluta e solução de falhas

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Os transmissores de pressão absoluta são utilizados na produção industrial para a medição da pressão absoluta ou do vácuo. Este artigo aborda, com base na aplicação desses transmissores em unidades de turbinas a vapor, as formas de lidar com falhas nos transmissores de pressão absoluta, além das experiências adquiridas em sua instalação em campo, sob cinco aspectos diferentes. http://yunrun.com.cn/upload/201807/09/201807090111483978.png Com base na coleta e organização de informações sobre o uso desses transmissores de pressão absoluta em diversas aplicações práticas, os cinco tipos de falhas mais comuns nesses dispositivos são apresentados a seguir. A Changhui Instruments compartilha suas experiências em relação à instalação e ao reparo desses transmissores, com base nas aplicações práticas e nos processos de diagnóstico de falhas. Desvios de medição e solução de problemas em transmissores de pressão absoluta yunrun.com.cn/tech/2070.html 1. Anomalias causadas por vazamentos nos tubos de medição Como o ponto de amostragem do transmissor de pressão absoluta é o mesmo que o do manômetro, e como ambos compartilham os mesmos tubos de medição e válvulas, se, durante a inspeção, constatarmos que o funcionamento do turbina e do sistema de condensação está normal, então devemos suspeitar que houve algum problema nos tubos de medição do vácuo. Por exemplo, em uma das vezes em que nossos técnicos realizaram inspeções periódicas nos instrumentos de medição no local, constatou-se que tanto o valor indicado pelo DCS para o vácuo do escape da turbina quanto o valor indicado pelo medidor de vácuo apresentavam anormalidades. Após a inspeção realizada pelos técnicos de instrumentação, foi constatado que a causa das anomalias nos instrumentos de medição foi a ruptura dos pontos de solda nas tubulações de medição. Os técnicos de manutenção de instrumentos no local disseram que a ruptura foi causada por vibrações. O transmissor de pressão absoluta mede a pressão absoluta no processo de produção. Pontos de solda, conexões de transmissores e conexões de válvulas são locais onde as falhas ocorrem com grande frequência. Como a faixa de medição do transmissor de pressão absoluta é pequena, acreditamos que ele seja frequentemente negligenciado durante a instalação e manutenção. Portanto, é difícil para os técnicos responsáveis pela manutenção dos instrumentos no local detectar vazamentos no sistema de vácuo durante as inspeções. Por isso, esse tipo de problema costuma ser descoberto somente durante o processo normal de produção, quando os operadores percebem que algo não está certo, e só então é possível saber onde está o problema. A partir do que foi dito acima, podemos concluir que, ao instalar o transmissor de pressão absoluta, o técnico responsável pela instalação deve ter cuidado para posicionar o transmissor da maneira correta. Além disso, é necessário garantir que os tubos de transmissão estejam bem conectados às conexões roscadas do transmissor, por meio de soldagem adequada. 2. A instalação inadequada causou acúmulo de líquido nos canais de medição do transmissor de pressão absoluta, o que afetou a exibição do valor de vácuo. As turbinas a vapor utilizadas para geração de energia a partir do calor residual da empresa apresentaram falhas durante seu funcionamento normal. Os técnicos responsáveis pela manutenção dos equipamentos descobriram que, durante o funcionamento, a pressão absoluta no condensador aumentava gradualmente. Como o ponto de amostragem do condensador de alta pressão está muito próximo ao ponto de amostragem do vácuo do condensador, os técnicos responsáveis pela manutenção dos instrumentos realizaram uma inspeção no condensador de alta pressão. Foi constatado que havia grandes variações nos valores medidos por esse condensador. Ao mesmo tempo, ao verificar a carga da unidade, não foram encontradas anomalias significativas. Os técnicos responsáveis pela manutenção dos instrumentos realizaram várias medições no condensador de baixa pressão, no vácuo do condensador e no condensador de alta pressão. Foi constatado que os valores dos dois primeiros eram semelhantes, enquanto os valores dos dois últimos apresentavam uma grande diferença. Com isso, ficou comprovado que o transmissor de pressão absoluto estava funcionando normalmente; portanto, a falha não foi causada por vazamentos nos tubos. Os técnicos responsáveis pela manutenção dos instrumentos acreditam que o grupo turbina utiliza cinco tubulações de amostragem, instaladas de maneira independente para coleta de amostras. Assim, foi possível concluir rapidamente que a falha no grupo turbina se deveu ao fato de que os instaladores não o montaram corretamente, o que causou obstruções durante o funcionamento da turbina. No entanto, durante o uso inicial e nos testes de purga do grupo turbina, não foram observadas nenhuma anomalia. Por isso, a equipe responsável pela manutenção dos instrumentos decidiu verificar gradualmente os tubos de medição. E os resultados dos testes confirmaram que suas suposições iniciais estavam corretas: a falha mecânica foi, de fato, causada pela instalação inadequada do tubo de amostragem. Os técnicos de manutenção de instrumentos disseram, posteriormente, que, após o problema de instalação dos instrumentos de medição, eles verificaram todos os tubos de medição utilizados pelos instrumentos de medição primários. Eles analisaram os problemas relacionados à instalação desses tubos em cada um dos instrumentos de medição primário. Como o transmissor de pressão absoluta mede o nível de vácuo, é necessário que o transmissor seja instalado em uma posição mais alta do que o equipamento no qual se encontram os tubos de medição da pressão. Para garantir que a água de condensação seja drenada dos tubos de medição, os técnicos responsáveis pela instalação dos instrumentos costumam utilizar um ângulo inclinado para cima na instalação das partes horizontais. Se houver um problema de acúmulo de água condensada no equipamento, é necessário verificar se existem tubos de pressão instalados na horizontal dentro do equipamento. Caso se encontrem tubos de pressão instalados nessa posição, basta reinstalá-los de forma que fiquem inclinados 45° em relação ao equipamento, e depois realizar a limpeza dos tubos. Portanto, após surgirem problemas com a localização dos instrumentos de medição desta vez, os técnicos responsáveis pela manutenção dos equipamentos reconfiguraram todos os tubos de medição, para garantir que cada um deles fosse instalado de acordo com os padrões necessários para a medição da pressão absoluta. Isso evita que, no futuro, ocorra o acúmulo de líquido condensado durante o funcionamento normal do equipamento. 3. Erros de medição causados pela discrepância entre a faixa de operação do transmissor de pressão absoluta e a faixa definida no DCS. Sabemos que existe um problema que gera erros frequentes nas medições dos instrumentos: a falta de ajuste da faixa de operação do transmissor de pressão absoluta de modo a corresponder à faixa definida no DCS. Como o transmissor de pressão absoluta só consegue refletir os valores reais de funcionamento do equipamento durante as operações de processo quando combinado com o DCS, ele é configurado de acordo com a faixa de medição necessária para o processo. Além disso, a faixa de medição definida no transmissor deve ser a mesma daquela configurada no DCS. Dessa forma, é possível evitar erros de medição. 4. Desvio do ponto zero do transmissor de pressão absoluta. Por exemplo, no conjunto de turbinas A dos equipamentos de separação de ar da empresa, durante o funcionamento normal, os operadores técnicos perceberam que os valores medidos pelo transmissor de vácuo do condensador de alta pressão estavam aumentando continuamente. Além disso, quando os técnicos responsáveis pela manutenção dos instrumentos realizaram inspeções nos equipamentos, constataram que também havia um desvio nos valores medidos do vácuo do condensador. Ao descobrirem isso, os técnicos de manutenção dos instrumentos, como de costume, realizaram uma simples limpeza dos tubos internos do equipamento. No entanto, essa limpeza não resolveu o problema de medição que estava ocorrendo. Por fim, os técnicos de manutenção de instrumentos decidiram remover o transmissor de pressão absoluta para realizarem uma inspeção mais detalhada. Durante uma inspeção detalhada do transmissor absoluto, foi constatado que em cada ponto de medição do transmissor havia um erro na saída contínua de 0,19 mA. O valor de erro normal deveria ser inferior a 0,08 mA; portanto, há uma diferença significativa entre os dois valores. Assim, os técnicos de manutenção dos instrumentos compararam esse valor com os relatórios de teste anteriores do transmissor. Eles constataram que os valores de pressão absoluta medidos anteriormente estavam muito próximos dos limites normais de erro de medição. Por isso, os técnicos concluíram que o erro de medição desta vez foi causado por um deslocamento no ponto zero do instrumento durante seu funcionamento. Ao analisarmos os registros anteriores de verificação dos testes, descobrimos algo muito importante: em comparação com os transmissores de diferença de pressão e os transmissores de pressão relativa, os transmissores de pressão absoluta tendem a sofrer mais desvios. Para determinar a razão disso, é possível analisar duas coisas: a estrutura do transmissor de pressão absoluta e o princípio de medição. A causa da deriva do ponto zero no transmissor de diferença de pressão é o fato de as duas extremidades do sensor do transmissor serem simétricas, o que acaba causando essa deriva. A causa da deriva do ponto zero no transmissor de pressão absoluta é a seguinte: ao contrário do que acontece com os transmissores de diferença de pressão, as extremidades do sensor do transmissor de pressão absoluta são assimétricas. Além disso, como a pressão de referência no lado de baixa pressão é muito estável, tanto a perda de pressão nessa área quanto vazamentos no interior do sensor, ou ainda deformações ou danos no material, podem causar deriva no ponto zero do transmissor de pressão absoluta. Além disso, o fenômeno de desvio do ponto zero nos transmissores de pressão absoluta não pode ser detectado por meio de métodos simples. O problema do desvio do ponto zero só pode ser identificado pelos técnicos de manutenção de instrumentos quando um valor inferior a 4 mA é registrado. Portanto, acreditamos que, ao verificar os transmissores de pressão absoluta, geralmente se utilizam instrumentos que permitem uma comparação direta. Se não houver instrumentos disponíveis para verificar o desvio, pode-se recorrer a um método de amostragem para resolver esse problema. Portanto, ao escolher um transmissor de pressão absoluta, deve-se optar por modelos de alta performance e alta estabilidade, como os importados da Rosemount, Yokogawa, Honeywell, etc. Existem também opções nacionais, como o transmissor de pressão absoluta feito de silício monocristalino YR-ER103. Na Changhui Instrument Network, é possível obter informações completas sobre transmissores de pressão absoluta. 5. Desvios de medição durante o processo de manutenção. Os técnicos responsáveis pela manutenção dos instrumentos costumam enfrentar problemas relacionados a erros de medição. As causas desses erros geralmente estão relacionadas aos seguintes fatores: ① Instrumentos padrão utilizados para calibração estão descalibrados. Na verdade, após investigações, verifica-se que esse problema é bastante raro. No entanto, como a utilização dos instrumentos padrão de pressão absoluta é muito diferente da utilização dos outros instrumentos padrão, eles precisam ser verificados com maior frequência. Portanto, os instrumentos padrão utilizados para calibração devem ser enviados, dentro do prazo estabelecido, a instituições autorizadas para realizar a calibração adequada. Além disso, o fenômeno de desvio do ponto zero nos transmissores de pressão absoluta é difícil de ser detectado por meios simples. Portanto, é necessário utilizar instrumentos que permitam uma comparação direta, e calibrar a bomba por meio de instrumentos de medição de vácuo. ②Erros de ajuste: Os transmissores de pressão absoluta são muito suscetíveis a desvios no ponto zero. Além disso, há uma grande probabilidade de erros de ajuste durante as manutenções realizadas pelos técnicos de campo. Os técnicos responsáveis pela manutenção dos instrumentos de medição nas fábricas costumam cometer os dois erros seguintes: ajustar o ponto zero, que não é um vácuo absoluto, para o ponto zero do transmissor de pressão absoluta, e ajustar a pressão atmosférica local para o valor máximo da escala. Portanto, no futuro, durante os processos de manutenção, devemos prestar mais atenção para corrigir os erros e reduzir as imprecisões. ③Influência da temperatura ambiente: Como a faixa de medição da pressão absoluta é muito pequena, as mudanças na temperatura ambiente têm um impacto significativo nela. Ao calibrar e ajustar os transmissores de pressão absoluta, se a temperatura do ambiente for reduzida de 20°C para 8°C, o valor medido aumentará em 3 kPa em relação ao valor anterior. Portanto, devemos seguir rigorosamente as especificações relativas às condições ambientais estabelecidas na norma JJG 882-2015 “Procedimentos de calibração de transmissores de pressão”. Durante o processo de manutenção, é necessário reduzir ao máximo o impacto da temperatura ambiente sobre esses dispositivos, visando minimizar os erros nos valores de pressão absoluta.