انتخاب گیج فشار اگرچه در نگاه اول فرایندی ساده و منفعل بهنظر میرسد، ولی در عمل تأثیر عمیق و گستردهای بر ایمنی فرآیند، پایداری تولید، عمر مفید تجهیزات و هزینههای عملیاتی دارد؛ به عبارت دیگر، یک انتخاب نادرست میتواند منجر به خطاهای اندازهگیری، عدم کشف فشارهای ناگهانی، تحمیل شوکهای مکانیکی بر اجزای سیستم، افزایش مصرف انرژی در تجهیزات کمکی، فرسایش زودرس قطعات متحرک، نشت سیالهای خطرناک، توقفهای اضطراری و بالاخره تحمیل هزینههای هنگفت تعمیر و تعویض و مسائل حقوقی یا زیستمحیطی شود، بنابراین در این راهنما بهصورت فنی و مهندسیمحور اشتباهات رایج را فهرست میکنیم، برای هر اشتباه توضیح فنی میدهیم که چرا رخ میدهد و چگونه از آن جلوگیری شود و در انتها چکلیست انتخاب و نصب و نگهداری را ارائه میکنیم تا خواننده بتواند انتخابی ایمن، دقیق و اقتصادی داشته باشد.
جهت آشنایی با گیج فشارچیست؟انواع|عملکرد|نحوه نصب کلیک کنید.
1.انتخاب رنج فشار نامناسب:
یکی از شایعترین اشتباهات که بهصورت پیوسته در پروژهها و سفارشات دیده میشود انتخاب گیجی است که یا رنج آن بسیار نزدیک به فشار کاری واقعی قرار دارد یا بالعکس رنج بسیار بالاتری نسبت به فشار واقعی سیستم انتخاب شده است؛ از منظر فنی انتخاب گیجی که فشار کاری در ناحیه بالایی مقیاس آن قرار گیرد باعث میشود عناصر مکانیکی داخل گیج مانند تیوب بوردون یا فنرها دائماً در نزدیکی کرنش حداکثری کار کنند و در نتیجه فرسایش خستگی، تغییر خواص الاستیک ماده و بروز خطای ماندگار در قرائت اتفاق بیفتد، و برعکس انتخاب رنج بسیار بالاتر موجب میشود که تغییرات کوچک فشار در بخش پایین مقیاس قابل تشخیص نباشند و رزولوشن عملیاتی کاهش یابد و اشتباهات کنترلی رخ دهد.
راهکار مهندسی ساده اما دقیق برای تعیین رنج بهینه این است که ابتدا فشار حداکثر فرآیند (Pmax) و فشار نرمال یا میانگین عملیاتی (Pop) محاسبه شود و سپس گیجی انتخاب گردد که Pop در محدوده حدود 60 تا 75 درصد مقیاس کامل (Full Scale) آن قرار گیرد، این قاعده باعث میشود گیج در نقطه کارکردی خود بهترین دقت و طول عمر را داشته باشد و در عین حال ظرفیت تحمل پیکهای غیرمعمول را نیز حفظ کند؛ برای سیستمهایی با پیکهای بسیار بالای ناگهانی باید علاوه بر این یک Snubber یا Dampener نصب شود و در مواردی که پیکهای فشاری مکرراً رخ میدهد، استفاده از گیجهایی با درجه محافظت بیشتر یا گیجهای الکترونیکی با فیلترینگ نرمافزاری توصیه میگردد.
2.نادیده گرفتن خواص سیال:
در بسیاری از پروژهها، مهندس یا خریدار تنها به فشار و دما توجه میکند و خواص فیزیکوشیمیایی سیال شامل خورندگی، ویسکوزیته، وجود بخار یا رطوبت، ذرات معلق، کفزایی و قابلیت واکنش با فلزات را مغفول میدارد؛ این غفلت باعث میشود که گیجهایی با بدنه برنج یا قطعات داخلی حساس در سیالات خورنده مانند اسیدها یا محلولهای بازی به سرعت تخریب شوند، یا در سیالات با ویسکوزیته بالا حرکت مکانیکی داخلی گیر کند و مقدار خوانش نمایش دادهشده خطا داشته باشد، یا در جریان بخار مستقیم بدون سیفون نصب شود و دمای بالا باعث آسیب به مکانیزم شود.
راهکار مهندسی این است که برای هر سیال ابتدا نمودار خواص و سازگاری مواد تهیه گردد، برای محیطهای خورنده از استنلس استیل 316L یا آلیاژهای مقاوم استفاده شود، در موارد شدید از دیافراگم جداکننده (Diaphragm Seal) و یا پوشش PTFE بهره گرفته شود و در موارد وجود ذرات معلق یا رسوبزا، تمهیدات فیلتر و دسترسی برای سرویس دورهای در طراحی لحاظ شود تا تماس مستقیم سیال با بخشهای حساس به حداقل برسد و عمر تجهیز تضمین شود.
3.استفاده از گیج خشک در محیطهای دارای لرزش و شوک فشاری:
گیجهای خشک در شرایط آرام و بدون ارتعاش عملکرد خوبی دارند ولی در محیطهایی که پمپها، کمپرسورها یا ماشینآلات سنگین در مجاورت نصب هستند ارتعاشات مکانیکی منجر به نوسان دائمی عقربه و ضربهزدن اجزای داخلی مانند تیغهها و چرخدندهها میگردد که نه تنها دقت را کاهش میدهد بلکه باعث شکست زودرس قطعات میشود.
در چنین مواردی انتخاب گیج پرشده با مایع (Liquid-Filled Gauge) که محفظه آن با گلیسیرین، سیلیکون یا روغن معدنی پر شده میتواند انرژی ارتعاش را جذب کرده و حرکت عقربه را نرم و پایدار کند و علاوه بر این در نوسانات دما تا حدی نقش میانگیر را بازی کند؛ برای کاربردهای با دمای بالا یا حساس که مایع پرکننده نباید تجزیه شود سیلیکون با دمای کاری گسترده توصیه میشود، ولی در کاربردهای عمومی گلیسیرین اقتصادی و مؤثر است؛ لازم است اشاره شود که استفاده از گیج پرشده با مایع نیازمند بررسی سازگاری مایع پرکننده با متریال گیج و شرایط دمایی است تا خود منبع خطا یا خوردگی نشود.
4.غفلت از تأثیر دما:
دمای کاری سیستم و دمای محیط نصب میتواند اثرات چندگانه و گاهاً غیرقابل بازگشتی بر عملکرد گیج داشته باشد؛ دماهای بالا سبب میشود مایعات پرکننده منبسط شده یا خواص الاستیک تیوب بوردون تغییر کند و در نتیجه خوانش دچار آفست یا تغییر بهره شود، در دماهای پایین ممکن است مایع پرکننده منجمد شود یا خواص الاستیک بهگونهای تغییر کند که پاسخ گیج کند یا غیرقابل اعتماد شود.
برای مدیریت دما باید ابتدا مقادیر PLow و PHigh همراه با دمای محیط و دمای فرآیند مشخص گردد، سپس از گیجهایی با رده دمایی مناسب استفاده شود، برای کار در معرض بخار از سیفون (siphon) یا pigtail استفاده گردد تا انتقال مستقیم حرارت کاهش یابد، و برای نصب در محیطهای بسیار گرم از هوابندها یا محفظههای خنککننده بهره گرفته شود؛ در صورت نیاز به اندازهگیری در فضای باز و در فصول سرد، استفاده از مایعات پرکننده با نقطه انجماد پایین یا تجهیزاتی با الکترونیک مقاوم به یخزدگی ضروری خواهد بود.
5.انتخاب متریال نامناسب برای بدنه و قطعات داخلی:
انتخاب ماده سازنده بدنه و قطعات داخلی گیج باید بر اساس ترکیبی از شاخصهای فنی شامل نوع سیال، دما، فشار و استانداردهای محیطی صورت گیرد؛ رویه اشتباه بسیاری از سفارشدهندگان استفاده از گیجهای برنجی در همه کاربردهاست که در مواجهه با آب دریا، بخارات اسیدی یا محیطهای مرطوب بهسرعت دچار خوردگی میشوند و نشتی رخ میدهد؛ راهکار درست این است که در مشخصات فنی پیش از خرید مواد سازگار مشخص گردد، برای محیطهای خورنده استنلس استیل 316L یا آلیاژهای نیکلدار (مانند Hastelloy) انتخاب گردد، برای دماهای بسیار بالا مواد خاص مانند Inconel یا Titanium در نظر گرفته شود و در مستندات خرید استانداردهای مرتبط مانند NACE MR0175 برای مقاومت در برابر خوردگی هیدروژن سولفوره و ASME برای کلاس فشار قید شود تا در بلندمدت هزینه نگهداری کاهش یابد و ایمنی تأمین گردد.
6.بیتوجهی به نوع و جهت نصب:
نحوه نصب گیج فشار از جنبههای فنی متعددی حائز اهمیت است؛ نصب پشت پنل (Back Mount) برای تابلوهای کنترل و پنلها مناسب است در حالی که نصب از پایین (Bottom Mount) برای اتصال مستقیم به خطوط لوله کاربرد دارد و نصب از جلو (Front Mount) برای مواردی که دسترسی از سمت جلو مطلوب است استفاده میشود؛ اشتباه در تعیین نوع نصب سبب میشود در زمان بهرهبرداری گیج در موقعیت نامناسب قرار گیرد، در معرض ضربه یا فشار غیرمعمول قرار گیرد و سیمکشی یا اتصالات فیتینگ دچار کشش و نشت شوند؛ مهندس انتخابکننده باید در نقشه P&ID و اسناد خرید نوع اتصال، رزوه (NPT/BSP)، جهت نصب و نیاز به فلنج یا ترموول را مشخص کند و تأییدیه فضای نصب را قبل از سفارش دریافت نماید تا از بروز هزینههای تغییر موقعیت نصب جلوگیری شود.
7.نادیده گرفتن پدیدههای هیدرودینامیک محلی:
حضور تلاطم، جریان ورودی نزدیک نقطه نصب، تشکیل کف یا وجود جدایش فازی در محل نصب میتواند سبب خوانش نادرست گیج شود زیرا دیسپلیسمنت محلی فشار یا سطح موضعی را نشان میدهد نه میانگین واقعی مخزن؛ برای مدیریت اینگونه پدیدهها لازم است محل نصب در فاصلهای از ورودیها، پلانچرها یا همزنها انتخاب شود، در صورتی که امکان حذف تلاطم وجود ندارد از لولههای نشر جریان (stilling well یا stilling tube) یا صفحههای آرامکننده استفاده گردد، و در موارد کفزا تمهیدات دیگری مانند استفاده از روشهای غیرتماسی یا سنسورهای با فیلتر مناسب پیشنهاد میشود؛ این نکات در حوزه طراحی بدان معناست که همکاری بین تیم فرآیندی و تیم ابزار دقیق پیش از تصمیمگیری نهایی ضروری است.
8.عدم درنظر گرفتن شوکهای فشاری مکرر و نیاز به Snubber یا Dampener
در سیستمهایی که پیکهای فشار ناگهانی و مکرر رخ میدهد، اعم از فضای روغنکاری مدارات هیدرولیک یا خطوط بخار که قطع و وصل مکرر موجب نوسانات میگردد، انتقال مستقیم این پیکها به داخل گیج سبب آسیب مکانیکی و تغییر دائمی در منحنی عملکرد میشود؛ برای پیشگیری، نصب Snubber، pulsation dampener یا لولههای سیفون که رفتار دینامیکی فشار را نرم میکنند الزامی است و بسته به فرکانس و دامنه پالس، نوع damper انتخاب میگردد؛ همچنین در طراحی میتوان از فیلترینگ در دستگاههای الکترونیکی یا استفاده از گیجهای با نقاط مرجع تقویتشده بهره برد تا اثرات شوک کاهش یابد.
9.خرید از برندهای نامعتبر یا عدم توجه به گواهیها و ردیابی کالیبراسیون
در بازار تجهیزات ابزار دقیق گیجهای ارزان و فاقد استاندارد کم نیستند و تمایل صرف به قیمت پایین میتواند باعث وارد کردن تجهیزی شود که نه تنها دقت لازم را ندارد بلکه فاقد ردیابی کالیبراسیون، گزارش تست هیدرواستاتیک یا استانداردهای سازگاری مواد است؛ این اشتباه در بلندمدت هزینههای بیشتری ایجاد میکند زیرا نیاز به تعویض، هزینههای تعمیر، یا حتی خسارات ناشی از نشت و توقف تولید را به همراه دارد؛ بنابراین در مشخصات خرید حتماً باید گواهیهای کیفیت، گزارشهای کالیبراسیون کارخانهای، استانداردهای مربوطه (ISO 9001, CE, ATEX در محیطهای انفجاری) و قابلیت ردیابی قطعات مرجع قید شود و از تأمینکنندگان با اعتبار و پشتیبانی فنی روشن خرید انجام پذیرد.
10.غفلت از برنامه کالیبراسیون و نگهداری دورهای:
برخی از سازمانها پس از نصب تجهیزات ابزار دقیق، برنامه منظم کالیبراسیون و نگهداری تعریف نمیکنند که این امر بهخصوص در مورد گیج فشار که به مرور ممکن است به دلیل خستگی مکانیکی، تغییرات دما یا رسوبگذاری دچار خطا شود منجر به انحرافات عملیاتی و تصمیمگیریهای نادرست میگردد؛ یک برنامه عملیاتی باید شامل بازدیدهای روزانه بصری، بازدیدهای هفتگی برای شرایط محیطی و خوانشها، کالیبراسیون رسمی حداقل سالانه و پس از هر حادثه فشار یا شوک مکانیکی و همچنین پروندهنگاری الکترونیکی نتایج کالیبراسیون و اقدامات اصلاحی باشد تا هرگونه انحراف سریعاً تشخیص و اصلاح گردد؛ به علاوه، برای گیجهای حیاتی میتوان برنامه مدیریت ریسک را اجرا کرد تا در صورت خطای سنسور، سیگنال جایگزین یا سیستم تشخیص خطا وارد عمل شود.
مطالعه کنید: کالیبراسیون گیج فشار چرا و چگونه انجام میشود؟
نصب صحیح و تست اولیه در محل
برای حصول اطمینان از عملکرد صحیح گیج فشار باید یک روند نصب کنترلشده اجرا گردد که شامل مراحل زیر باشد: الف) بررسی سازگاری متریال بدنه با سیال و تأیید گواهیها، ب) نصب مکانیکی با توجه به نوع اتصال (NPT/BSP/Flanged) و اعمال نوار آببندی مناسب با توجه به استاندارد سازنده، ج) در صورت وجود بخار یا دمای بالا نصب سیفون یا pigtail و استفاده از فلنج یا ترموول مطابق استاندارد، د) نصب Snubber در خطوط دارای شوک، ه) راهاندازی اولیه با بازدید نشتی، خاموش کردن پمپها و سپس افزایش تدریجی فشار تا محدوده عملیاتی و ثبت خوانشها، و و) اجرای کالیبراسیون کارخانهای یا میدانی و ثبت گزارش در پرونده تجهیزات؛ تمام این مراحل باید توسط تکنسین آموزشدیده انجام و ثبتشده باشد تا در زمان ممیزی یا صدور گواهیهای ایمنی نیز قابل استناد باشد.
عیبیابی و راهکارهای فنی
- مشکل: نوسان مکرر عقربه؛ علت: ارتعاش یا شوک فشاری؛ اقدام: نصب گیج پرشده با گلیسیرین یا افزودن Snubber.
- مشکل: قرائت ثابت و غیرمنطقی؛ علت: گرفتگی مسیر یا رسوب؛ اقدام: بازبینی مسیر، شستشو یا استفاده از دیافراگم جداکننده.
- مشکل: نشت در محل اتصال؛ علت: پیچکردن بیش از حد رزوه یا واشر نامناسب؛ اقدام: بازبینی اتصالات، استفاده از نوار PTFE و بازنشانی گشتاور مناسب.
- مشکل: آفست دما در خوانش؛ علت: انتقال حرارت مستقیم یا مایع پرکننده نامناسب؛ اقدام: نصب سیفون یا استفاده از مایع پرکننده مناسب و کالیبراسیون مجدد.
چکلیست نهایی برای خرید و نصب
- تعیین دقیق فشار کاری (Pmin، Pop، Pmax) و انتخاب رنج گیج بر اساس قاعده 60–75٪.
- ثبت مشخصات کامل سیال: ماهیت شیمیایی، چگالی، ویسکوزیته، دما، وجود ذرات یا کف.
- تعیین متریال مناسب بدنه و دیافراگم طبق استانداردهای NACE/ASME.
- انتخاب نوع گیج: خشک، پرشده، دیافراگمدار یا الکترونیکی بر اساس محیط و نیاز اتصال به DCS.
- مشخص کردن نوع و جهت نصب و آمادهسازی نقاط فلنج/رابط.
- در نظر گرفتن نیاز به Snubber، سیفون، فیلتر یا stilling well.
- بررسی و درخواست گواهی کالیبراسیون کارخانهای، گزارش هیدروتست و استانداردهای ایمنی.
- تعریف برنامه کالیبراسیون و بازههای سرویس و ثبت آن در CMMS.
سوالات متداول (FAQ)
۱. فشار گیج را چگونه باید نسبت به فشار کاری انتخاب کنم؟
فشار کاری باید بین ۶۰ تا ۷۵ درصد رنج کامل گیج قرار گیرد تا هم دقت مطلوب حفظ شود و هم مقاومت در برابر پیکهای ناگهانی تضمین گردد؛ در شرایطی که پیکهای مکرر و شدید رخ میدهد، نصب Snubber یا انتخاب گیج با رنج کمی بالاتر به همراه dampener لازم است.
۲. چه زمانی باید از گیج پرشده با مایع استفاده کنم؟
اگر گیج در مجاورت تجهیزات تولید ارتعاش نصب میشود یا در محیطی با شوکهای فشاری قرار دارد، گیج پرشده با گلیسیرین یا سیلیکون میتواند لرزش را جذب و عمر مکانیزم را افزایش دهد؛ در مقابل در محیطهای خیلی گرم از مایع پرکنندهای استفاده شود که در دماهای عملیاتی خاص پایدار بماند.
۳. آیا برای سیالات خورنده همیشه باید از دیافراگم جداکننده استفاده کرد؟
استفاده از دیافراگم جداکننده یکی از ایمنترین روشها برای جداسازی سیال خورنده از مکانیزم داخلی گیج است و در مواردی که سیال دارای ذرات زبر یا خواص سایشزا باشد یا در دماهای بالا کاربرد داشته باشد بهشدت توصیه میشود، هرچند در برخی کاربردهای کمتر خورنده میتوان از گیج تمام استیل مناسب بهره برد.
۴. هر چند وقت یکبار باید گیج فشار کالیبره شود؟
پیشنهاد عمومی حداقل یک بار در سال است، اما در خطوط حساس یا آنهایی که بهطور مکرر دچار شوک میشوند بازه کالیبراسیون باید کوتاهتر باشد (هر ۳ تا ۶ ماه بسته به سطح ریسک).
۵. آیا گیجهای دیجیتال بهتر از آنالوگ هستند؟
گیجهای دیجیتال یا ترانسمیترهای فشار الکترونیکی مزایایی چون ثبت داده، هشدارهای آستانهای دقیق و اتصال به سیستمهای مانیتورینگ دارند، ولی در محیطهای بسیار خورنده یا مکانیکی که تماس مستقیم با سیال مشکلزا است ممکن است هزینه و پیچیدگی بیشتری نسبت به گیج مکانیکی داشته باشند؛ انتخاب باید براساس نیاز کنترلی، بودجه و شرایط عملیاتی صورت گیرد.
مشاوره قبل از خرید
برای کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با خرید محصولات میتوانید با شماره تلفنهای زیر تماس بگیرید: