Selección de manómetros de presión

¿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

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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 esta hecho de un tubo de pared delgada, doblado en forma de semicírculo (tipo C) o enrollado en un espiral (tipo helicoidal). • Cuando la presión es aplicada al sistema de medición a través del puerto de presión o conexión, la presión causa que el tubo de bourdon intente enderezarse, causando que el tip se desplace.

¿Cómo trabaja un manómetro de presión?

• El movimiento del tip es transmitido a través del eslabón al movimiento, el cual convierte el movimiento lineal del tubo bourdon en un movimiento de rotación que causa que el puntero se mueva e indique la medición de la presión en la carátula.

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28Kg/cm2

7 21

PresiónPresión

Presión en el manómetro

Expansión del bourdón

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28Kg/cm2

7 21

PresiónPresión

Desplazamiento del tip

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28Kg/cm2

7 21

PresiónPresión

Rotación del eje y puntero

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 los siguientes 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 el manómetro de dos veces la presión de trabajo para máxima exactitud, seguridad y para extender la vida del instrumento. La presión de operación deberá estar siempre limitada al 75% del rango máximo del manómetro.

• Cuando se tienen presentes presiones pulsantes, la presión de operación deberá ser limitada a 2/3 del rango máximo del manómetro.

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14

28Kg/cm2

7 21

Presión

Límite de operación general= 75% del rango para 28 Kg/cm2 es 21 Kg/cm2

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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 la operación de un manómetro es adecuada es la siguiente:

- 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 fluctuaciones severas de presión, vibraciones y/o pulsaciones, el uso de restrictores es recomendado. También, un manómetro lleno de líquido debe considerarse.

• 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 un manómetro puede estar expuesto directamente al fluido a medir, es necesario considerar las características de este fluido.

• Este fluido puede ser corrosivo, puede ser un gas o líquido, puede solidificar a diferentes temperaturas o puede contener sólidos que dejen depósitos dentro del elemento sensor.

Composición del fluido a presión.-

• Para fluidos a presión que no solidifican bajo condiciones normales o dejan depósitos, un manómetro de tubo bourdon es aceptable.

• Debe considerarse el uso de Sellos químicos cuando las partes del elemento sensor no sean compatibles con el fluido a presión.

• Consultar la Tabla de Compatibilidad Química para seleccionar el material adecuado.

Temperatura del fluido a presión.-

• Vapor u otros fluidos calientes pueden elevar la temperatura de los componentes del manómetro por encima de los límites de trabajo seguro de las uniones soldadas.

• En este caso, es recomendado que un sello químico o un sifón sea usado en conjunto con el manómetro.

• Sellos químicos o un capilar remoto puede ser considerado para estos casos.

Condiciones ambientales.-

• El rango de temperatura ambiente normal de trabajo para manómetros uso estándar es de - 40 ºC a 50 ºC (-40 ºF a 120 ºF),

• Para manómetros de proceso es de - 40 ºC a 88 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 temperatura es aproximadamente +/- 1% por cada 10 ºC (50 ºF). La temperatura de referencia es 24 ºC (75 ºF).

• Montaje remoto del manómetro utilizando un sello químico es una alternativa para aplicaciones que involucran temperaturas ambiente extremas.

Condiciones ambientales.-

• La humedad y los efectos del clima deben ser considerados. Los manómetros llenos de líquido pueden prevenir condensación interna.

• Para uso en exteriores, es recomendado el uso de manómetros con caja de acero inoxidable, latón o plástico.

• Choques mecánicos, vibración, polvo y humedad son aspectos que se deben tomar en cuenta al seleccionar un manómetro.

Método de Instalación.-

• La mayoría de los manómetros están disponibles en conexión inferior y conexión posterior, ya sea centrada o abajo, en conexión roscada NPT. Otros tipos de roscas y conexiones especiales son factibles de fabricar.

• Los manómetros Metron se calibran en posición vertical y en esa posición deben ser instalados. Para aplicaciones donde el manómetro se instala horizontalmente, o vertical invertido, debe ser recalibrado 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 llenos de líquido.-

• Los manómetros llenos de líquido generalmente tienen un tapón de llenado/venteo, de material elastómero, el cual puede facilmente cortarse o desprenderse después de la instalación para permitir el venteo de la caja.

• Esto se recomienda para todos los manómetros llenos de líquido, especialmente aquellos con rango máximo de 7 kg/cm2 (100 psi) o menos. Esto compensa los cambios atmósfericos que pueden afectar la calibración del manómetro.

Tapón de venteo

Terminología.-

• Conexión: Es el principal componente y sirve de soporte al ensamble completo del manómetro; es donde está soldado el elemento sensor de presión y es el medio de conexión a la línea de presión que se 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 movimiento del elemento sensor en movimiento rotatorio del puntero.

Terminología.-

Terminología.-

• Calibración: Es el proceso de ajustar el mecanismo y hacer que la lectura indicada por el manómetro esté dentro de los límites de exactitud especificados.

• Caja: Es la carcaza que soporta, protege y cubre los elementos 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, atmosfera corrosiva y condiciones similares que pueden afectar el desempeño del manómetro.

Terminología.-

• Falla por fatiga: Es la falla del elemento elástico como resultado de repetidas aplicaciones de esfuerzos.

• Error por fricción: Es la diferencia entre lecturas antes y despues de que el manómetro ha sido ligeramente golpeado.

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 la exactitud especificada aplica.

Terminología.-

• NPT: American Standard Taper Pipe Threads. Norma americana para roscas cónicas de tubo.

• Presión de operación: La presión a la cual el manómetro es normalmente operado.

• Sobrepresión: La aplicación de una presión más alla del rango de 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 manómetro que en caso de un evento de fuga del elemento desfoga la presión, previniendo una falla mayor en 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 fluido entre la fuente de presión y el manómetro.

• Repetibilidad: La máxima diferencia entre dos o más lecturas consecutivas de la misma para la misma presión aplicada bajo las mismas condiciones de operación.

Construcción.-

Caja

Movimiento

Eslabón

Tubo Bourdon(elemento elástico)

Aguja

bisel

Mirilla

CarátulaConexión

Elemento de tope

Escala

Tip

Manómetro ensamblado

Exactitud.-

• Es la conformidad de la indicación de un instrumento respecto a su valor verdadero.

• Es la diferencia (error) entre el valor verdadero y la indicación del instrumento y está expresada como un porcentaje del alcance máximo de la escala.

• El error de exactitud incluye los errores de hysteresis y de repetibilidad y no incluye el error 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

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0.1

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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

0.1

0.250.51.02.0

3.0

4.0

5.0

0.1

0.250.51.01.0

2.0

3.0

5.0

0.1

0.250.51.02.0

3.0

4.0

5.0

Equipo de laboratorio

Equipo para prueba

Patrón y proceso

Instrumentación

Medidor de presión

Indicador de presión

$ 1,399.00

$ 939.00

$ 1,030.00

$ 2,519.00

$ 920.00

$ 2,519.00

$ 2,764

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