چرا انتخاب صحیح گیج فشار اهمیت حیاتی دارد؟
گیج فشار (Pressure Gauge) یکی از پایهایترین اما حساسترین تجهیزات ابزار دقیق در صنایع فرآیندی، نفت و گاز، پتروشیمی، نیروگاهی، غذایی و ماشینسازی است.
برخلاف تصور رایج، انتخاب اشتباه یک گیج فشار میتواند منجر به:
- خطای قرائت و تصمیمگیری اشتباه اپراتور
- آسیب به تجهیزات پاییندست
- افزایش هزینههای نگهداری (Maintenance)
- حتی بروز حوادث ایمنی شود
به همین دلیل، مهندس ابزار دقیق باید انتخاب گیج فشار را نه بر اساس قیمت، بلکه بر مبنای شرایط فرآیندی، استانداردها و مشخصات فنی واقعی انجام دهد.
گیج فشار یکی از پایهایترین تجهیزات ابزار دقیق است، اما انتخاب اشتباه آن میتواند به خطای قرائت، خرابی زودهنگام، افزایش هزینه نگهداری و حتی تصمیمگیری اشتباه اپراتور منجر شود. در این راهنما، معیارهای انتخاب گیج فشار را از دید مهندسی بررسی میکنیم: رنج، کلاس دقت، سیال پرکن، شرایط نصب، متریال قطعات در تماس با سیال و تجهیزات حفاظتی مثل اسنابر، سیفون بخار و دیافراگم سیل.
گیج فشار چیست و چرا هنوز در صنعت حیاتی است؟
گیج فشار (Pressure Gauge) ابزاری برای نمایش فشار سیال (مایع یا گاز) نسبت به یک مرجع است. در اغلب کاربردهای صنعتی، مرجع فشار اتمسفر است و به آن Gauge Pressure میگویند. مزیت گیج فشار، نمایش سریع و محلی و استقلال از تغذیه الکتریکی است. با این حال، اگر نیاز به ارسال سیگنال به PLC/DCS دارید، باید از ترانسمیتر فشار استفاده شود.
اصل عملکرد (Bourdon Tube) و نقاط ضعف آن در سایت
رایجترین مکانیزم در گیجهای صنعتی، لوله بوردون (Bourdon Tube) است. با افزایش فشار، بوردون تمایل به بازشدن دارد و این حرکت مکانیکی به عقربه منتقل میشود. نقطه ضعف اصلی این مکانیزم در سایت، حساسیت به پالس فشار، لرزش، ضربه هیدرولیکی و انتخاب نادرست رنج است. به همین دلیل استفاده از دمپرها، اسنابرها و انتخاب صحیح رنج اهمیت دارد.
انواع گیج از نظر مرجع فشار
نوع | مرجع | تعریف | کاربرد رایج |
|---|---|---|---|
Gauge | اتمسفر | فشار نسبت به محیط | عمومی صنعتی، پمپها، کمپرسورها |
Absolute | خلأ مطلق | فشار نسبت به صفر مطلق | خلأ، فرآیندهای حساس، پتروشیمی |
Differential | اختلاف دو نقطه | ΔP = P1 − P2 | فیلتر، دبی، سطح مخازن بسته |
قاعده طلایی انتخاب رنج (Range) و جلوگیری از خطای قرائت
یک قاعده شناختهشده در صنعت این است که فشار کاری نرمال بهتر است در بازه ۳۰٪ تا ۷۰٪ Full Scale قرار بگیرد. رنج بیشازحد بزرگ باعث کاهش دقت مؤثر و رنج کوچک باعث خرابی در برابر پالس و overpressure میشود.
فشار کاری فرآیند | رنج پیشنهادی گیج | دلیل |
|---|---|---|
۶ bar | 0–10 bar | قرارگیری در میانه مقیاس و پوشش پیک کوتاه |
۱۰ bar | 0–16 bar | کاهش خطا و افزایش دوام مکانیزم |
۴۰ bar | 0–60 bar | حفظ خوانش پایدار و کنترل overpressure |
کلاس دقت (Accuracy Class) و معنی درصد FS
دقت گیجها معمولاً بهصورت درصدی از Full Scale بیان میشود؛ یعنی خطا نسبت به انتهای رنج سنجیده میشود. بنابراین هرچه فشار کاری نزدیک صفر باشد، خطای نسبی (درصدی نسبت به مقدار واقعی) بیشتر میشود.
کلاس دقت | خطای مجاز | پیشنهاد کاربرد |
|---|---|---|
0.6% FS | ±0.6% FS | تست و کالیبراسیون |
1.0% FS | ±1% FS | فرآیندهای حساس |
1.6% FS | ±1.6% FS | عمومی صنعتی (رایج) |
2.5% FS | ±2.5% FS | مانیتورینگ ساده |
قطر صفحه (Dial Size) بر اساس فاصله دید
قطر صفحه | فاصله دید مناسب | کاربرد پیشنهادی |
|---|---|---|
63 mm | تا ۱ متر | اسکید کوچک، نزدیک اپراتور |
100 mm | ۱ تا ۳ متر | اکثر محیطهای صنعتی |
160 mm | بیش از ۳ متر | محیط باز یا ارتفاع نصب بالا |
متریال قطعات در تماس با سیال (Wetted Parts) و انتخاب ایمن
انتخاب متریال نامناسب یکی از علل اصلی خرابی گیج است. برای هوا و آبِ غیرخورنده، برنج ممکن است کافی باشد، اما در اغلب سیالات صنعتی انتخاب SS316/316L منطقیتر است. در سیالات خورنده/چسبنده/دمای بالا، استفاده از دیافراگم سیل توصیه میشود تا گیج از سیال ایزوله شود.
متریال | کاربرد | محدودیت |
|---|---|---|
Brass | هوا، آب، سیالات غیرخورنده | نامناسب برای بسیاری از سیالات صنعتی/شیمیایی |
SS316/316L | نفت و گاز، بخار، صنایع فرآیندی | در خورندگی خاص نیازمند بررسی دقیق |
Monel/Hastelloy | سیالات خورنده ویژه | هزینه بالاتر |
گیج خشک یا روغنی؟ (Dry vs Filled)
گیج روغنی (Filled) با سیال پرکن مانند گلیسیرین، اثر لرزش و نوسان عقربه را کاهش میدهد و عمر مکانیزم را بالا میبرد. اگر در محل نصب پالس فشار یا لرزش دارید، گیج روغنی گزینه مهندسیتر است.
ویژگی | گیج خشک | گیج روغنی |
|---|---|---|
مقاومت در برابر لرزش | کمتر | بیشتر |
پایداری عقربه | متوسط | بالا |
مناسب محیط خشن | نه همیشه | بله |
تجهیزات حفاظتی در نصب: اسنابر، سیفون بخار، دیافراگم سیل
چالش سایت | علت | راهکار | لینک داخلی |
|---|---|---|---|
نوسان شدید عقربه | پالس/ضربه فشار | اسنابر/Restrictor + گیج روغنی | |
خرابی در بخار | دمای بالا | سیفون بخار + نصب صحیح | |
خوردگی/گرفتگی | سیال خورنده/چسبنده | دیافراگم سیل |
چه زمانی گیج کافی نیست؟ (گیج در برابر ترانسمیتر)
اگر فشار وارد منطق کنترل، آلارم، ترند یا گزارش شود، گیج کافی نیست. در این شرایط از ترانسمیتر فشار استفاده کنید و نمایش/کنترل را با کنترلکننده و نمایشگر انجام دهید.
نیاز | پیشنهاد | چرایی |
|---|---|---|
نمایش محلی | گیج فشار | ساده و اقتصادی |
مانیتورینگ از راه دور | ترانسمیتر فشار | خروجی استاندارد |
کنترل PID | ترانسمیتر + PLC/کنترلر | پایداری و قابلیت تنظیم |
چکلیست انتخاب گیج فشار (برای خرید و طراحی)
- نوع فشار: Gauge / Absolute / Differential
- رنج: فشار کاری در ۳۰٪ تا ۷۰٪ FS
- کلاس دقت: 1.6%FS عمومی، 1.0%FS حساس
- متریال: Brass یا SS316/316L یا آلیاژ ویژه
- شرایط نصب: لرزش/پالس/دما/رطوبت
- حفاظت: اسنابر/سیفون بخار/دیافراگم سیل
- خوانایی: قطر صفحه متناسب با فاصله دید
- اتصال: NPT/BSP و سایز مناسب
------------------------------------------------------------------------------
سوالات متداول FAQ
❓ برای فشار کاری ۱۰ بار چه رنجی مناسب است؟
✔️ معمولاً رنج 0–16 bar انتخاب مناسبی است تا فشار در ناحیه میانی مقیاس قرار بگیرد.
❓ گیج روغنی چه مزیتی دارد؟
✔️ نوسان عقربه را کاهش میدهد و عمر مکانیزم را در محیطهای لرزشی/پالسی بالا میبرد.
❓ دیافراگم سیل چه زمانی لازم است؟
✔️ در سیالات خورنده، چسبنده، کریستالیشونده یا دمای بالا برای ایزولهکردن گیج از سیال توصیه میشود.
❓ کلاس دقت 1.6%FS یعنی چه؟
✔️ یعنی خطای مجاز ۱.۶٪ از انتهای رنج (Full Scale) است.
❓ برای ارسال فشار به PLC چه کنم؟
✔️ از ترانسمیتر فشار با خروجی 4-20mA/HART استفاده کنید.
دیدگاه خود را بنویسید