Selección de manómetrosde 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 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.

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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 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.

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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 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

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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

$ 1,399.00

$ 939.00

$ 1,030.00

$ 2,519.00

$ 920.00$ 2,519.00

$ 2,764

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