Что такое диафрагма на трубопроводе
Измерительные диафрагмы
Стандартные сужающие устройства по ГОСТ 8.586.1…5-2005, специальные сужающие устройства по РД 50-411-83.
Стандартная измерительная диафрагма представляет собой тонкий металлический диск с центральным круглым отверстием, имеющим острую кромку. Перепад давления на ней возникает в результате локального увеличения скорости потока в соответствии с законом сохранения энергии и условием неразрывности потока. Зависимость перепада давления от расхода имеет квадратичный характер.
Одним из основных преимуществ диафрагмы является наличие огромного теоретического и практического материала, а также четкой нормативной базы по влиянию различных факторов на соотношение между расходом и перепадом давления.
Стандартная измерительная диафрагма представляет собой тонкий металлический диск с центральным круглым отверстием, имеющим острую кромку. Перепад давления на ней возникает в результате локального увеличения скорости потока в соответствии с законом сохранения энергии и условием неразрывности потока. Зависимость перепада давления от расхода имеет квадратичный характер, что характерно не только для диафрагм, но и для подавляющего большинства преобразователей расхода, и что является главным недостатком метода ППД.
Конструкция стандартной диафрагмы
Прохождение потока через диафрагму
ПРЕИМУЩЕСТВА:
• наличие теоретического и практического материалов, нормативной базы по влиянию различных факторов на соотношение между расходом и перепадом давления. В результате при эксплуатации диафрагм в качестве СУ расходомеров ППД все метрологические характеристики ИК определяются расчетным путем, а поверка (калибровка) производится беспроливным способом. Все вопросы, относящиеся к проектированию, изготовлению, монтажу и эксплуатации расходомеров ППД с диафрагмами, регламентируются государственными и международными стандартами и другими нормативными документами.
• широкая область применения (согласно :
◊ однофазная и однородная среда (газ, пар, жидкость);
◊ число Рейнольдса от 3,2∙10³ до 10 8 (в зависимости от способа отбора давления возможны дополнительные ограничения по числу Рейнольдса);
◊ трубопроводы круглого сечения с внутренним диаметром 50…1000 мм;
◊ стационарный или медленно меняющийся поток;
◊ скорость потока в отверстии диафрагмы не превышает скорости звука.
• нет ограничений на физические свойства собственно среды (электропроводность, плотность, вязкость ), ограничиваются лишь гидродинамические параметры потока.
• относительная простота в изготовлении и низкая стоимость по сравнению с другими типами преобразователей расхода (при сравнительно небольших диаметрах трубопровода и давлениях). Изменяя отношение внутреннего диаметра диафрагмы d к внутреннему диаметру трубопровода D (так называемый коэффициент β = d/D), можно обеспечить требуемый диапазон по перепаду давления в достаточно широком диапазоне скоростей потока.
НЕДОСТАТКИ:
• наличие застойных зон и скопление осадка у диафрагмы;
• значительные потери давления;
• необходимость остановки технологического процесса для монтажа/демонтажа диафрагмы;
• жесткие требования к прямым участкам трубопровода;
• увеличение погрешности при износе острых кромок в процессе эксплуатации диафрагм диаметром до 125 мм (эта проблема частично решена для износоустойчивых диафрагм, у которых кромки изначально притуплены, но такие диафрагмы не предусмотрены • ограничения по диаметру и форме сечения трубопровода;
• громоздкость и сложность монтажа при больших диаметрах трубопровода и высоких давлениях.
По всей вероятности, в ближайшем будущем стандартная диафрагма останется основным типом первичного преобразователя в расходомерах ППД. Однако существует достаточно широкий круг задач, для которых применение диафрагмы недопустимо либо нежелательно. В этих случаях целесообразно применение альтернативных преобразователей расхода, из которых весьма перспективными являются осредняющие напорные трубки серии TriMeter-deltaP.
ТИПЫ ДИАФРАГМ СОГЛАСНО МИ 2638-2001:
в зависимости от конструкции, способа установки и отбора перепада давления, диаметра условного прохода и параметров среды:
Применение сужающих устройств (диафрагмы типа ДБС, сопла ИСА 1932) в трубопроводах большого диаметра (свыше 1000 мм и не более 3000мм) регламентируется стандартом МИ 3152-2008. Стандарт разработан с целью расширения области применения метода ППД.
• специальные сужающие устройства по РД 50-411-83, в частности диафрагма ДФК.
1. ДФК – диафрагма фланцевая камерная для малых диаметров трубопровода, способ отбора давления – угловой камерный, камеры выполнены непосредственно во фланцах трубопровода. Геометрические размеры камер соответствуют ГОСТ 8.586 и РД 50-411-83.
Согласно ГОСТ 8.586.1 при выборе способа отбора давления на диафрагмах следует учитывать следующие положения:
УГЛОВОЙ СПОСОБ ОТБОРА ДАВЛЕНИЯ:
достоинства:
• удобство монтажа диафрагмы;
• возможность применения кольцевых камер усреднения, обеспечивающих усреднение давления, что позволяет в некоторых случаях снизить требование к эксцентриситету установки диафрагмы, уменьшить влияние МС на показание расходомера.
недостатки:
• зависимость измеряемого перепада давления от диаметра отверстий (или ширины щели) для отбора давления;
• большая, относительно других способов отбора давления, вероятность загрязнения отверстий.
ФЛАНЦЕВЫЙ И ТРЕХРАДИУСНЫЙ СПОСОБ ОТБОРА ДАВЛЕНИЯ:
достоинства:
• меньшая степень засорения отверстий;
• некоторое снижение влияния шероховатости стенок трубопровода на коэффициент истечения диафрагм с фланцевым и трехрадиусным способами отбора давления.
недостатки:
• без применения дополнительных специальных конструкций статическое давление до и после диафрагмы измеряется без их осреднения по периметру трубопровода.
• требуется сверление стенки трубопровода для трехрадиусного способа отбора.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:
• диаметр условного прохода: от 50 до 500 мм;
• условное давление: до 10 МПа;
• способ отбора давления: угловой с кольцевыми щелями.
ОБОЗНАЧЕНИЕ ДИАФРАГМ ТИПА ДКС:
КОНСТРУКТИВНЫЕ ИСПОЛНЕНИЯ:
в зависимости от способа монтажа и уплотнения:
• исполнение 1: со впадиной в «плюсовой» и «минусовой» камерах;
• исполнение 2: с выступом в «плюсовой» и «минусовой» камерах;
• исполнение 3: со впадиной в «плюсовой» и «минусовой» камерах, с двойным уплотнением.
1 – корпус «плюсовой» кольцевой камеры;
2 – корпус «минусовой» кольцевой камеры;
3 – диск диафрагмы;
4,5 – уплотнительные прокладки;
6 – патрубок отбора давления 16х3 мм (под приварку, либо с резьбой).
ОБОЗНАЧЕНИЕ ПРИ ЗАКАЗЕ:
| Диафрагма ДКС | -10 | -100 | -А/Б | износоустойчивая | -1 | (Ø108х4 мм) |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Код | Расшифровка |
| 1 | Диафрагма стандартная типа ДКС в соответствии с ГОСТ 8.586.2-2005 |
| 2 | Условное давление Ру, МПа из ряда: 0,6; 10. |
| 3 | Диаметр условного прохода Dу, мм из ряда: 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500 |
| 4 | Материал корпуса/ диска диафрагмы: А – сталь 20 Б – сталь 12Х18Н10Т В – сталь 09Г2С Г – 10Х17Н13М2Т |
| 5 | Конструктивное исполнение: 1 – со впадиной в «плюсовой» и «минусовой» камерах; 2 – с выступом в «плюсовой» и «минусовой» камерах; 3 – со впадиной в «плюсовой» и «минусовой» камерах, с двойным уплотнением. |
| 6 | Специальное исполнение: С коническим входом; Износоустойчивая. |
| 7 | Наружный диаметр и толщина стенки трубопровода |
КОМПЛЕКТАЦИЯ:
• по заказу диафрагма ДКС поставляется с комплектом фланцев или с фланцевым соединением (комплект фланцев с двумя калиброванными патрубками длиной 2D, устанавливаемыми до и после диафрагмы), а также монтажным кольцом;
• в комплекте с диафрагмой могут поставляться датчики давления серии EJA или EJX.
КОМПЛЕКТ ФЛАНЦЕВ ДЛЯ ДКС:
• фланец плоский по ГОСТ 33259-2015;
• фланец усиленный по ГОСТ 33259-2015.
ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДЛЯ ДКС:
• фланцевое соединение для ДКС 0,6…2,5 МПа, плоский фланец по ГОСТ 33259-2015;
• фланцевое соединение для ДКС 4…10 МПа, усиленный фланец по ГОСТ 33259-2015.
КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ:
ГАРАНТИЙНЫЕ ОБЯЗАТЕЛЬСТВА:
• гарантийный срок эксплуатации – 12 месяцев с момента ввода диафрагмы в эксплуатацию.
Диафрагма ДБС – бескамерная стандартная диафрагма, представляет собой металлический диск с отверстием в центре.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:
• диаметр условного прохода: от 300 до 3000 мм;
• условное давление: до 4 МПа;
• способ отбора давления: угловой, фланцевый, трехрадиусный
КОМПЛЕКТАЦИЯ:
• по заказу диафрагма ДБС поставляется с комплектом фланцев или с фланцевым соединением (комплект фланцев с двумя калиброванными патрубками длиной 2D, устанавливаемыми до и после диафрагмы), а также монтажным кольцом;
• в комплекте с диафрагмой могут поставляться датчики давления серии EJA или EJX.
ФЛАНЦЫ И ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДЛЯ ДИАФРАГМЫ ДБС:
ОБОЗНАЧЕНИЕ ПРИ ЗАКАЗЕ:
| Диафрагма ДБС | -1,6 | -100 | -Б | износоустойчивая | (Ø108х4 мм) |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Код | Расшифровка |
| 1 | Диафрагма стандартная типа ДБС в соответствии с ГОСТ 8.586.2-2005 (Ду 1000…3000 мм в соответствии с МИ 3152-2008) |
| 2 | Условное давление Ру, МПа из ряда: 0,6; 1,6; 2,5; 4 |
| 3 | Диаметр условного прохода Dу, мм: 300…3000 |
| 4 | Материал корпуса/ диска диафрагмы: Б – сталь 12Х18Н10Т Г – 10Х17Н13М2Т |
| 5 | Специальное исполнение (если требуется): С коническим входом; Износоустойчивая. |
| 6 | Наружный диаметр и толщина стенки трубопровода |
КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ ДИАФРАГМЫ ДБС:
ГАРАНТИЙНЫЕ ОБЯЗАТЕЛЬСТВА:
• гарантийный срок эксплуатации – 12 месяцев с момента ввода диафрагмы в эксплуатацию.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:
• диаметр условного прохода: от 50 до 400 мм;
• условное давление: до 32 МПа;
• способ отбора давления: угловой камерный (камеры выполнены во фланцах);
• диск диафрагмы имеет овальное уплотнительное кольцо (Армко) и осуществляет уплотнение фланцев исполнения J по ГОСТ 33259-2015 без применения дополнительных прокладок.
КОМПЛЕКТАЦИЯ:
• по заказу диафрагма ДВС поставляется с комплектом фланцев или с фланцевым соединением (комплект фланцев с двумя калиброванными патрубками длиной 2D, устанавливаемыми до и после диафрагмы), а также монтажным кольцом.
• в комплекте с диафрагмой могут поставляться датчики давления серии EJA или EJX.
ОБОЗНАЧЕНИЕ ДИАФРАГМ И РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ДИАМЕТРЫ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ЧАСТИ:
| Условный проход, Dy, мм | Обозначение диафрагмы при условном давлении Ру, МПа | Длина цилиндрической части отверстия е, мм | Диаметр трубопровода, мм | |
| Свыше 10 до 32 | Наружный диаметр D2, мм | Внутренний диаметр D20 при Ру свыше 10 до 32 МПа | ||
| 50 | ДВС 32-50 | от 0,265 до 1 | 80 | от 50 до 51 вкл. |
| 65 | ДВС 32-65 | от 0,36 до 1,06 | 100 | от 64 до 68 вкл. от 63 до 72 вкл. |
| 80 | ДВС 32-80 | от 0,43 до 1,44 | 115 | от 75 до 80 вкл. от 78 до 88 вкл. |
| 100 | ДВС 32-100 | от 0,52 до 1,7 | 135 | от 92 до 97 вкл. от 86 до 98 вкл. |
| 125 | ДВС 32-125 | от 0,65 до 2,08 | 165 | от 111 до 120 вкл. от 106 до 120 вкл. |
| 150 | ДВС 32-150 | от 0,77 до 2,58 | 190 | от 135 до 143 вкл. от 128 до 144 вкл. |
| 200 | ДВС 32-200 | от 1,06 до 3,76 | 245 | от 185 до 197 вкл. от 185 до 211 вкл. |
| 250 | ДВС 32-250 | от 1,33 до 4,74 | 295 | от 205 до 247 вкл. от 227 до 265 вкл. |
| 300 | ДВС 32-300 | от 1,59 до 5,3 | 350 | от 277 до 293 вкл. от 267 до 303 вкл. |
| 350 | ДВС 32-350 | от 1,85 до 6,34 | 450 | от 321 до 341 вкл. от 326 до 370 вкл. |
| 400 | ДВС 32-400 | от 2,09 до 7,38 | 453 | от 362 до 386 вкл. от 353 до 405 вкл. |
ОБОЗНАЧЕНИЕ ПРИ ЗАКАЗЕ:
| Диафрагма ДВС | -32 | -100 | -Б | (Ø108х4 мм) |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Код | Расшифровка |
| 1 | Диафрагма стандартная типа ДВС в соответствии с ГОСТ 8.586.2-2005 |
| 2 | Условное давление Ру, МПа: 32 |
| 3 | Диаметр условного прохода Dу, мм из ряда: 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400 |
| 4 | Материал диска диафрагмы: А – сталь 20 Б – сталь 12Х18Н10Т В – сталь 09Г2С Г – 10Х17Н13М2Т |
| 5 | Наружный диаметр и толщина стенки трубопровода |
КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ ДВС:
при заказе диафрагмы с протоколом измерений ЦСМ (без калибровки и клейма) :
• гарантийный срок эксплуатации – 12 месяцев с момента ввода диафрагмы в эксплуатацию.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:
• диаметр условного прохода: от 50 до 400 мм;
• условное давление: до 10 МПа;
• способ отбора давления фланцевый (отверстия для отбора давления выполнены во фланцах на расстоянии 24,4 мм от торцевых поверхностей диска).
КОНСТРУКТИВНЫЕ ИСПОЛНЕНИЯ УПЛОТНИТЕЛЬНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ:
• исполнение 1 – установка диска во фланцах исполнения F по ГОСТ 33259-2015 с использованием паронитового уплотнения.
• исполнения 2 – диск диафрагмы имеет овальное уплотнительное кольцо (Армко) и осуществляет уплотнение фланцев исполнения J по ГОСТ 33259-2015 без применения дополнительных прокладок.
ДИАФРАГМА ДФ С С КОМПЛЕКТОМ ФЛАНЦЕВ:
КОМПЛЕКТАЦИЯ:
• по заказу диафрагма ДФС поставляется с комплектом фланцев или с фланцевым соединением (комплект фланцев с двумя калиброванными патрубками длиной 2D, устанавливаемыми до и после диафрагмы), а также монтажным кольцом.
• в комплекте с диафрагмой могут поставляться датчики давления серии EJA или EJX.
ОБОЗНАЧЕНИЕ ПРИ ЗАКАЗЕ:
| Диафрагма ДФС | -10 | -100 | -Б | -1 | (Ø108х4 мм) |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Код | Расшифровка |
| 1 | Диафрагма стандартная типа ДФС в соответствии с ГОСТ 8.586.2-2005 |
| 2 | Условное давление Ру, МПа: 10 |
| 3 | Диаметр условного прохода Dу, мм из ряда: 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400 |
| 4 | Материал диска диафрагмы: А – сталь 20 Б – сталь 12Х18Н10Т В – сталь 09Г2С Г – 10Х17Н13М2Т |
| 5 | Конструктивное исполнение: 1 – с уплотнительной поверхностью типа F с паронитовыми прокладками; 2 – с уплотнительной поверхностью типа J (кольцо Армко) без дополнительного уплотнения; |
| 6 | Наружный диаметр и толщина стенки трубопровода |
КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ:
ГАРАНТИЙНЫЕ ОБЯЗАТЕЛЬСТВА:
• гарантийный срок эксплуатации – 12 месяцев с момента ввода диафрагмы в эксплуатацию.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:
• диаметр условного прохода: от 20 до 40 мм;
• условное давление: до 10 МПа;
• способ отбора давления: угловой с кольцевыми щелями.
1 – корпус «плюсовой» кольцевой камеры;
2 – корпус «минусовой» кольцевой камеры;
3 – диск диафрагмы;
4 – уплотнительные прокладки;
5 – патрубок отбора давления 16х3 мм (под приварку, либо с резьбой).
ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ:
| Dy, мм | D, мм | D1, мм | L, мм |
| 20 | 53 | 100 | 118 |
| 25 | 53 | 100 | 118 |
| 32 | 60 | 115 | 148 |
| 40 | 68 | 125 | 168 |
ОБОЗНАЧЕНИЕ ПРИ ЗАКАЗЕ:
| Диафрагма ДФК | -10 | -20 | -А/Б | износоустойчивая | (Ø38х4 мм) |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Код | Расшифровка |
| 1 | Диафрагма фланцевая камерная в соответствии с РД 50-411-83 |
| 2 | Условное давление Ру, МПа: 10 |
| 3 | Диаметр условного прохода Dу, мм из ряда: 20, 25, 32, 40 |
| 4 | Материал корпуса/ диска диафрагмы: А – сталь 20 Б – сталь 12Х18Н10Т В – сталь 09Г2С Г – 10Х17Н13М2Т |
| 5 | Специальное исполнение: • с коническим входом; • износоустойчивая |
| 6 | Наружный диаметр и толщина стенки трубопровода |
Обозначение диафрагмы ДФК, согласно традиционно применяемому конструктиву, предполагает в своей комплектации фланцевое соединение по умолчанию.
• гарантийный срок эксплуатации – 12 месяцев с момента ввода диафрагмы в эксплуатацию.
Диафрагма (автоматизация)
Диафрагма (автоматизация)
Диафрагма (от греч. διάφραγμα — перегородка) — в автоматизации является стальной перегородкой внутри трубы с жидкостью или газом. Используется для создания разности давлений, что в свою очередь необходимо для дифманометров (измерение расхода жидкости или газа).
Содержание
Принцип работы диафрагмы
В трубопроводе, по которому протекает жидкое или газообразное вещество, устанавливается диафрагма, создающая местное сужение потока. Вследствие перехода части потенциальной энергии давления в кинетическую средняя скорость потока в суженном сечении повышается. Статическое давление потока после диафрагмы становится меньше, чем до неё. Разность этих давлений (перепад давления) тем больше, чем больше расход протекающего вещества.
Конструкция диафрагмы
Выполнена в форме кольца. Отверстие в центре с выходной стороны скошено. Вставляется в кольцевую камеру. Материал диафрагм сталь 12Х18Н10Т ГОСТ 5632, материал корпусов кольцевых камер сталь 20 ГОСТ 1050 или сталь 12Х18Н10Т ГОСТ 5632.
Виды диафрагм
ДКС — диафрагма камерная стандартная.
Рассчитана [1] на условное давление до 10 МПа, с условным проходом от 50 до 500 мм.
ДБС — диафрагма бескамерная стандартная.