دیافراگم سیل PVC

دیافراگم سیل PVC تجهیزی واسط برای جداسازی گیج فشار، ترانسمیتر فشار یا پرشر سوئیچ از سیالات خورنده و ناسازگار با اجزای فلزی دستگاه اندازه گیری است. در این محصول، قسمت هایی از بدنه که با فرایند تماس دارند معمولاً از PVC-U ساخته می شوند تا مقاومت مناسبی در برابر بسیاری از اسیدها، بازها، نمک ها و محلول های مورد استفاده در تصفیه آب و صنایع شیمیایی ایجاد شود.

فشار فرایند ابتدا به ممبران دیافراگم سیل وارد می شود. حرکت بسیار محدود ممبران، فشار را از طریق مایع پرکننده داخل مجموعه به تجهیز اندازه گیری منتقل می کند. به این ترتیب سیال فرایندی مستقیماً وارد گیج یا ترانسمیتر نمی شود. دیافراگم سیل PVC یک فشارسنج مستقل نیست و باید همراه یک تجهیز اندازه گیری فشار، به صورت یک مجموعه پرشده و کالیبره شده استفاده شود.

دیافراگم سیل PVC با نام های دیگری نظیر محافظ گیج (gauge guard) یا سیل مواد شیمیایی (chemical seal) نیز شناخته می شود. در واقع آب بندی دیافراگمی یا  دیافراگم سیل یک غشا انعطاف پذیر است که تجهیزات اندازه گیری فشار را از سیالات خورنده و High Viscosity محافظت می کند.

مشخصات عمومی دیافراگم سیل PVC

این مشخصات عمومی هستند. فشار مجاز، دمای کاری و سازگاری شیمیایی باید از دیتاشیت همان مدل و در شرایط واقعی فرایند بررسی شوند.

آیا دیافراگم این محصول از PVC ساخته شده است؟

لزوماً خیر. عنوان «دیافراگم سیل PVC» معمولاً به جنس بدنه یا اتصال فرایندی اشاره دارد، نه الزاماً جنس ممبران. برای مثال، در بعضی دیافراگم سیل های تمام پلاستیک:

• بدنه بالایی از پلی پروپیلن تقویت شده ساخته می شود.
• بدنه پایین یا اتصال فرایندی از PVC-U است.
• ممبران از EPDM ساخته شده است.
• سمت فرایندی ممبران با لایه PTFE پوشانده می شود.

بنابراین هنگام استعلام باید جنس اجزای در تماس با سیال به صورت جداگانه مشخص شود:

• بدنه پایین
• ممبران
• پوشش ممبران
• گسکت
• اتصال فرایندی
• چسب یا آب بند مورد استفاده

عبارت کلی «تمام PVC» برای تأیید سازگاری شیمیایی کافی نیست.

نحوه عملکرد دیافراگم سیل PVC

داخل مجموعه دیافراگم سیل و مسیر اتصال به ابزار اندازه گیری، مایع مخصوصی قرار دارد. وقتی فشار فرایند به ممبران وارد می شود، جابه جایی بسیار کوچک ممبران همان فشار را به مایع پرکننده منتقل می کند. مایع نیز فشار را به المنت گیج یا سنسور ترانسمیتر می رساند. در یک سیستم صحیح:

1. سیال فرایندی فقط با قسمت های Wetted دیافراگم سیل تماس دارد.
2. مایع پرکننده در فضای بسته میان ممبران و تجهیز قرار می گیرد.
3. فشار به صورت هیدرولیکی منتقل می شود.
4. گیج یا ترانسمیتر مقدار فشار را نمایش داده یا ارسال می کند.

سیستم باید بدون حباب و تحت شرایط کنترل شده پر شود. وجود هوا در داخل مجموعه باعث افزایش خطا، تأخیر پاسخ و اثرپذیری بیشتر از دما می شود.

کاربرد دیافراگم سیل PVC

این محصول بیشتر برای اندازه گیری فشار سیالاتی استفاده می شود که ممکن است به اتصالات فلزی متعارف آسیب بزنند، از جمله:

• خطوط تزریق مواد شیمیایی
• واحدهای تصفیه آب و فاضلاب
• آبکاری و شست وشوی اسیدی
• محلول های اسیدی و قلیایی سازگار با PVC
• محلول های نمکی
• کودهای مایع
• تجهیزات آزمایشگاهی و پایلوت
• خطوط دارای لوله و اتصالات PVC-U
• استخرها و سیستم های کلرزنی
• صنایع شیمیایی سبک
• اندازه گیری فشار پمپ های تزریق

سازگاری PVC با یک خانواده کلی از سیالات به معنی سازگاری با تمام غلظت ها و دماها نیست. نام دقیق ماده، غلظت، دمای کاری و مدت تماس باید مشخص شوند.

انواع جنس دیافراگم سیل

دیافراگم سیل PVC در کاربردهای مختلف برای جداسازی یک ابزار اندازه گیری فشار از سیال فرآیندی استفاده می شود و در عین حال امکان اندازه گیری دقیق فشار را فراهم می کند. محافظ گیج PVC معمولاً از یک بدنه PVC و یک دیافراگم انعطاف پذیر از موادی مانند الاستومرها یا PTFE (پلی تترا فلوئورواتیلن) تشکیل می شود. به عبارت بهتر دیافراگم تحت تغییرات فشار تغییر شکل می دهد و فشار را به تجهیز اندازه گیری منتقل می کند.

دیافراگم سیل ها علاوه بر متریال PVC با طیف گسترده ای از مواد مختلف بر اساس فشار و دما و سیال فرآیندی استفاده می شوند. دیافراگم های فلزی از استنلس استیل (stainless steel) با گریدهای مختلف، مونل (Monel)، اینکونل (Inconel)، تانتالم (Tantalum)، تیتانیوم،  PVC و غیره ساخته می شوند.

طرز کار دیافراگم سیل PVC

دیافراگم سیل به گیج فشار، ترانسمیتر یا سوئیچ فشار متصل می شود. همچنین دارای یک دیافراگم نازک و انعطاف پذیر است که سیال فرآیندی را از تجهیزات اندازه گیری فشار جدا می کند.

به عبارت بهتر دیافراگم سیل به عنوان یک مانع فیزیکی بین سیال فرآیندی (مانند مایعات یا گازهای خورنده) و تجهیز اندازه گیری فشار عمل می کند. هنگامی که تغییرات فشار در سیال فرآیندی رخ می دهد، فشار به دیافراگم انعطاف پذیر اعمال می شود. دیافراگم در پاسخ به این تغییرات فشار تغییر شکل می دهد. با تغییر شکل دیافراگم، فشار را از طریق مایع پرکننده (اغلب یک روغن یا گلیسیرین) که فضای بین دیافراگم و تجهیز را پر می‌کند، به تجهیز فشار منتقل می‌کند.

مایع پرکننده، فشار را از دیافراگم به تجهیز فشار منتقل می کند بدون اینکه اجازه دهد سیال با تجهیز تماس مستقیم پیدا کند. سطح تماس بین سیال و دیافراگم نسبتاً بزرگ است بنابراین اندازه گیری فشار دقیق تری را به خصوص برای فشارهای بسیار کم (<۶۰۰ mbar) تضمین می کند.

کاربردهای دیافراگم سیل PVC

دیافراگم سیل پی وی سی در صنایعی که نیاز به محافظت از تجهیزات اندازه گیری فشار در برابر سیالات خورنده و در عین حال اطمینان از خوانش دقیق فشار وجود دارد، کاربردهای مختلفی پیدا می کنند. برخی از کاربردهای دیافراگم سیل متریال PVC به شرح زیر است:

• صنایع شیمیایی: دیافراگم سیل PVC در صنایع شیمیایی برای اندازه گیری فشار در سیستم های جابجایی مواد شیمیایی خورنده استفاده می شود. آنها از گیج های فشار یا ترانسمیترها در برابر آسیب یا خوردگی محافظت می کنند.
• تصفیه آب و فاضلاب: در تصفیه خانه ها و سیستم های توزیع آب برای نظارت دقیق بر فشار بدون خطر آلودگی ناشی از آب یا مواد شیمیایی مورد استفاده در فرآیند تصفیه به کار می روند.
• صنایع داروسازی: آنها را می توان برای اطمینان از اندازه گیری فشار دقیق در فرآیندهایی که حفظ سطوح بالای بهداشت ضروری است، استفاده کرد.
• صنایع پتروشیمی: آنها را می توان برای کاربردهای اندازه گیری فشار که قرار گرفتن در معرض سیالات یا گازهای خورنده قرار دارند به کار برد.

علاوه بر موارد فوق در سیستم های پنوماتیکی که در آن تغییرات کوچک در فشار باید حذف شود و با سیالات فرآیندی بسیار خالص که در آن سطح فلزی سنسور فشار ممکن است سیال را آلوده کند نیز کاربرد دارند.

مزایای دیافراگم سیل PVC

مهم ترین مزایای این محصول عبارت اند از:

• مقاومت مناسب در برابر بسیاری از سیالات خورنده
• جلوگیری از تماس مستقیم سیال با گیج یا ترانسمیتر
• وزن کمتر نسبت به نمونه های فلزی
• مناسب برای خطوط پلیمری
• کاهش نیاز به استفاده از آلیاژهای فلزی گران قیمت
• قابل استفاده با گیج و ترانسمیترهای مختلف
• امکان نصب مستقیم یا با کپیلاری
• مناسب برای بسیاری از کاربردهای آب و پساب
• امکان تعویض یا تمیزکاری آسان تر در طراحی های رزوه ای

محدودیت های PVC-U

PVC-U در بسیاری از کاربردهای شیمیایی انتخاب اقتصادی و مؤثری است، اما محدودیت های مکانیکی و دمایی دارد.

کاهش فشار مجاز با افزایش دما

فشار نامی PVC معمولاً در دمای مرجع اعلام می شود. با افزایش دما، استحکام مکانیکی آن کاهش پیدا می کند و فشار مجاز باید طبق نمودار Pressure-Temperature سازنده کاهش داده شود. به همین دلیل نمی توان عبارت هایی مانند «فشار کاری ۱۰ بار» را بدون ذکر دما در صفحه محصول درج کرد. ممکن است تجهیز در دمای محیط PN10 باشد، اما در دمای بالاتر فشار مجاز بسیار کمتر شود.

محدودیت دمایی

PVC-U معمولاً برای دماهای پایین تا متوسط انتخاب می شود. در سیستم های لوله کشی متداول، بازه ای نزدیک به صفر تا ۶۰ درجه سانتی گراد دیده می شود؛ اما محدوده دقیق دیافراگم سیل به طراحی بدنه، ممبران، گسکت و مایع پرکننده بستگی دارد.

برای دمای بالاتر ممکن است PP، PVDF، PVC-C یا یک دیافراگم سیل فلزی با پوشش مقاوم انتخاب مناسب تری باشد.

حساسیت رزوه پلاستیکی

اتصال رزوه ای PVC نسبت به رزوه فلزی تحمل کمتری در برابر گشتاور اضافی دارد. سفت کردن بیش ازحد، استفاده نامناسب از نوار آب بندی یا اعمال بار مکانیکی گیج می تواند باعث ترک خوردگی اتصال شود.

محدودیت در برابر ضربه فشار

فشارهای ضربه ای، Water Hammer و پالس های سریع پمپ ممکن است به بدنه یا ممبران آسیب برسانند. فشار کاری پایدار با بیشینه فشار لحظه ای یکسان نیست و هر دو باید در انتخاب محصول بررسی شوند.

سازگاری شیمیایی PVC

PVC-U در برابر بسیاری از اسیدها، بازها و محلول های نمکی مقاومت مناسبی دارد، اما در برابر تمام مواد شیمیایی مقاوم نیست. بعضی حلال های آلی، هیدروکربن های خاص یا ترکیبات با غلظت و دمای بالا می توانند موجب تورم، نرم شدن، ترک خوردگی یا افت استحکام آن شوند. برای تأیید سازگاری باید موارد زیر مشخص باشند:

• نام شیمیایی دقیق سیال
• غلظت
• دمای حداقل و حداکثر
• فشار کاری
• وجود مخلوط چند ماده
• احتمال تغییر ترکیب سیال
• مدت و پیوستگی تماس
• جنس ممبران و گسکت
• احتمال نفوذپذیری سیال

جدول مقاومت شیمیایی باید برای تمام اجزای Wetted بررسی شود؛ نه فقط بدنه PVC.

تفاوت PVC، PP، PVDF و PTFE

انتخاب نهایی نباید فقط براساس «خورنده بودن» سیال انجام شود؛ فشار، دما، غلظت و تنش مکانیکی نیز تعیین کننده اند.

دیافراگم سیل PVC رزوه ای

مدل رزوه ای برای نصب روی انشعاب های کوچک و خطوط دارای اتصالات پلیمری مناسب است. اتصال می تواند، بسته به سازنده، در سایزهایی مانند G ۱/۴، G ۱/۲، ۱/۴ NPT یا ۱/۲ NPT عرضه شود.

مزایای مدل رزوه ای شامل ابعاد کوچک و نصب ساده است. در مقابل، رزوه پلاستیکی به کنترل گشتاور و مهار وزن گیج نیاز دارد. سایز اتصال باید بر اساس دیتاشیت محصول انتخاب شود و سایزهای ذکرشده نباید به تمام برندها تعمیم داده شوند.

دیافراگم سیل PVC فلنجی

نمونه فلنجی برای خطوط بزرگ تر یا کاربردهایی که اتصال رزوه ای مناسب نیست استفاده می شود. فشار نامی، استاندارد فلنج، نوع سوراخ کاری و ابعاد سطح آب بندی باید با فلنج خط مطابقت داشته باشند.

در مدل فلنجی باید موارد زیر بررسی شوند:

• DN یا سایز اینچی
• PN یا کلاس فلنج
• استاندارد DIN، EN یا ASME
• جنس فلنج و بدنه
• نوع گسکت
• سطح تماس فرایندی
• گشتاور بستن پیچ ها
• نمودار کاهش فشار با دما

نصب مستقیم یا با کپیلاری

نصب مستقیم

در نصب مستقیم، گیج یا ترانسمیتر مستقیماً روی دیافراگم سیل مونتاژ می شود.

مزایای آن عبارت اند از:

• پاسخ سریع تر
• حجم کمتر مایع پرکننده
• اثر دمایی کمتر
• هزینه پایین تر
• مجموعه جمع وجورتر

این روش زمانی مناسب است که دمای محیط، ارتعاش و دسترسی محل نصب برای تجهیز اندازه گیری قابل قبول باشد.

نصب با کپیلاری

در این روش، گیج یا ترانسمیتر با یک لوله مویین پرشده از دیافراگم سیل فاصله می گیرد. کپیلاری در شرایط زیر کاربرد دارد:

• وجود ارتعاش در محل اتصال فرایند
• نیاز به نصب نمایشگر در محل قابل مشاهده
• محدودیت دسترسی
• نیاز به جداسازی تجهیز از شرایط نامناسب محل
• نصب ترانسمیتر روی براکت

طول کپیلاری، اختلاف ارتفاع، دمای محیط و نوع مایع پرکننده بر صفر، زمان پاسخ و دقت اثر می گذارند.

انتخاب مایع پرکننده

مایع پرکننده باید با محدوده دمایی، فشار و کاربرد سازگار باشد. انتخاب آن بر موارد زیر اثر می گذارد:

• حداقل و حداکثر دمای کاری
• انبساط حرارتی
• زمان پاسخ
• عملکرد در خلأ
• ایمنی در صورت پارگی ممبران
• سازگاری با فرایند
• الزامات مربوط به اکسیژن، کلر یا کاربردهای خاص

در صورت احتمال تماس مایع پرکننده با محصول، باید نوع سیال و الزامات ایمنی هنگام سفارش اعلام شوند.

تأثیر دیافراگم سیل بر دقت

افزودن دیافراگم سیل می تواند بر عملکرد تجهیز فشار اثر بگذارد. میزان این اثر به عوامل زیر وابسته است:

• قطر مؤثر ممبران
• ضخامت و جنس ممبران
• رنج فشار
• حجم داخلی سیستم
• نوع مایع پرکننده
• نصب مستقیم یا کپیلاری
• طول کپیلاری
• تغییرات دمای فرایند و محیط
• اختلاف ارتفاع میان سیل و ترانسمیتر
• اندازه و ساختار تجهیز اندازه گیری

در رنج های فشار پایین، انتخاب سطح مؤثر بزرگ تر ممبران اهمیت بیشتری دارد. استفاده از یک دیافراگم کوچک ممکن است خطای دمایی یا عدم حساسیت قابل توجهی ایجاد کند.

استفاده برای سیالات ویسکوز یا کریستالی

هر دیافراگم سیل PVC برای سیالات ویسکوز، رسوب زا یا کریستالی مناسب نیست. مدل های دارای ممبران داخلی و حفره فرایندی ممکن است محل تجمع مواد ایجاد کنند. برای این سیالات باید موارد زیر بررسی شوند:

• استفاده از ممبران Flush
• قطر دهانه فرایندی
• امکان شست وشو
• وجود نقاط مرده
• احتمال کریستال سازی
• روش جداسازی و تمیزکاری
• نیاز به سیستم Purge

در بعضی کاربردها، دیافراگم سیل فلنجی با سطح Flush و پوشش PTFE انتخاب مناسب تری از مدل رزوه ای PVC است.

نصب صحیح دیافراگم سیل PVC

برای نصب ایمن و دقیق، رعایت نکات زیر ضروری است:

1. اتصال فرایندی و رزوه محصول بررسی شود.
2. سازگاری PVC، ممبران و گسکت با سیال تأیید شود.
3. از وارد کردن گشتاور بیش ازحد به رزوه پلاستیکی خودداری شود.
4. وزن گیج یا ترانسمیتر توسط اتصال PVC تحمل نشود؛ در صورت نیاز از ساپورت استفاده شود.
5. مجموعه از بدنه مناسب آچارخور گرفته شود، نه از محفظه گیج یا ترانسمیتر.
6. از آب بند رزوه سازگار با سیال و PVC استفاده شود.
7. فشار ضربه ای و پالس پمپ در نظر گرفته شود.
8. مسیر کپیلاری خم تند یا له شدگی نداشته باشد.
9. مجموعه پرشده باز یا از هم جدا نشود.
10. پس از نصب، نشتی و صحت نمایش فشار بررسی شود.

تعمیر و کالیبراسیون

دیافراگم سیل، کپیلاری و تجهیز اندازه گیری یک سیستم بسته هستند. باز کردن اتصال میان آن ها باعث خروج مایع پرکننده و ورود هوا می شود و مجموعه دیگر اندازه گیری قابل اعتمادی نخواهد داشت. پر کردن مجدد باید با تجهیزات مناسب، معمولاً تحت خلأ، انجام شود. پس از تعمیر نیز کل مجموعه باید کالیبره و از نظر نشتی کنترل شود.

نشانه های احتمالی خرابی عبارت اند از:

• پاسخ کند یا بدون پاسخ
• جابه جایی نقطه صفر
• نوسان غیرعادی
• نشتی مایع پرکننده
• ترک بدنه PVC
• تغییر شکل یا آسیب ممبران
• اختلاف قرائت با مرجع
• باقی ماندن عدد فشار پس از تخلیه خط

راهنمای انتخاب و خرید دیافراگم سیل PVC

برای انتخاب محصول، اطلاعات زیر باید همراه درخواست خرید ارائه شوند:

• نوع گیج، ترانسمیتر یا پرشر سوئیچ
• رنج فشار
• فشار کاری و حداکثر فشار لحظه ای
• وجود خلأ یا فشار ترکیبی
• نام و غلظت سیال
• حداقل و حداکثر دمای فرایند
• دمای محیط
• نوع و سایز اتصال
• استاندارد رزوه یا فلنج
• جنس موردنیاز بدنه
• جنس ممبران و پوشش آن
• جنس گسکت
• نصب مستقیم یا کپیلاری
• طول کپیلاری
• اختلاف ارتفاع نصب
• نیاز به براکت
• الزامات مربوط به مایع پرکننده
• نیاز به گواهی متریال یا تست

قیمت دیافراگم سیل PVC

قیمت دیافراگم سیل PVC به مشخصات مجموعه بستگی دارد. عوامل مؤثر عبارت اند از:

• برند و مدل
• رزوه ای یا فلنجی بودن
• سایز اتصال
• جنس بدنه
• متریال ممبران و روکش PTFE
• فشار نامی
• نصب مستقیم یا کپیلاری
• طول و نوع محافظ کپیلاری
• مایع پرکننده
• نوع گیج یا ترانسمیتر متصل
• کالیبراسیون مجموعه
• گواهی های موردنیاز

برای استعلام دقیق، مشخصات سیال و شرایط فشار و دما را همراه مدل تجهیز اندازه گیری برای کارشناسان تجهیزصنعت ارسال کنید.

پرسش های متداول

آیا دیافراگم سیل PVC برای تمام اسیدها مناسب است؟

خیر. سازگاری به نوع اسید، غلظت، دما و جنس ممبران و گسکت بستگی دارد. جدول مقاومت شیمیایی سازنده باید بررسی شود.

حداکثر فشار دیافراگم سیل PVC چقدر است؟

به مدل و دمای فرایند بستگی دارد. برخی مدل های رزوه ای تمام پلاستیک حداکثر PN10 هستند، ولی با افزایش دما فشار مجاز کاهش می یابد.

آیا ممبران دیافراگم سیل از PVC است؟

همیشه خیر. در بسیاری از مدل ها بدنه فرایندی PVC-U است، اما ممبران از EPDM با لایه PTFE یا متریال دیگری ساخته می شود.

آیا می توان گیج را از دیافراگم سیل جدا کرد؟

جدا کردن مجموعه باعث خروج مایع پرکننده و ورود هوا می شود. مونتاژ مجدد باید توسط مجموعه مجهز به سیستم پرکردن و کالیبراسیون انجام شود.

PVC-U با UPVC تفاوت دارد؟

در کاربردهای صنعتی این دو عبارت معمولاً به پلی وینیل کلراید سخت و بدون نرم کننده اشاره می کنند.

آیا دیافراگم سیل PVC برای فشار منفی مناسب است؟

باید در دیتاشیت همان مدل بررسی شود. تمام مدل های PVC برای خلأ یا رنج Compound مناسب نیستند.

مدل رزوه ای برای سیال کریستالی مناسب است؟

مدل های دارای حفره داخلی ممکن است دچار گرفتگی شوند. برای این سرویس معمولاً باید مدل Flush و امکان شست وشو بررسی شود.

گیج فشار دیافراگمی

مکانیکال سیل