Избыточное давление это рабочее: Типы давления: абсолютное давление, избыточное давление, дифференциальное давление

Типы давления: абсолютное давление, избыточное давление, дифференциальное давление

Наравне с температурой давление является одним из наиболее важных параметров, описывающих физическое состояние среды. Давление определяется как сила (F_N), постоянно действующая на заданную площадь поверхности (A). Типы давления отличаются друг от друга только по отношению к выбранному эталонному давлению.

Абсолютное давление

Наиболее приемлемым эталонным давлением является нулевое, которое существует в безвоздушном космическом пространстве. Любое давление относительно данного известно как абсолютное давление. Абсолютное давление обозначается как “ abs”, что является сокращением от латинского слова “absolutus”, означающего отдельный, независимый.

Атмосферное давление

Наверное наиболее важным типом давления для жизни на земле является атмосферное давление, p_amb (amb = ambiens = окружающий). Это давление образовано массой атмосферы, окружающей землю на высоте примерно до 500 км. До этой высоты, на которой абсолютное давление p_abs = 0, его величина постоянно уменьшается. Тем не менее, атмосферное давление подвержено погодным колебаниям, что хорошо нам известно из ежедневного прогноза погоды. На уровне моря p_amb в среднем составляет 1013,25 гектопаскаля (ГПа), что соответствует 1013,25 миллибара (мбар). Благодаря “циклонам” и “антициклонам” атмосферное давление может колебаться в пределах, примерно, 5 %.

Дифференциальное давление

Разница между двумя величинами давления p₁ и p₂ известна как перепад давления Δp = p₁ — p₂. В случаях, когда разница между двумя значениями представляет собой измеренное значение переменной процесса, говорят о дифференциальном давлении p_1,2.

Избыточное (манометрическое) давление

К наиболее часто встречающемуся типу измеряемого давления на технологических объектах относится перепад атмосферного давления, P_e (e = excedens = превышение). Оно представляет собой разницу между абсолютным давлением P_abs и относительным (абсолютным) атмосферным давлением (p_e = p_abs – p_amb), более известное как избыточное или манометрическое давление.

Понятие положительного избыточного давления используют, когда абсолютное давление превышает атмосферное. В противном случае говорят об отрицательном избыточном давлении.

Сокращения в формулах “abs”, “amb” и “e” однозначно указывают на тип измеряемого давления. Эти сокращения относятся в формулах к букве Р, но не к единицам измерения.

Неважно какое давление — абсолютное, избыточное или дифференциальное. С помощью WIKA вы подберете необходимый измерительный прибор для любого типа давления:

Свяжитесь с нами

Вам нужна дополнительная информация? Напишите нам:

Давления условные, рабочие и пробные

Давления условные, рабочие и пробные

С повышением температуры среды, протекающей по трубопроводу, механическая прочность деталей трубопровода понижается, причем для деталей, изготовленных из чугуна, — при температуре среды свыше 120°С, а из сталей — свыше 200°С. Поэтому в случае превышения указанных температур длительная работа допускается только с определенным давлением, выбранным в зависимости от температуры протекающей среды.

Для характеристики прочности деталей и арматуры трубопроводов введены понятия условного, рабочего и пробного давлений. ГОСТ 356-68.

Под условным давлением р_упонимается наибольшее избыточное рабочее давление при температуре среды 20°С. при котором обеспечивается длительная работа арматуры и соединительных частей.

Под рабочим давлением р_рабпонимается наибольшее избыточное давление, при котором обеспечивается длительная работа арматуры и соединительных частей трубопровода при рабочей температуре среды.

Под пробным давлением р_пр понимается избыточное давление, при котором арматура и соединительные части трубопроводов должны подвергаться гидравлическому испытанию на прочность и плотность материала водой при температуре не выше 100°С. Арматура и соединительные части трубопроводов изготавливаются на следующие условные давления: 0,1; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1.6; 2,5; 4,0; 8,0; 10,0; 16,0; 20,0; 25,0; 32,0; 40,0; 50,0; 64,0; 80,0 и 100,0 МПа.

Условные давления служат для выбора материала и конструкции трубопровода в зависимости от давления и температуры протекающей среды и положены в основу при стандартизации деталей трубопроводов.

В зависимости от материала, из которого изготовлены корпуса арматуры, а также давления и температуры среды для изделий вводятся дополнительные обозначения. Арматура, изготовленная из углеродистых сталей на условное давление 10,0 МПа, имеет обозначение р_у10,0; на рабочее давление 16,0 МПа— р_раб 16,0; на пробное давление 25.0 МПа — р_пр 25,0.

Соответственно арматура, изготовленная из хромомолибденной стали, будет иметь обозначения: р_у 10,0ХМФ, р_раб 16,0ХМФ и р_пр 25,0 ХМФ.

Арматура, изготовленная из чугуна на условное давление 2,5 рабочее 2,0 и пробное 3,6 МПа, маркируется: р_у 2,5ч, р_раб 2,0ч и р_пр 3,8 ч и бронзы р_у 2,5 ц, р_раб 2,0 ц и р_пр 3,8 ц.

Арматура, изготовленная на рабочее давление 25,0 МПа и температуру 400°С, маркируется: р_у 25,0 400. Обычно заводом-изготовителем выплавляются и выдавливаются на корпусах значения на условных давлений, рабочих давлений и температур ипробках давлений. На арматуре, изготовленной из чугуна, наплавляется во время отливки только значение условного давления.

Значения рабочих давлений для арматуры, изготовленной из стали, чугуна и бронзы для принятых условных давлений в зависимости от температуры протекающей среды приведены в ГОСТ 356-68.

Рабочее давление для промежуточных значений температуры среды определяется линейной интерполяцией между ближайшими значениями, приведенными вГОСТ 356-68.

ГОСТ 356-68 устанавливает, что подобное Давление равно:

где

При давлении менее 0,1 МПа р_пр = р_раб + 0,1 МПа, При вакууме р_пр = 0,15 МПа.

рабочее давление — это… Что такое рабочее давление?

Все виды давлений — абсолютное, атмосферное, избыточное, вакуум

Давление — единица силы, действующая перпендикулярно на единицу площади.

Абсолютным называют давление, создаваемое на тело отдельно взятым газом без учета других атмосферных газов. Измеряют его Па (паскалях). Абсолютное давление представляет собой сумму атмосферного и избыточного давлений.

Барометрическим (атмосферным) называют давление гравитации на все находящиеся в атмосфере предметы. Нормальное атмосферное давление создается 760 мм столбом ртути при температуре 0°С.

Избыточным давлением называют положительную разность между измеряемым и атмосферным давлением.

Вакуумом называют отрицательную разность между измеряемым и атмосферным давлением.

С какой целью меряют давление? С целью непрерывного контроля и своевременного регулирования всех технологических параметров. Для каждого технологического процесса разрабатывается режимная карта. К чему может привести ее несоблюдение? Например, известны случаи, когда при бесконтрольном повышении давления многотонный барабан энергетического котла улетал, словно футбольный мяч, на несколько десятков метров, разрушая все на своем пути. Снижение давления не несет разрушений, но приводит к:

• браку продукции;
• перерасходу топлива.

Преобразователи давления

Выходной неэлектрический сигнал большинства первичных преобразователей давления (дифманометр стрелочный) имеет вид перемещения или силы и объединен в одном корпусе с прибором измерения. Для передачи результатов измерений на расстояние используют промежуточный преобразователь для получения стандартизированного электрического или пневматического сигнала. Так происходит слияние первичного и промежуточного преобразователей в единый измерительный преобразователь.

• Преобразователями абсолютного давления измеряют давление какой-либо среды относительно вакуума.
• Преобразователями избыточного давления измеряют давление какой-либо среды относительно атмосферного давления.
• Преобразователями вакууметрического давления измеряют уровень вакуума относительно атмосферного давления.
• Преобразователями гидростатического давления измеряют гидростатический уровень жидкостей.
• Преобразователи дифференциального давления измеряют перепад давлений.
• Преобразователи избыточного давления-разряжения являются универсальными приборами, потому что измеряют одновременно и избыточное давление, и вакуум.

Читайте также:

Значения различных видов давления в сосудах в процессе эксплуатации

С. Т. Толчеев, технический директор ООО «Липецкпромэкспертиза»

Я. С. Толчеев, эксперт ООО «Липецкпромэкспертиза»

И.М. Стрекалов, эксперт ООО «ЭТС «Металлург-Л»

При эксплуатации сосудов различные виды давлений трактуются по разному. Одни считают, что расчетное давление равносильно разрешенному давлению. Другие считают, что разрешенное давление равносильно максимально возможному рабочему давлению. От правильной трактовки этих давлений зависит правильность настройки пружинных предохранительных клапанов, выбор пробного давления.

Согласно техническому регламенту Таможенного союза «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением» (ТР ТС 032/2013)

«давление рабочее» — максимальное избыточное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса;

«давление разрешенное» — максимально допустимое избыточное давление для оборудования (элемента), установленное на основании оценки соответствия и (или) контрольного расчета на прочность;

«давление расчетное» — давление на которое производится расчет на прочность оборудования.

«давление пробное» — избыточное давление, при котором производится испытание оборудования на прочность и плотность.

Рассмотрим оборудование при пуске в работу и в процессе эксплуатации.

Разработчик и изготовитель оборудования и устройств безопасности прилагает к оборудованию паспорт и расчет на прочность оборудования, расчет пропускной способности предохранительных устройств. Определяет рабочее, расчетное и пробное давление сосуда.

В соответствии с п. 318 Федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» при работающих предохранительных клапанах в сосуде не допускается давление, превышающее:

а) разрешенное давление более чем на 0,05 МПа – для сосудов с давлением до 0,3МПа;

б) разрешенное давление более чем на 15 % – для сосудов с давлением от 0,3МПа до 6МПа;

в) разрешенное давление более чем на 10% – для сосудов с давлением свыше 6МПа.

В соответствии с пунктом 212 (б) Федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением»  на оборудование вывешивается табличка на которую наносится разрешенное давление и другие сведения.

Кто должен определить разрешенное давление ?

Учитывая, что расположение клапанов на вертикальных сосудах, как правило, на верхних днищах или в местах наибольшего скопления паров и газов, то тогда разрешенное давление должно быть равно расчетному, так как рабочее давление не учитывает гидростатического давления среды и допустимого кратковременного повышения давления во время действия предохранительного клапана. Следовательно разрешенное давление должно быть больше рабочего давления (Р_раз>Р_раб).

А расчетное давление рассчитывается на давление равное 90% давления при полном открытии клапана. Разрешенное давление должно быть (Р_раз=Р_рас>Р_раб).

Если это не учитывать, то настройка предохранительного клапана может быть неверна.

Если в процессе эксплуатации снижено рабочее давление сосуда, то необходимо провести расчет пропускной способности предохранительных устройств для новых условий работы.

Для большинства типов оборудования, работающего под давлением значение пробного давления Р_пр
при испытаниях определяют по формулам [1-6] Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением»:

Р_пр=К×Р×[σ]₂₀/×[σ]_t,

Коэффициент К, зависящий от типа оборудования и вида испытания.

Р – расчетное, рабочее или разрешенное давление оборудования.

В соответствии с п. 172 Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» значение пробного давления определяется от рабочего давления, а согласно п. 392 ФНП определяют величину пробного давления исходя из величины разрешенного давления.

Определение пробного давления зависит от того, на каком этапе происходит испытание. После изготовления и доизготовления на месте эксплуатации за Р принимается расчетное давление. Если испытание оборудования производится в период его использования в сроки, установленные изготовителем, за Р принимается рабочее давление. Если испытание осуществляется по истечении срока службы величина Р принимается равной разрешенному давлению, установленному экспертной организацией.

Если в процессе эксплуатации снижено рабочее давление сосуда и необходимо провести гидравлическое испытание, то необходимо определить пробное давление по установленному разрешенному давлению.

Мы знаем, что рабочее давление не учитывает гидростатического давления среды. Тогда

разрешенное давление должно определяться как расчетное давление в условиях испытаний. Это давление которому элементы сосуда подвергаются во время пробного испытания, включая гидростатическое давление, если оно составляет 5% или более пробного давления.

При определении разрешенного давления это обстоятельство многие не учитывают в своих расчетах.

Список литературы

1. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов на которых используется оборудование работающее под избыточным давлением», утвержденными приказом Ростехнадзора от 25.03.2014 № 116.
2. (ТР ТС 032/2013) Технический регламент Таможенного союза «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением» (принят решением Совета Евразийской экономической комиссии от 02.07.2013 № 41).
3. ПБ 03-584-03 Правила проектирования, изготовления и приемки сосудов и аппаратов стальных сварных. Утверждены постановлением Госгортехнадзора России от 10.06.2003 № 81.
4. РД 03-421-01. Методические указания по проведению диагностирования технического состояния и определению остаточного срока службы сосудов и аппаратов.
5. ГОСТ 14249-89. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность.

Абсолютное давление = absolute pressure и приборное (избыточное) давление = gauge pessure. В частности — что такое psig и psia?

Понятие «разрешенное давление» при проведении освидетельствования и экспертизе промышленной безопасности оборудования нефтеперерабатывающих установок

Авторы:
А.В. Балутов, Е.П. Денисенко, Д.А. Легостаев (ЗАО «НПО «Ленкор»),
А.Е. Шувалов (ООО «Балтморпроект»), А.Ф. Васецкий (НТЦ «ЭДО»).

Опубликовано в журнале Химическая техника №11/2015

Эксплуатация любого опасного производственного объекта (ОПО) не обходится без использования сосудов и аппаратов, работающих под давлением. Наряду со свойствами продуктов, обращающихся в технологическом цикле, на продолжительность эксплуатации оборудования значительное влияние оказывают и параметры, при которых осуществляется их работа. В рамках данной статьи оставим в стороне рассмотрение различных толкований, связанных с понятием «температура», а остановимся на уяснении такой характеристики, как «давления».

Анализируя содержание определений, приведенных в нормативных документах и технической литературе, можно выстроить некую структурную цепочку, сложенную из различных взаимосвязанных понятий. Так, первое определение понятия «технологическое давление» может быть найдено в РД 51-0220570-2–93 [1]. Технологическое давление рт – избыточное давление в сосуде, при котором осуществляется технологический процесс. Это давление принимается по верхнему значению заданного диапазона давлений проведения технологического процесса. Технологическое давление не должно превышать рабочее давление. Оно, как правило, ниже уровня, на который настроены предохранительные клапаны, с целью предотвращения частого их срабатывания.

Следующим в этой цепочке располагается «рабочее давление», определения которого приводятся уже в большем числе нормативных документов таких, как ГОСТ 356 [2], ГОСТ Р 52857.1 [3], Инструкция по выбору сосудов и аппаратов, работающих под давлением до 100 кг/см2 и защите их от превышения давления [4]. Остановимся на ныне используемом определении, приведенном в Техническом регламенте Таможенного союза ТР ТС 032/2013 [5], где сказано следующее: рабочее давление – максимальное избыточное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса. Иными словами, рабочее давление – это максимальное из ряда значений технологических давлений. Зачастую специалисты пытаются оспорить такой подход к выбору рабочего давления, мотивируя это тем, что в разных частях аппарата возможны разные значения давления (например, вверху колонны давление газовой фазы 5,4 кг/см2, а внизу 5,8 кг/см2, значит, в качестве рабочего давления следует указывать оба этих значения. Но зачем это делать, если ясно, что только максимальное значение должно учитываться при его определении. Другим примером возможного изменения рабочего давления может быть параметр ведения технологического процесса в начале использования нового катализатора и в момент перед его выгрузкой из системы. Ясно, что в начале использования свежего катализатора значение технологического давления будет ниже, чем при эксплуатации отработавшего катализатора. Но в обоих случаях за рабочее давление следует принимать самое большое его значение, которое действительно оказывает влияние на ведение безопасного технологического процесса. А все остальные, более низкие его значения, не оказывают влияния на безопасность системы.

Следующим по важности и значимости в цепочке понятий располагается «расчетное давление». Его мы также приведем из действующего Технического регламента ТР ТС 032/2013 [5]: давление расчетное – давление, на которое производится расчет на прочность стандартных сосудов (узлов, деталей, арматуры). Некоторые нормативные документы дают дополнительные разъяснения по значению расчетного давления. Так, в ГОСТ Р 52857.1. [3] указано, что расчетное давление может быть выше рабочего в следующих случаях: если во время действия предохранительных устройств давление в аппарате может повыситься более чем на 10% рабочего, то расчетное давление должно быть равно 90% давления в аппарате при полном открытии предохранительного устройства; если на элемент действует гидростатическое давление от столба жидкости в аппарате, значение которого свыше 5% расчетного, то расчетное давление для этого элемента соответственно повышается на значение гидростатического давления.

Дополнительно следует обратить внимание на момент назначения расчетного давления аппарата при проектировании технологической схемы производства. Согласно требованиям Инструкции [4], расчетное давление должно быть назначено несколько выше рабочего давления, что в дальнейшем приведет к следующему:

• созданию дополнительной возможности продления срока эксплуатации аппаратов, отработавших расчетный ресурс;
• снижению количества срабатываний предохранительных клапанов;
• снижению количества продуктов выброшенных «на факел».

Вместе с тем без учета требований Инструкции [4] расчетное давление может быть назначено равным рабочему.

Отдельно в ряду определений стоит «пробное давление», так как оно определяет условия экстремальных испытаний аппарата при параметрах, превышающих и рабочие, и расчетные значения. Неслучайно в приказе №116 от 25.03.2014 г. ФСЭТАН [6] специально оговариваются условия выбора пробного давления. Положения этого приказа являются важнейшим условием испытания аппаратов как при изготовлении, так и при техническом освидетельствовании и экспертизе промышленной безопасности. В этом документе сказано, что «пробное давление рпр при гидравлическом испытании металлических сосудов (за исключением литых) определяется по формуле рпр = 1,25р([σ]20/[σ]), где р – расчетное давление в случае доизготовления на месте эксплуатации, в остальных случаях – рабочее давление, МПа; [σ]20, [σ] – допустимые напряжения для материала сосуда (или его элементов) соответственно при 20°С и расчетной температуре, МПа.

Наконец, выбирая из ряда существующих понятий, нельзя не остановиться на понятии «разрешенное давление». Это понятие претерпело некоторую модификацию за время своего существования и в настоящее время используется в виде определения, приведенного в том же Техническом регламенте Таможенного союза ТР ТС 032/2013 [5]. Давление разрешенное – максимальное избыточное допустимое давление для оборудования (элемента), установленное на основании оценки соответствия и (или) контрольного расчета на прочность.

Собственно за время своего существования оно изменилось незначительно, и первая формулировка, выявленная в нормативных документах 1993 г. отличается от действующей тем, что в РД 51-0220570-2–93 [1] указывалось, что для вновь проектируемых сосудов разрешенное давление принимается равным рабочему. Далее мы постараемся уделить этому понятию более пристальное внимание, так как разрешенное давление оказывает активное влияние на жизненный цикл оборудования.

Исходя из приведенных выше определений схема взаимной увязки различных определений давления (по возрастанию значения) выглядит следующим образом:

Технологическое давление → Рабочее давление (максимальное значение технологического давления) → Расчетное давление по ГОСТ Р 52857.1[3] → Разрешенное давление (в общем случае больше или равно рабочему давлению) → Пробное давление (в процессе эксплуатации составляет 1,25 рабочего давления).

Приступая к конструированию аппарата, специалист конструкторского бюро среди нескольких значений технологического давления, установленных технологом процесса, выбирает наибольшее значение, которое в дальнейшем называется рабочим. Исходя из значений рабочего давления и температуры с учетом характеристик рабочей среды (ее взрывопожароопасности, химической опасности и коррозионной активности), а также требований [4] назначается расчетное давление. Расчетное давление используется при определении толщины стенки аппарата и расчетного срока службы аппарата. Расчетный срок службы ложится в дальнейшем в основу определения назначенного срока эксплуатации. Таким образом, с использованием рабочего и расчетного давлений осуществляется расчет на прочность аппарата и определяется толщина стенки аппарата для его изготовления, а также устанавливается назначенный срок эксплуатации аппарата. Именно эти характеристики аппарата заносятся в паспорт технического устройства и соответствуют условиям безопасной эксплуатации аппарата в назначенный срок эксплуатации.

Готовый аппарат предприятием-изготовителем вместе с паспортом технического устройства передается владельцу ОПО, который осуществляет его монтаж на площадке строительства по рабочей документации, выполненной проектной организацией.

В процессе эксплуатации аппарата под воздействием коррозионно-активных сред и изменяющихся рабочих параметров технологического процесса происходит утонение стенок аппарата, при определенных условиях не исключена также вероятность изменения структуры металла корпуса аппарата.

Все эти процессы приводят к снижению показателя безопасности использования аппарата и требуют проведения технического освидетельствования и экспертизы промышленной безопасности, подтверждающих либо возможность дальнейшей эксплуатации аппарата при рабочем давлении, либо требующих снижения давления с целью сохранения показателей надежности аппарата в период, когда уже истек назначенный срок эксплуатации, установленный при его изготовлении.

И здесь встает вопрос о назначении по результатам экспертизы разрешенного давления и назначенного срока эксплуатации, позволяющего продлить срок эксплуатации по сравнению с назначенным при изготовлении сроком эксплуатации.

Выполнение освидетельствования, диагностирования и экспертизы промышленной безопасности сопровождается проведением гидравлических испытаний, выполнением поверочного расчета на прочность и комплексным освидетельствованием аппарата, включая замер толщины стенки сосуда. По нашему мнению, в качестве исходных данных для проведения поверочного расчета следует принимать рабочее давление в аппарате (т.е. максимальное из рабочих давлений в технологическом процессе). Это подтверждается и требованиями приказа №116 [6] и основными допущениями при расчете на прочность, изложенными в работе [7]. Почему необходимо заострить внимание именно на этом моменте? При выполнении поверочного расчета нельзя ограничиваться использованием только расчетного давления. Ведь это давление потому и называлось расчетным, что оно использовалось в момент подготовки к изготовлению аппарата, и на его основе был назначен срок безопасной эксплуатации аппарата. Мы не исключаем ситуацию, когда при выполнении поверочного расчета в качестве разрешенного давления может приниматься расчетное, и эта формула будет действующей до тех пор, пока результат расчета получается положительным. Но если аппарат уже отработал какой-то срок, и стенки аппарата стали тоньше, а металл, из которого аппарат изготовлен, стал иметь другую структуру, и запаса прочности не хватает для выполнения поверочного расчета на расчетное давление, то почему же проверку следует производить, основываясь именно на этом значении? Наши оппоненты пытаются сгладить ситуацию, ссылаясь на постоянное противоречие между технологами и механиками владельца ОПО.

В условиях эксплуатации ОПО механику важно обеспечить надежность и по этой причине ему выгодно иметь разрешенное давление на уровне рабочего давления.

Технологу же приходится думать о возможном увеличении границ рабочего давления, и поэтому он стремится застолбить расчетное давление в качестве максимального рабочего. При этом появляются ссылки на то, что давление в другом аппарате технологической цепочки может оказаться выше, чем рабочее давление в данном сосуде или что установочное давление предохранительного клапана принято по расчетному давлению системы.

Но все это отговорки и попытки в очередной раз запутать пользователей. Нам представляется, что при определении соотношений значений давлений должна выполняться следующая взаимозависимость: рраб ≤ рразр – Максимальное технологическое давление в технологическом процессе рразр ≤ ррасч – Давление, на которое выполнен расчет на прочность аппарата рраб ≤ рразр ≤ ррасч – Максимально избыточное допустимое внутреннее или наружное давление, установленное по результатам технического освидетельствования

Владельцы ОПО, которые действуют от расчетного давления, не учитывают один существенный момент: аппараты выбирались под конкретный базовый проект, в котором заложены рабочие параметры ведения технологического процесса. И, если у владельца возникает желание увеличить параметр по сравнению с ранее назначенным, то начинать эту процедуру следует с внесения изменений в проектную документацию; получения заключения Главгосэкспертизы и реализации технических решений путем выполнения необходимых строительно-монтажных работ. Самостоятельное изменение параметров процесса недопустимо и может привести к катастрофическим последствиям. Именно об этом сказано в действующем Градостроительном кодексе (Федеральный закон №191 от 29.12.2004 г.) [8]

Поводя итог, следует сказать, что при выполнении освидетельствования, технического диагностирования, предшествующего экспертизе промышленной безопасности сначала целесообразно на технологической установке выделить участки с одинаковыми значениями рабочего давления. Эти участки могут ограничиваться секционирующей арматурой, выделяющей технологические блоки, или ручной арматурой, выделяющей отдельный аппарат, защищенный предохранительным клапаном.

В дальнейшем для данной группы аппаратов все оценки следует производить, основываясь на значениях единого рабочего давления, включая проведение поверочного расчета и выполнение гидравлических испытаний. Если возникнет необходимость снизить разрешенное давление ниже ранее установленного для конкретного аппарата, то такое снижение следует производить для всей группы выделенных аппаратов, защищаемых единым предохранительным клапаном. Такая операция сопровождается перерасчетом установочных давлений и пропускной способности предохранительных клапанов из-за снижения разрешенного давления, при котором эксплуатация аппарата безопасна.

По результатам освидетельствования и технического диагностирования в заключении экспертизы промышленной безопасности устанавливается разрешенное давление дальнейшей эксплуатации сосуда, которое, как правило, равняется рабочему давлению в аппарате и безусловно ниже расчетного давления, принятого на стадии проектирования аппарата. Эти данные экспертом промышленной безопасности заносятся в паспорт сосуда и используются в качестве максимальных в течение всего срока, на который продлен период эксплуатации аппарата. Задача же специалистов владельца ОПО будет состоять в том, чтобы произвести перерасчет установочных давлений предохранительных клапанов таким образом, чтобы они согласовывались с новыми разрешенными давлениями.

На рисунке представлен пример развития событий при освидетельствовании и экспертизе промышленной безопасности сосудов технологической установки нефтеперерабатывающего завода в зависимости от результатов поверочных расчетов на прочность.

Список литературы

1. РД 51-0220570-2–93. Клапаны предохранительные. Выбор, установка и расчет.
2. ГОСТ 356–80. Арматура и детали трубопроводов. Давления номинальное, пробное и рабочее. Ряды.
3. ГОСТ Р 52857.1–2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность.
4. Инструкция по выбору сосудов и аппаратов, работающих под давлением до 100 кг/см2 и защите их от превышения давления.
5. ТР ТС 032/2013. Технический регламент Таможенного союза «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением», утверждено решением Евразийской экономической комиссии от 02.07.2013 г. №41.
6. ФНП Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением. Утверждены приказом ФСЭТАН №116 от 25.03.2014 г.
7. Зыков А.А. и др. Справочник по объектам котлонадзора. М. Энергия, 1974.
8. Федеральный закон №191-ФЗ от 29.12.2004 г. с изменениями от 13.07.2015 г. Градостроительный кодекс Российской Федерации.

Что такое избыточное давление и как его предотвратить?

Не можете выдержать давление?

Можете ли вы поверить, что датчики давления не всегда могут выдерживать высокое давление? Избыточное давление, или испытательное давление, является серьезной проблемой для инженеров и конструкторов OEM при сборке оборудования и выборе датчика давления. Под избыточным давлением понимается максимальное значение давления, которое датчик может выдержать, не влияя на характеристики; это также может относиться к ситуации, когда значение давления превышает пределы.Хотя это не идеально, датчики давления могут выдерживать случайные давления до своего номинального избыточного давления, в конечном итоге возвращаясь в свое естественное состояние. Однако давления, которые достигают давления разрыва, максимального давления, которое может быть приложено к порту положительного давления без физического повреждения внутреннего чувствительного компонента, могут привести к разрыву диафрагмы и возникновению утечки. Давление выше избыточного, но ниже давления разрыва может привести к необратимой деформации диафрагмы, вызывая сдвиг выходного сигнала, влияющий на рабочие характеристики или показания точности.

Например, номинальное избыточное давление в 1,5 раза для устройства 0–150 фунтов на квадратный дюйм будет означать избыточное давление в 225 фунтов на квадратный дюйм.

В зависимости от области применения риски возникновения избыточного давления различаются.

Что может вызвать избыточное давление?

Причины избыточного давления включают гидравлический удар, непреднамеренное нагревание системы и неисправный регулятор давления. Общие области промышленного применения, которые сталкиваются с повышенным давлением, включают клапаны, соленоиды, центробежные насосы, регуляторы и места установки датчиков на трубопроводе.Лучшее решение проблемы избыточного давления — предотвратить его с самого начала при выборе датчика давления.

Как предотвратить избыточное давление?

• Выберите диапазон датчика давления для работы с максимальным диапазоном давления
  • Волны избыточного давления — Выберите датчик, который покрывает максимальное значение давления в этом приложении
  • Скачки избыточного давления
    • Вызвано внезапной остановкой или запуском потока жидкости
    • Требуется устройство защиты
• Выбор конструкции датчика избыточного давления
  • Подходы к проектированию включают снижение диапазона, механические ограничители и сбросы давления
  • Понимать динамику своей системы и пределы преобразователя
  • Помните о взаимодействии насосов, регулирующих клапанов, балансировочных клапанов, обратных клапанов, реле давления, двигателей, компрессоров, резервуаров и других компонентов системы
  • Не забывайте о перепадах давления в вашей собственной системе.Анализ обращений в службу поддержки, претензий по гарантии и разговоров с обслуживающим персоналом позволит выявить причины и диапазоны фактических превышений давления
• Выбрать адаптер избыточного давления
  • Многие адаптеры работают, ограничивая доступ к диафрагме с помощью небольшого отверстия для ограничения входящего давления.
  • К другим типам адаптеров относятся: поршневые, баллонные, аккумуляторы, лабиринты.
  • ПРИМЕЧАНИЕ: ПЕРЕХОДНИКИ ИСПРАВЛЯЮТ ВРЕМЕННОЕ ИЗБЫТОЧНОЕ ДАВЛЕНИЕ; ЭТО НЕ ПРЕДЛАГАЕТ ЗАЩИТЫ ОТ ДОЛГОСРОЧНОГО ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ.

В линейке продуктов Setra AccuSense есть запатентованная система защиты от избыточного давления, которая предотвращает разрыв датчика, но при этом позволяет диафрагме сохранять свою форму, что делает датчики идеальными для приложений с большим избыточным давлением.

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ , чтобы узнать о датчиках давления для испытательных стендов двигателей.

Что такое избыточное давление и как его предотвратить?

Что такое номинальное давление, избыточное давление, давление разрыва?

Во многих приложениях и отраслях нередко встречается риск избыточного давления или избыточного давления в пневматической или гидравлической сети оборудования, особенно на объектах с высокой степенью автоматизации.Если это явление не контролируется должным образом, это может привести к необратимому повреждению оборудования и производственных линий. Вот почему датчики давления обычно используются в качестве некоторой формы защиты в нескольких операциях, таких как промышленный , медицинский , биотехнология и фармацевтика.

Тем не менее, датчики давления, поскольку они предназначены для измерения определенных диапазонов давления (например, от 0 до 100 бар изб.), Не всегда могут выдерживать экстремальные уровни давления. Чтобы справиться с этим, инженеры и проектировщики определили номинальные значения давления, которые могут описывать условия, которым может выдержать компонент давления, не влияя на его эксплуатационные характеристики.Они делятся на:

• номинальное давление,
• избыточное давление
• и разрывное давление.

Максимальное давление, которое производитель назначает желаемым давлением, при котором устройство будет работать должным образом, обычно обозначается как номинальное давление . Избыточное давление Значение — это состояние, при котором датчик давления может выдерживать избыточное давление, не влияя на производительность или не влияя на последующие измерения.В различных ситуациях избыточное давление ошибочно принимается за разрывное давление , которое определяется как максимальное давление, которое может быть приложено без физического повреждения корпуса чувствительного компонента.

Дополнительная информация : В чем разница между датчиками давления, преобразователями, переключателями и преобразователями?

Например, если датчик давления имеет номинальное давление 2 бар, 5-кратное избыточное давление и 10-кратное разрывное давление, это означает, что датчик может измерять давление до 2 бар, он может выдерживать избыточное давление до 10 бар без повреждений, а если давление достигает 20 бар, Уплотнение сенсора лопнет.При давлении от 10 до 20 бар датчик не взрывается, но он поврежден и не будет работать должным образом.

Что может вызвать избыточное давление?

Различные факторы могут вызвать избыточное давление, включая непреднамеренное повышение температуры, подъем, неисправный регулятор давления, синхронизацию процесса или сочетание всего вышеперечисленного. Эти причины распространены в отсеках промышленных приложений, таких как соленоиды, центробежные насосы, регуляторы и клапаны.

Как предотвратить катастрофические отказы из-за избыточного давления?

Как объяснено выше, избыточное давление является неизбежным явлением в любом производстве, процессе и промышленности.Даже небольшое превышение давления (в диапазоне миллисекунд) может привести к необратимому повреждению установленных датчиков давления и оборудования. Лучшее решение, чтобы предотвратить повреждение критически важного оборудования из-за избыточного давления, — это устранить проблему в корне. Это можно сделать, выбрав подходящий датчик давления, способный выдержать максимально возможное избыточное давление. Именно здесь емкостные датчики давления MEMS действительно могут иметь значение.

Дополнительная литература : Узнайте больше о преимуществах емкостной технологии

Благодаря своей конструкции и принципу измерения, емкостные датчики давления MEMS могут выдерживать до 100 раз избыточное давление, что делает их единственной доступной сенсорной технологией на рынке, которая может выдерживать такое высокое избыточное давление.

Допуск по избыточному давлению вместе с превосходной точностью и характеристиками общего диапазона ошибок делают MEMS емкостные датчики давления идеальными для любого применения, где используются насосы или клапаны, особенно в оборудовании автоматизации, где чаще всего возникает избыточное давление. В таких применениях обычные датчики давления могут быть повреждены, и их следует избегать.

Принцип емкостного измерения MEMS

Перед выбором датчика следует принять во внимание максимальное значение давления для конкретного применения.Понимание преимуществ каждой технологии, динамики их системы, ограничений датчика и различных способов ее применения важно для повышения производительности и снижения затрат на обслуживание.

На следующем рисунке вы можете увидеть пример применения избыточного давления для датчика с абсолютной калибровкой 10 бар. Максимальное ожидаемое рабочее давление датчика (MEOP) составляет 10 бар. Датчик измеряется при эталонном давлении 9,3 бар абс., ​​А затем повышается давление со следующими ступенями давления, как указано ниже.

Пример применения избыточного давления

Как видно из рисунка выше, датчик возвращается к номинальным характеристикам даже при приложении 100-кратного избыточного давления в течение длительного периода времени.

Дополнительная литература : Все о различных типах давления

Датчики давления с высоким допуском по избыточному давлению

Компания

ES Systems разработала высококлассные датчики давления с передовой емкостной технологией MEMS и устойчивостью к избыточному давлению.Благодаря своей революционной конструкции они могут выдерживать давление , в 100 раз превышающее номинальное давление , без пластической деформации и могут применяться в любых суровых условиях окружающей среды. В эту исключительную категорию входят:

• ESCP-MIS1 — емкостной датчик давления, обеспечивающий исключительную точность с высокой воспроизводимостью и стабильностью в сложных условиях.
• ESCP-BMS1 — кремниевый емкостный датчик давления с высокой устойчивостью к избыточному давлению, безупречный и идеальный для приложений, требующих высокой точности и низкого диапазона общих ошибок, таких как промышленное, медицинское и HVAC
• ESCP-MIT1 — датчик давления для тяжелых условий эксплуатации, идеально подходящий для отраслей, которым требуются результаты с повышенной точностью и разрешением.

Просмотр датчиков давления

границ | Роль очень низкого уровня взрывного избыточного давления в симптоматологии

Введение и история вопроса

Последствия воздействия избыточного давления взрыва (OP) обычно включают кратковременные сотрясения, похожие на эффекты (1), приводящие к ухудшению рабочих характеристик (2). Эти симптомы иногда называют «мозгом нарушителя» (3, 4). Большинство тренировочных воздействий на военнослужащих и сотрудников правоохранительных органов часто характеризуются низким уровнем ОП.Однако в значительной степени игнорируемые сверхвысокие давления взрыва (vLLB) (звуковое давление), возникающие в результате этих воздействий, также могут повлиять на здоровье и готовность солдат. Возможно, что эфемерные эффекты взрыва на характеристики солдат, описанные в текущей литературе, частично могут быть отнесены к акустическим воздействиям. Эта работа была вызвана сообщениями о головной боли, тошноте, замедлении времени реакции и нарушениях равновесия / слуха, наблюдаемых у персонала в тренировочной среде с обычно низким OP, но с высоким акустическим воздействием.Эти симптомы ранее были связаны с воздействием взрывной волны (5, 6), но в этих более ранних исследованиях не было одновременных записей звукового давления (то есть акустической информации), и экспозиции были относительно выше, чем OP, зарегистрированные в текущем исследовании. Эта работа направлена ​​на развитие понимания того, как vLLB влияет на боевых действий военнослужащих при оперативной подготовке.

Субклинические эффекты воздействия взрывной волны (в совокупности именуемые «мозг нарушителя») включают такие симптомы, как нарушение сна, медленное время реакции (долгое размышление) и тошнота, которые считаются следствием нарушений в мозге.Эти лежащие в основе возмущения исследуются в рамках растущего числа исследований, посвященных воздействию взрывных воздействий (3, 4, 7–10). В этих исследованиях воздействие взрывной волны преимущественно характеризовалось пиковой амплитудой (амплитудами), а иногда и общим импульсом, испытываемым субъектом за данный набор воздействий. Отсутствие какой-либо сопутствующей интеграции звукового давления / акустики несколько удивляет. Описанная роль уха в опосредованной субконтузии симптоматики, такой как шум в ушах, головная боль и проблемы со слухом, хорошо задокументирована.Исследователи ранее отмечали, что акустическая оценка избыточного давления является надежным индикатором в рамках оценок ОП и может даже дать представление о характеристиках оружия (11). Кроме того, системы оружия могут давать высокие акустические сигнатуры, которые могут влиять не только на слух, но и на системное равновесие, повреждение органов и другие негативные последствия (12). Хотя эти и другие исследования указали на нетривиальное влияние vLLB, связанное с высокими звуковыми сигнатурами, сопровождающими OP, исследования в области здравоохранения были заметно недостаточно развиты для отслеживания этого элемента потенциальной опасности для здоровья.

Исследования акустики показывают, что практически все обычные переносные боеприпасы, используемые членами НАТО, производят акустические сигнатуры от 145 до 190 дБ (13). Высокие уровни акустического воздействия, обычно вызываемые этими боеприпасами, подвергают пользователей высокому риску акустического повреждения. Хотя в предыдущих исследованиях оценивалась взаимосвязь давления и акустики различных систем оружия и их последствия для слуха (14, 15), связь с более обширной симптоматикой в ​​значительной степени не исследована.Цель этого исследования — охарактеризовать vLLB или акустическое давление от обычно используемых боеприпасов (которые дают минимально обнаруживаемое воздействие OP, измеренное с помощью традиционных датчиков взрыва) и определить, вызывают ли эти воздействия vLLB / акустического давления те же симптомы, что и при традиционных воздействиях OP. (Мозг взломщиков) военнослужащих.

Методы

Все участники, которые были набраны, дали согласие на участие в исследовании, и протокол использования людей для взаимодействия с субъектами был одобрен Отделением защиты человеческих субъектов Научно-исследовательского института армии Уолтера Рида (Сильвер-Спринг, Мэриленд) и цепочками командования. до сбора данных.Процедуры были соблюдены в соответствии с этическими стандартами IRB и Хельсинкской декларации. Целевыми объектами этого предварительного исследования были инструкторы по стрельбе из гранатомета. Описание этого сбора данных состоит из трех частей — оценки взрыва, акустической оценки и оценки персонала. Данные были собраны в течение 1 дня на двух тренировочных площадках, расположенных в Ft. Беннинг, Джорджия. Акустическая оценка и оценка взрыва — это совокупная характеристика 130 взрывов гранат в нескольких ямах в обоих местах в Ft.Беннинг и отчеты о симптомах состоят из данных инструкторов, которые решили участвовать в исследовании (все инструкторы, работающие в ямах, выбранных для участия, n = 6). Эти два диапазона были оснащены карандашными датчиками и шумомерами в соответствии со стандартом MIL-STD-1474E (рисунок 1A для обзора конструкции диапазона). Во время участия в исследовании участники носили двойные средства защиты ушей (внутри и снаружи).

Рис. 1. (A) Показывает расположение приборов внутри карьера диапазона-1. (B) Карандашные датчики, регистрирующие давление в различных точках диапазона -1. (C) Увеличенный вариант (область черных полос на панели B ) встречной волны давления, зарегистрированной в различных местах в гранатомете дальности-1. (D) Звуковое давление, зарегистрированное в диапазоне-1 и диапазоне-2 шумомером и карандашными зондами, при сравнении обоих типов датчиков не наблюдалось значительных различий.

Оценка OP

Были развернуты два типа датчиков взрыва.Карандашные зонды (рис. 1А) были развернуты в трех местах в этом эксперименте; в яме, в непосредственной близости от объектов (ориентированной для измерения падающего взрыва на зону взрыва) и в передней части ямы на уровне верхней части стенки ямы (ориентированной для измерения падающего и полного отражающего давления, соответственно). при частоте дискретизации 800000 Гц. Кроме того, на испытуемых были помещены четыре биометрических датчика Blackbox, по одному на каждом плече и один на левой / правой стороне шлема, и все они были ориентированы таким образом, чтобы датчики считывали падающее давление относительно направления, в котором субъект смотрел на точку взрыва.

Оценка акустического / звукового давления

Акустические датчики

(датчики Larsron Davis LxT, частота дискретизации 25000 Гц, рис. 1A) были установлены на пациентах в яме на тыльной стороне их правого плеча (около лопатки), что не препятствовало движению или метательному движению. Когда субъекты искали укрытие после броска гранаты, все устройство (вместе с субъектом) полностью находилось за передней стенкой гранатометной ямы. Это было сделано для того, чтобы гарантировать, что экспозиции не слишком репрезентативны для ощущаемых акустических эффектов.

Оценка персонала Предварительная и последующая оценка персонала проводилась в течение одного дня сбора данных (до взрыва / обучения, в конце дня / обучения) с использованием ранее установленных показателей симптомов (3, 9, 10, 16), в которых использовался пятибалльный Шкала Лайкерта варьируется от 0 — симптом вообще не возник, до 4 — серьезная проблема — постоянно присутствует, кажется, что это может повлиять на работоспособность человека. Все испытуемые были мужчинами в среднем 30,34 + 4,93 года (минимум 24, максимум 36) и 11 лет.5 + 4,92 года службы (мин. 6, макс. 15,5). Далее симптомы оценивали, спрашивая их, проявлялся ли симптом постоянно или периодически. Эта мера представляет собой расширенную версию Опросника нейроповеденческих симптомов (NSI) и анкеты после онкологического обследования Rivermead. В отчетах о симптомах основное внимание уделялось головным болям, чувству головокружения, тошноте, нарушению сна, утомляемости, настроению, когнитивной обработке посредством вопросов, оценивающих концентрацию, скорость мышления, память и нарушения слуха.Об изменении симптомов сообщалось только из-за увеличения разницы между до- и послетестовой оценкой обучающего персонала.

Результаты

Оценка OP

Начиная с оценки OP, результаты были согласованы в обоих исследованных диапазонах с точки зрения избыточного давления (psi) и акустического воздействия в дБ. Показания давления, полученные с помощью карандашных зондов (характерные профили давления показаны на рисунках 1B, C), находились в диапазоне от 0,14 до 0,42 фунта на квадратный дюйм (0.97–2,89 кПа) в диапазоне 1 и 0,22–0,30 фунтов на квадратный дюйм (1,52–2,07 кПа) в диапазоне 2 (рисунок 1D). Показания датчика взрыва B3 не сообщались, потому что воздействие давления не приводило к срабатыванию датчиков.

Оценка акустического / звукового давления

При оценке с точки зрения пиковых акустических дБ, воздействия в диапазоне 1 варьировались от 153,72 до 163,22 дБП и от 157,59 до 160,26 дБП в диапазоне 2. Трасса взрывов, волна давления в событии и диапазоны соответствующих акустических сигнатур показаны на рисунках 1B – D.

Оценка персонала

Симптоматология

была оценена с использованием до / после воздействия гранатомета шести инструкторов, присутствовавших на тренировке. Наиболее частыми симптомами были головная боль и долгие размышления (явление, при котором обработка информации затрудняется), причем их число увеличилось у 3 из 6 инструкторов после воздействия гранаты. Головокружение, звон в ушах, беспокойство, разочарование и раздражительность также усилились у 2 из 6 после воздействия инструктора.Давно подумал, звон в ушах, беспокойство и раздражительность были наиболее серьезными симптомами, при этом наивысшее зарегистрированное значение после воздействия оценивалось в три балла по шкале от 0 до 4 баллов. О большинстве этих высоких результатов сообщалось как о прерывистом, но звон в ушах чаще всего считался постоянной проблемой.

Примечательно, что у большинства инструкторов изначально были симптомы, которые усилились после воздействия. Хотя частота появления новых симптомов варьировалась от 0 до 33% в зависимости от типа симптома, примечательно, что эти эффекты чаще всего сообщаются на исходном уровне, а затем изменяются после воздействия OP, и все указанные здесь симптомы усилились по степени тяжести, что означает, что инструкторы были более серьезными. симптоматический после воздействия, и симптомы усилились в отрицательных последствиях для 1/3 — ½ инструкторов по симптомам, указанным здесь для каждого симптома (Таблица 1).Если посмотреть на вариации от до и после теста, все средние зарегистрированные симптомы усиливаются, за исключением беспокойства. Беспокойство увеличивалось с максимальной интенсивностью, о которой сообщалось, но не с общим средним показателем среди инструкторов.

Таблица 1 . Анализ сообщений о симптомах и воздействия.

В совокупности полученные результаты оценки взрыва, акустики и персонала показывают, что акустическое давление, даже в сочетании с ограниченным воздействием ОП, имеет сопутствующие симптомы, которые проявляются как мозг нарушителя.

Заключение / Резюме

Эта работа вносит вклад в растущий объем литературы, устанавливающей степень, в которой воздействие ОП выше определенных пороговых значений может повысить риски для подвергающегося воздействию персонала. Предыдущие исследования были сосредоточены на природе самой взрывной волны, в первую очередь в форме пикового OP и импульса, испытываемого субъектом. Эти усилия, направленные на взрыв, в значительной степени игнорировали возможность акустического давления как фактора, способствующего возникновению симптомов ОП. Кроме того, несколько предыдущих попыток не выявили наблюдаемых здесь изменений, несмотря на работу с аналогичной популяцией (17, 18).Важным отличием этой работы от вышеупомянутых работ (17, 18) является частота воздействия. В этих усилиях использовались образцы «взломщиков» — обычно участников исследований взрывных ОП. Однако для многих тренировочных циклов частота их воздействия довольно низкая — <5 взрывов в день. Популяция, отобранная здесь, подвергалась облучению на порядок чаще. Повышенная частота сильного акустического воздействия делает различие между этими группами значимым. Разочарование и головная боль увеличились в среднем, но не увеличились при наивысшем уровне жалоб.Остальные симптомы усилились как по степени тяжести, так и в среднем.

Мы обнаружили, что значительное акустическое воздействие с соответствующим низким уровнем воздействия OP (<1 фунт / кв. Дюйм) во время военных учений может способствовать появлению у инструкторов симптомов, похожих на мозг нарушителей, и что измеренные акустические сигнатуры значительны, несмотря на текущее использование средств индивидуальной защиты. Как ни странно, соблюдение правил использования средств индивидуальной защиты персонала (СИЗ) может быть неодинаковым для разных подразделений и персонала, и это вопрос дальнейшего расследования.Эти данные расходятся с предыдущими данными о популяции нарушителей, однако общее количество воздействий (максимум 2–4) намного меньше в условиях нарушителя в конкретный день (16). Без информации об условиях воздействия, таких как OP или акустическое давление и безопасные расстояния, трудно проводить значимые сравнения. Кроме того, популяция нарушителей имеет тенденцию выдерживать расстояние в 2–3 раза превышающее среднее безопасное расстояние в школе нарушений Квантико, чтобы смягчить последствия от воздействия нарушений (16).

Мы предполагаем, что акустическое давление является основным фактором симптоматики, которую необходимо дополнительно изучить с помощью частот (например, роли инфразвука) формы волны и измерения давления во внутреннем ухе с помощью суррогатов. В настоящее время не существует стандартов для определения пределов акустического воздействия на персонал в этих учебных средах, но полученные здесь результаты показывают, что продолжительное воздействие, похоже, действительно связано с негативными симптомами даже при отсутствии медицинского диагноза.Возможно, что изменений в обучении, модификации среды, в которой проводится обучение (например, реконфигурация взрывных ям и т. Д.), И других незначительных изменений может быть достаточно для снижения значительной части рисков, которые могут быть связаны с акустикой. .

В ходе будущей работы было бы целесообразно сосредоточить внимание на продольных эффектах значительного акустического воздействия, чтобы отследить любые потенциальные изменения испытываемых симптомов, частоты или интенсивности воздействия.Применение текущей методологии, обсуждаемой здесь, к более продолжительным исследованиям, таким как Kubil et al. (17), может оказаться плодотворным. Известно, что эта работа сосредоточена на сборе данных за один день; тем не менее, это не отменяет необходимости в углубленных продольных исследованиях акустических воздействий во взрывоопасных средах. Кроме того, эти более долгосрочные исследования необходимы для определения постоянства или быстротечности этих сбоев и понимания того, существует ли кумулятивный эффект, при котором повторяющиеся значительные воздействия снижают устойчивость и способствуют повышенной чувствительности к последующим воздействиям, делая людей со временем более уязвимыми для дополнительные OP и акустические сигнатуры.Ограничением настоящего исследования является небольшой размер выборки, эти данные необходимо дополнительно подтвердить, всесторонняя оценка с объективными показателями, такими как аудиологическая оценка на более крупной выборке субъектов. Наконец, необходимо приложить усилия для расширения типов исследуемых краткосрочных эффектов. Расширение текущих усилий по более глубокому изучению когнитивной функции и ее связи с биомаркерами имеет решающее значение для улучшения нашего понимания ОП.

Доступность данных

Наборы данных для этого исследования не будут публично доступны, потому что наборы данных относятся к избранным военнослужащим, а даты / местонахождение могут поставить под угрозу личность субъекта.

Примечание автора

Материал был рассмотрен Исследовательским институтом армии Уолтера Рида. Нет возражений против его презентации и / или публикации. Мнения или утверждения, содержащиеся в данном документе, являются частным мнением автора и не должны рассматриваться как официальные или отражающие истинные взгляды Министерства обороны. Исследователи придерживались политики защиты людей, как предписано в AR 70–25.

Вклад авторов

VS разработала исследование, проанализировала данные и оказала помощь в написании.Г.К. курировал и помогал в сборе полевых данных исследования. CL поддержал анализы. JS, AM, MG и AR собрали полевые данные для этого исследования. ME и VS написали рукопись и провели анализ. JL наблюдает за лабораторией и обеспечивает окончательное редактирование и утверждение рукописи.

Финансирование

Эта работа была частично поддержана MOMRP RAD III: Environmental Sensors in Training (ESiT) и Офисом помощника министра обороны по вопросам здравоохранения, награда Broad Agency Announcement Award No.W81XWH-16-2-0001.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Список литературы

1. ДеКоски С.Т., Икономович М.Д., Ганди С. Черепно-мозговая травма — футбол, военные действия и отдаленные последствия. N Engl J Med . (2010) 14: 1293–6. DOI: 10.1056 / NEJMp1007051

CrossRef Полный текст | Google Scholar

2.Харан Ф.Дж., Дретч М.Н., Слабода Дж.С., Джонсон Д.Е., Адам О.Р., Цао Дж.В. Сравнение аналитических подходов, основанных на исходных данных, с аналитическими подходами, основанными на нормах, для оценки нейрокогнитивных нарушений легкой степени черепно-мозговой травмы в театре. Травма головного мозга . (2016) 30: 280–6. DOI: 10.3109 / 02699052.2015.1118766

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

3. Тейт С.М., Ван К.К., Ионта С., Чжан Й., Карр В., Тортелла Ф.К. и др. Уровень биомаркеров в сыворотке мозга, нейрокогнитивные функции и изменения симптомов у солдат, неоднократно подвергавшихся воздействию низкоуровневого взрыва: экспериментальное исследование нарушителя. J Нейротравма . (2013) 30: 1620–30. DOI: 10.1089 / neu.2012.2683

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

4. Kamimori GH, Reilly LA, LaValle CR, Da Silva UO. Воздействие избыточного давления на рабочем месте на нарушителей и военнослужащих. Ударные волны. (2017) 27: 837–47. DOI: 10.1007 / s00193-017-0738-4

CrossRef Полный текст | Google Scholar

7. Стоун Дж. Р., Тастисон Н. Дж., Вассерманн Е. М., Полежаева Л., Тирни М., Маккаррон Р. М. и др.Нейровизуализация коррелятов повторяющихся взрывов у опытных военных нарушителей. J Нейротравма . (2013) 30: A120–1. DOI: 10.1089 / neu.2013.9938

CrossRef Полный текст

8. Консорциум Breacher Injury Consortium. Исследование эффектов повторяющихся низкоуровневых взрывов в популяции добровольцев. Применение передовых технологий для оказания медицинской помощи раненым, 2011 г., Ежегодное собрание . Санкт-Петербург, Флорида (2011).

9. Карр В., Полежаева Е., Гром А., Крэндалл Б., ЛаВалле С., Эонта С.Е. и др.Связь многократного воздействия взрывной волны малой мощности с симптоматикой, аналогичной сотрясению мозга. J Head Trauma Rehabil . (2015) 30: 47–55. DOI: 10.1097 / HTR.0000000000000064

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

10. Карр В., Ярнелл А.М., Онг Р., Валилко Т., Камимори Г.Х., да Силва У. и др. Убиквитин карбоксиконцевая гидролаза-l1 как сывороточный биомаркер нейротравмы для воздействия профессионального взрыва низкого уровня. Front Neurol. (2015) 6:49. DOI: 10.3389 / fneur.2015.00049

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

11. Стрелева Р.А. Взрывная волна от дефлаграционных взрывов, акустический подход . Промежуточный технический отчет для AFOSR-TR-AAE 79-9, грант AFOSR 77-3336 (1980). DOI: 10.21236 / ADA083783

CrossRef Полный текст | Google Scholar

12. Альтманн Дж. Акустическое оружие — перспективная оценка. Sci Glob Security. (2007) 9: 165–234. DOI: 10.1080 / 08929880108426495

CrossRef Полный текст | Google Scholar

13.Amrein BE, Letwoski TR. Импульсные звуки высокого уровня и человеческий слух: стандарты, физиология, количественная оценка . Армейская исследовательская лаборатория, ARL-TR-6017 (2012). DOI: 10.13140 / RG.2.1.4394.0241

CrossRef Полный текст

14. Кардус Калифорния, Уилсон Р. Д., Мерфи В. Дж. Дозиметр шума для контроля воздействия импульсного шума Appl Acoust. (2005) 66: 974–85. DOI: 10.1016 / j.apacoust.2004.11.007

CrossRef Полный текст | Google Scholar

15. Цена гр.MIL-STD-1474E и выше. В: Proceedings of 2008 г. Влияние непрерывного, импульсного и взрывного шума высокой интенсивности на людей, семинар . Моав, штат Юта: AFRL (2008).

16. Kamimori GH, LaValle CR, Eonta SE, Carr W., Tate C, Wang KK. Продольное исследование сывороточных биомаркеров нейротравмы, поведенческая характеристика и визуализация мозга у солдат после многократного воздействия взрывной волны низкой мощности (New Zealand Breacher Study). Mil Med. (2018) 183 (Suppl_1): 28–33. DOI: 10.1093 / милмед / usx186

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

17. Кубли Л.Р., Пинто Р.Л., Берроуз Х.Л., Литтлфилд П.Д., Брунгарт Д.С. Влияние повторяющихся взрывов малой мощности на слух морских пехотинцев. Уровень шума . (2017) 19: 227–38. DOI: 10.4103 / nah.NAH_58_16

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Защита от избыточного давления для систем распределения природного газа

Автор: Джон Дево, Бейкер Хьюз

Природный газ — это топливо, которое в изобилии используется как для производства энергии в промышленности, так и в жилых домах, и является одним из немногих источников энергии, которые доставляются непосредственно в наши дома.Поскольку это также легковоспламеняющаяся, потенциально взрывоопасная жидкость, коммунальные предприятия и распределительные компании должны уделять приоритетное внимание безопасности и уделять особое внимание своим системам защиты для предотвращения несчастных случаев.

Как мы видели на недавних событиях, даже при наличии этих знаний и мер безопасности все еще возможно, что что-то пойдет не так.

Каждая система природного газа спроектирована и одобрена для максимально допустимого рабочего давления (MAOP). Устройства регулирования или контроля давления используются для поддержания давления в системе ниже этого максимального номинального значения.В системах бытового электроснабжения MAOP может быть чрезвычайно низким; часто всего несколько дюймов водяного столба (<1 фунт / кв. дюйм).

Такие системы низкого давления могут быть уязвимы даже для незначительных скачков давления и могут привести к серьезным последствиям. Вот почему оборудование или системы защиты от избыточного давления критически важны, чтобы гарантировать, что единственная точка отказа не может привести к превышению MAOP системы.

Системы подачи природного газа различаются по конструкции и давлению, и коммунальное предприятие или оператор должны выбрать соответствующие защитные устройства для своей системы в соответствии с федеральными постановлениями, кодексами и стандартами проектирования компании.Ниже представлен базовый обзор распространенных сегодня методов защиты от избыточного давления.

Клапан сброса давления

Раньше предохранительные клапаны (PRV) были наиболее распространенным методом защиты газопроводов от избыточного давления. Когда предохранительные клапаны обнаруживают, что давление на выходе превышает заданное значение, они автоматически открываются, чтобы сбросить избыточное давление. Хотя этот метод хорошо зарекомендовал себя, он также имеет некоторые недостатки.

• Для обеспечения достаточной производительности для всех условий может потребоваться более одного предохранительного клапана, при этом каждый клапан настроен на немного разное установленное давление, так что они активируются последовательно в зависимости от уровня избыточного давления в системе.Это повышение давления при такой конструкции необходимо учитывать при определении безопасной работы и сброса давления.
• При сбросе давления эти клапаны не только шумят, но и выделяют легковоспламеняющиеся, вредные выбросы парниковых газов (90-95% метана) прямо в нашу атмосферу.

Предохранительные клапаны, используемые в этих системах, могут быть разгрузочными регуляторами (регуляторами противодавления), подпружиненными или пилотными, регулирующими клапанами, как правило, для систем большей производительности.

Наиболее распространенная система, используемая сегодня для станций регулирования природного газа, — это два регулятора с пилотным управлением или регулирующих клапанов, последовательно включенных, один из которых работает в качестве «рабочего», а другой установлен с немного более высоким давлением в качестве «монитора». Это приводит к тому, что Worker является основным управляющим устройством, которое функционирует в нормальных условиях. Монитор будет оставаться открытым, если только он не обнаружит, что давление на выходе превышает его более высокое установленное давление, и в это время он начнет закрываться и регулировать давление на своем более высоком значении.Это создает резервную систему, которая статистически снижает риск полного отказа на 400%.

Эта система может быть сконструирована с использованием регулирующих клапанов или пилотных регуляторов. Пилотные регуляторы обычно имеют более простую конструкцию и не имеют внешних отводов (без сброса в окружающую среду) во время работы и часто предпочтительны, когда это позволяют требования к мощности. Конструкции с пилотным управлением предпочтительнее подпружиненных версий, поскольку они более чувствительны, что обеспечивает более высокую точность — обычно в пределах 1% по сравнению с 15% для конструкций с пружинным возвратом.

Еще одно преимущество — пилот может полностью открыть регулятор, если давление ниже заданного значения. Это позволяет использовать его в широкоэкранных мониторах. пока рабочий выполняет свою работу правильно, монитор будет оставаться широко открытым, сводя к минимуму ограничение потока. Подпружиненный регулятор в аналогичной установке останется частично закрытым. (рисунок 1)

Рабочий / Система контроля

Регулирующие клапаны

предпочтительны для использования в качестве рабочих / наблюдателей и становятся необходимыми в системах с большим объемом или высоким перепадом давления.Используемый регулирующий клапан часто представляет собой поворотный шаровой клапан из-за его высокой собственной пропускной способности и низкого ограничения при полном открытии.

Поскольку регулирующие клапаны не являются самоуправляемыми, для обеспечения обратной связи по регулируемому давлению требуется устройство измерения давления, а для изменения положения клапана в ответ на это давление необходим контроллер. В промышленных приложениях, где доступны приборный воздух или источники питания, эти устройства обычно имеют пневматическое или электрическое управление. Но эти ресурсы не всегда доступны в удаленных местах, где может потребоваться регулирование газа, поэтому следует рассмотреть другой, более простой вариант.

Используя природный газ с более высоким давлением со стороны входа в систему, регулирующие пилоты клапана могут приводить в действие регулирующий клапан напрямую без какого-либо внешнего источника питания, по сути объединяя датчик / преобразователь давления и контроллер в одном устройстве. Существуют версии с очень низким уровнем утечки, а также конструкции с обратным выбросом в трубопровод, исключающим выброс воздуха из атмосферы. Эти устройства могут преобразовывать регулирующий клапан в автономный регулятор, сохраняя при этом высокую пропускную способность и способность к падению давления сверхмощного клапана. (рис. 2 и 3)

Преимущества широко открытого монитора
(пассивный / резервный):

• Минимальное ΔP на мониторе снижает износ монитора.
• Работник, ведущий добычу, может поймать мусор перед монитором.
• Downstream worker более точный и отзывчивый.
• Пониженный поток газа через пилотную систему монитора.
• Низкая стоимость сборки.
• Монитор всегда готов взять на себя управление.

Преимущества системы «Рабочий / Монитор» по сравнению с предохранительным клапаном:

• Нет выброса в атмосферу.
• Газ непрерывно подается в систему на безопасном уровне.
• Простота обслуживания и экономичность.
• Точный контроль.
• Пониженный уровень шума с монитором.

Другой вариант — это подход «Рабочий монитор». Эта система очень похожа на систему широко открытых мониторов, за исключением того, что в этом случае оба компонента все время активно регулируют.В рабочей установке монитора каждый регулятор принимает на себя часть снижения давления, чтобы ступенчато уменьшить давление. Первый регулятор настроен на немного более высокое давление по сравнению со вторым и становится редуктором первой ступени.

Выходное давление верхнего регулятора становится входным давлением второго, что завершает снижение давления до желаемого выходного давления. Второй пилот / контроллер используется для измерения давления в системе ниже по потоку и запуска монитора первой ступени для срабатывания в случае избыточного давления и поддержания этого давления ниже по потоку. (рисунок 4)

Преимущества рабочего монитора

• Двухступенчатое отключение давления снижает нагрузку на регуляторы за счет распределения рабочей нагрузки.
• Распределенная рабочая нагрузка снижает частоту обслуживания системы.
• Пониженный системный шум при одинаковом массовом расходе.
• Состояние регулятора монитора можно определить до возникновения аварийной ситуации.
• Рентабельность и долгосрочность.

Предохранительный запорный клапан также может быть оборудован для защиты от пониженного давления и обеспечивает дополнительный уровень защиты от повышенного давления в случае потери регулирования давления.Разница в том, что с другими методами, описанными выше, газ продолжает течь, а дополнительные устройства работают для его регулирования. Но если что-то пойдет не так с этими вторичными устройствами, что тогда? Хотя это нежелательно в качестве первого метода защиты, если регулирующие устройства, как первичные, так и вторичные, выходят из строя, система отсекающего затвора изолирует поток газа.

Клапаны отсечки

могут быть автономными устройствами или составной частью пилотного регулятора, каждая опция имеет свои собственные механизмы обнаружения и управления.

Его функция проста: при обнаружении давления, превышающего заданное значение, для защиты от избыточного давления или ниже заданного значения для пониженного давления, внутренний механизм разблокируется и изолирующая заслонка закрывается. Заслонка остается в этом положении, останавливая весь поток газа, до тех пор, пока ее не сбросят вручную. Это обеспечивает защиту системы и удерживает ее в выключенном состоянии до тех пор, пока не будет выявлена ​​и устранена причина сбоя. (рисунок 5)

Во время нормальной работы фиксатор удерживает заслонку открытой.Давление на выходе контролируется мембранами регулятора избыточного и пониженного давления. Сила, создаваемая чувствительным давлением, уравновешивается пружиной регулировки уставки, расположенной в кожухе пружины. Регулировочный винт может использоваться для изменения силы пружины и управления уставкой избыточного давления или дополнительной уставкой пониженного давления.

Дополнительным преимуществом системы отсекающего затвора является двойная безопасность, обеспечиваемая в случае защиты от пониженного давления. Газовые приборы рассчитаны на работу при определенном давлении подачи газа.Что произойдет, если давление будет меньше этого? Мы видим контрольные лампы в старых домашних печах, водонагревателях, печах, каминах и т. Д.

Если давление газа падает слишком низко, чтобы поддерживать эту контрольную лампу, газ может не загореться при подаче. Если это произойдет, газ может скопиться в местной атмосфере, и в худшем случае это скопление газа может воспламениться, что приведет к взрыву. По этой причине защита от пониженного давления, которая перекрывала бы весь поток газа, если давление упадет ниже безопасной точки, также является важным фактором при проектировании системы.

Заключение

Общая безопасность системы природного газа является приоритетом для всех участников. Газовые системы могут быть очень сложными, и каждая система должна быть оценена, чтобы определить наиболее подходящую систему регулирования и безопасности для использования. Цель этой статьи — предоставить обзор нескольких методов и оборудования, которые можно использовать для обеспечения безопасного регулирования и подачи газа. P&GJ

Автор: Джон Дево — старший менеджер по продуктам компании Becker and Mooney в области газового контроля и регуляторов в Baker Hughes, компании GE.Он имеет 35-летний опыт работы в сфере регулирующих клапанов и регуляторов.

Статьи по теме

Взрывные эффекты молнии: что такое
Риски?

Acad Forensic Pathol. 2016 Март; 6 (1): 89–95.

, MBChB (Pret) MMed (Med Forens) Pret FC For Path (SA) PhD

Райан Блюменталь

Университет Претории — Департамент судебной медицины

Университет Претории — Департамент судебной медицины

Патология Здание Принсхоф Кампус Уголок доктора
Улицы Сэвидж и Беатрикс, Ривьера, Претория, Гаутенг 0084, Южная Африка,
аз[email protected]

Исправлено 27 октября 2015 г .; Принято 29 декабря 2015 г.

Авторские права © Академическая судебно-медицинская экспертиза, 2016 г.
International

Abstract

Известно, что взрывное воздействие молнии существует уже давно;
однако точные риски, связанные с этим, обычно были неизвестны. Этот
любопытный феномен травм исторически существовал под разными названиями в
в литературе: «ударная волна молнии», «дуговая волна», «разрушающая
эффекты молнии »,« давление, создаваемое дугами »,« генерация грома
ударные волны »и« шестой механизм поражения молнией »- это лишь некоторые из
много расходящихся и несопоставимых терминологий, использовавшихся в прошлом для описания этого
явление невидимого взрыва.Травмы тупым предметом и баротравмы
часто обнаруживаются на жертвах удара молнии. Взрыв давления молнии
волна и связанное с ней избыточное давление, по-видимому, вызывают серьезные травмы
последствия, связанные с этим. В этой статье подробно рассматривается
взрывное воздействие молнии и основные патологии, связанные с взрывом, наблюдаемые на
жертвы удара молнии. Знание и понимание этого явления могут помочь
судебные патологоанатомы и те, кто работает в области поражения молнией и
молниезащита.Общий поиск литературы по медицине, электричеству.
инженерная, машиностроительная литература. Смотря
исключительно при патологии баротравмы в организме человека, судебно-медицинской экспертизы
патологи теперь могут получить относительно хорошее представление о возможных избыточных давлениях.
и расстояния, связанные с взрывным воздействием молнии.

Ключевые слова: Судебная патология, дуговая волна, баротравма, взрывная баротравма, взрывной эффект, молния, ударная волна давления, ударная волна, термобарический эффект, риски

Введение

Молния может быть определена как кратковременная, сильноточная электрическая разряд, чей путь
длина обычно измеряется в километрах.Электрический ток, участвующий в
удары молнии — это постоянный ток (DC) порядка 30 000 — 50 000 Ампер
(1).

Взрывная волна давления от молнии существует со времен Гая.
Плиний Секунд, более известный как Плиний Старший (23–25 августа 79 г. н.э.).
Изречение Плиния заключалось в том, что «человек, который видит вспышку молнии и слышит
гром, не тот, кого ударить » (2).

Гром слышен на расстоянии до 25 км, это означает, что есть
огромное количество энергии участвует в генерации грома (3).Однако, прежде чем разразится гром,
возникает напорная взрывная волна. Эта взрывная волна давления вызвана
перегрев воздуха вокруг канала молнии, который движется на сверхзвуковой
скорости. Именно эта сверхзвуковая взрывная волна затухает в пределах метров и преобразует
в гром. Многие думают, что молния поражает людей в основном из-за
электричество и тепло. Хотя это верно для подавляющего большинства связанных с молниями
смерть и травмы, сопровождающая взрывная волна давления (избыточное давление) также может
серьезный вред.Молния вызывает мгновенный перегрев и расширение
воздух близко к телу жертвы, после чего почти сразу же последовал взрыв,
воздух быстро остывает.

Молниеносный канал — это узкий канал, содержащий молекулы ионизированного воздуха. В
ранее нейтральные молекулы воздуха расщепляются на положительные ионы (молекулы отсутствуют
электроны) и отрицательные свободные электроны. Наличие положительных ионов и
отрицательные свободные электроны делают канал проводящим, и ток может течь по
канал и заряженное облако способно разрядиться через канал на землю,
что мы видим как молнию.

Во время удара молнии температура канала поднимется примерно до 25000 К
через несколько микросекунд, и давление в канале и вокруг него может увеличиться выше
атмосферное давление в результате закона Чарльза (). Результирующее быстрое расширение
воздуха создает ударную волну. Эта ударная волна может травмировать человека, находящегося в
в непосредственной близости от вспышки молнии. Избыточное давление, создаваемое громом на
источник может достигать 1470 фунтов силы на квадратный дюйм (psi) (4).

Закон Чарльза — экспериментальный газовый закон, который описывает, как газы склонны
расширяться при нагревании. Когда давление на образец сухого газа поддерживается
константа, температура и объем будут напрямую связаны.

Работа Хилла для удара молнии 30 000 ампер показывает следующее: 588 фунтов на квадратный дюйм при 0,75 см.
радиус от канала хода, 426 фунтов на квадратный дюйм на расстоянии 1,1 см от канала удара,
279 фунтов на квадратный дюйм в радиусе 2 см от канала хода и 132 фунтов на квадратный дюйм в радиусе 4,1 см от
канал (5).Это показывает близкое
обратная зависимость между давлением и расстоянием. Расчеты по Хиллу
поэтому покажите, что избыточное давление в пределах нескольких сантиметров от молнии
канал может достигать от 147 до 294 фунтов на квадратный дюйм.

Cooray et al. сообщили, что травмы могут быть вызваны ударными волнами, создаваемыми
канал молнии, хотя они не указали на определенное расстояние, в пределах которого
пострадавший подвергнется риску поражения взрывной волной. Помимо причинения ущерба в
уши и глаза, эта ударная волна также может вызвать повреждение других внутренних органов
таких как селезенка, печень, легкие и желудочно-кишечный тракт.Более того, это
может внезапно переместить пострадавшего с одного места на другое, в результате чего голова и другие
травматические повреждения (6).

Доказательства баротравмы (и) есть
существуют на жертвах удара молнии. Взрывная волна давления молнии была известна
рваная и рваная одежда, перелом длинных костей, разрыв барабанных перепонок и повреждение легких.
Взрыв вызывает образование воздушного кармана за грудиной (пневмомедиастинум), что может
вызвать травму грудной стенки и легких. Эти выводы похожи на то, что
ожидать найти в взрывах бомбы жертв.Молния даже была известна
вызвать вторичное ракетное поражение. У одной жертвы было несколько небольших фрагментов взорванных
бетон застрял в ее коже после того, как молния ударила по тротуару (7).

Баротравма, вызванная взрывом молнии, представленная как «ударная волна давления»
непосредственно окружающий световой канал молнии.

Предлагаемый вид «ударной волны давления» от молнии. Пожалуйста помни
что канал молнии трехмерный.

Нам, судебным патологоанатомам, необходимо знать, в каком диапазоне находится человек.
риск и риск ударной волны давления молнии.Общий литературный поиск
литература по медицине, электротехнике и машиностроению
проведенный.

Ключевые слова было трудно найти, поскольку существует этот любопытный феномен травм.
исторически под разными названиями в литературе: «давление молнии
взрывная волна »,« дуговая волна »,« разрушительное воздействие молнии »,« давление, создаваемое
дуги »,« грозовое генерирование ударных волн »и« шестой механизм молнии.
травма »- это лишь некоторые из множества расходящихся и несопоставимых терминологий, используемых в
прошлое, чтобы описать этот невидимый взрывной феномен (3, 8-10).

Обсуждение

Избыточное давление (или избыточное давление взрыва) — это давление, вызванное ударной волной, превышающей и
давление выше нормального атмосферного. В этой статье были представлены избыточные давления.
в том же формате, в каком они были представлены в предыдущих статьях. Ни один из
В предыдущей литературе учитывалась «скорость изменения» избыточного давления.
Используя стандартные таблицы пересчета, все результаты были выражены в фунт-силах.
на квадратный дюйм (psi).

Один фунт на квадратный дюйм эквивалентен 0.068046 атмосфер, что эквивалентно 6,89476
килопаскали.

Существует относительно большая литература, в которой рассматриваются аппроксимации ущерба от
взрывоопасное избыточное давление, травмы людей в непосредственной близости от небольшой бомбы и
прогнозируемые травмы и гибель людей от прямого воздействия взрывов (11,12).

Оторинологическая медицинская литература

В литературе есть свидетельства, подтверждающие тот факт, что молния может
разрыв барабанных перепонок (13-22). Рассматривая исключительно патологию травмы барабанной перепонки.
разрыв мембраны, судебные патологоанатомы теперь могут получить относительно хорошее представление о том,
возможные избыточные давления и расстояния, связанные с молнией
взрывная баротравма в полевых условиях (8,23).В
в медицинской литературе по ушам, носу и горлу (оторинологической) иногда описывается
барабанная перепонка после удара молнии как «большая барабанная перепонка.
перфорация мембраны с разрывом цепи слуховых косточек » (19). Предлагаемые механизмы
травмы включали сотрясательное «взрывное» воздействие на ухо, «прямое» воздействие
электропроводность, эффект «всплеска», «цилиндрическая ударная волна электронов»,
и / или прямой «термический ожог» (13-21, 24, 25). В
барабанная перепонка человека способна выдерживать ограниченное количество избыточного давления
до отказа.Избыточное давление требуется для получения незначительного, умеренного и большого давления.
разрывы барабанной перепонки.

Разрыв нормальной барабанной перепонки зависит от возраста, а также от эффективного
давление взрыва. Барабанные перепонки могут, например, легче разорваться в
молодой. Сообщалось о сбоях при избыточном давлении от 5 фунтов на квадратный дюйм в диапазоне до
до 40 или 50 фунтов на квадратный дюйм. Как упоминалось ранее, расчеты Хилла показали, что
избыточное давление в пределах нескольких сантиметров от канала молнии может достигать примерно
От 147 фунтов на квадратный дюйм до 294 фунтов на квадратный дюйм (5).А
исследование Ричмонда предлагает минимальный порог около 29 фунтов на квадратный дюйм для получения незначительных
разрыв барабанной перепонки () (26).

Таблица 1:

Сравнение сценариев избыточного давления (или избыточного давления взрыва) с
Прогнозируемые травмы (11,12)

Таким образом, из человеческих жертв с разрывом барабанной перепонки можно сделать вывод, что
взрывная волна молнии должна иметь минимальное избыточное давление примерно 29
psi.

Медицинская литература о грудной клетке и легких

Похоже, есть относительно хорошие данные о повреждении грудной клетки и легких взрывными волнами.
в литературе. Известно также, что молния вызывает повреждение груди.
и легкие. Пневмомедиастинум и кровоизлияние из легкого в трахеостомию.
были зарегистрированы оба пациента (24, 27-29). Литература о взрывах бомб показывает, что
порог повреждения легких находится в диапазоне от 12 фунтов на квадратный дюйм (от 8 до 15 фунтов на квадратный дюйм), а диапазон
при тяжелом поражении легких находится в диапазоне 25 фунтов на квадратный дюйм (20–30 фунтов на квадратный дюйм) (11).Посттравматический
pneumomediastinum не вызывает беспокойства у клиницистов (28). Пневмомедиастинум — это
поэтому обычно не считается смертельным исходом. Литература предполагает, что
Для повреждения легких требуется баротравма приблизительно от 29,0 до 72,5 фунтов на квадратный дюйм.

Другая медицинская литература

Молния также может быть причиной переломов костей и разрывов
внутренние органы (30,31). Ушиб кишечника был
сообщается при прямой передаче взрывной волны Shockwave (32). Нет связанного избыточного давления
данные можно найти в литературе о взрывах бомбы и взрывчатых веществах в этом
внимание.

Эта ударная волна может не только вызвать повреждение уха и глаз, но и вызвать
повреждение других внутренних органов, таких как селезенка, печень и кишечник
(33). Более того, это может
внезапно перемещать пострадавшего с одного места на другое, вызывая при этом голову и другие
травматические повреждения (6). Нет
соответствующие данные по избыточному давлению можно найти в литературе в отношении этих
травмы.

Человеческое тело может выдержать относительно высокое избыточное давление ударной волны без
испытывает баротравму (32).Нет никаких доказательств того, что жертвы молнии сильно страдают.
обезображивание, связанное с взрывом. Нет никаких доказательств того, что молния
например, разорвет полость в человеческой плоти.

При рассмотрении предварительных критериев прямых (первичных) взрывных воздействий на человека из
быстрорастущие длительные импульсы давления (например, взрыв бомбы),
порог летальности будет в диапазоне 40 фунтов на квадратный дюйм (30–50 фунтов на квадратный дюйм). Пятьдесят
процент летальности будет в диапазоне 62 фунтов на квадратный дюйм (от 50 до 75 фунтов на квадратный дюйм).Сто
процент летальности будет в диапазоне 92 фунтов на квадратный дюйм (75–115 фунтов на квадратный дюйм). Около 100 фунтов на квадратный дюйм
минимальный порог серьезного ущерба (с возможным нарушением) людям
(11, 12, 32, 34).

Таким образом, избыточное давление от 35 до 45 фунтов на квадратный дюйм может привести к 1% смертельному исходу, а от 75 до 115
избыточное давление psi может привести к гибели 99% взрывов бомб (11).

Если судебно-медицинский патологоанатом обнаружит у человека жертву баротравмы с обезображиванием
баротравма (другими словами, разрушение), он / она теоретически мог бы вывести, что
взрывная волна должна иметь минимальное избыточное давление примерно 100 фунтов на квадратный дюйм.Halldorsson et al. считал, что это явление взрыва / имплозии окружает
канал молнии может вызвать травму, которая может имитировать характер взрыва
травмы у пострадавших от взрыва бомбы (29).

Заключение

Обзорные статьи о разрыве барабанной перепонки у человека в связи с различными взрывами
зависимости давления от времени предполагают, что барабанная перепонка может выдерживать ограниченное
количество давления. Избыточное давление требуется для получения малых, средних и больших
разрывы барабанной перепонки.Барабанные перепонки обычно легче разрываются в молодом возрасте.
пример. Барабанная перепонка может разорваться при давлении выше 29,0 фунтов на квадратный дюйм. Поэтому мы можем
сделать вывод из отоларингологической литературы, что взрывная волна молнии должна иметь
минимальное избыточное давление примерно 29,0 фунтов на кв. дюйм.

Из литературы видно, что посттравматический пневмомедиастинум не является поводом для беспокойства.
среди наших коллег-клиницистов (28). Пневмомедиастинум обычно не считается смертельной травмой. Это
Казалось бы, повреждение легких требует приблизительно 29.От 0 до 72,5 фунтов на квадратный дюйм для индукции.

Мы знаем, что жертвы молнии не страдают серьезным обезображиванием, вызванным взрывом. К
получить смертельное ранение в результате взрыва бомбы, необходимо находиться в непосредственной близости от
взрыв в пределах метра или около того («зона поражения»). Около 100 фунтов на квадратный дюйм — это
минимальный расчетный порог серьезного ущерба (разрушения) людям (34).

На основании вышеупомянутых результатов обзора литературы теперь можно
оценить, на каком расстоянии человек может подвергнуться риску от удара молнии
взрывная волна.Бомба из тринитротолуола или эквивалента в тротиловом эквиваленте 10 фунтов (4,5 кг) взорвала бы
барабанная перепонка (мужчины весом 70 кг) в пределах 10 метров; повреждение легких может произойти примерно в 5
метров, и тело будет ранено примерно на 3 метра (11).

Если бы кто-то знал начальные условия удара молнии (термодинамика и
параметры потока как функция радиуса в выбранные моменты времени), то можно было бы
возможно вычислить численное решение этого термобарического явления; тем не мение
всегда есть разные начальные условия, например, величина и сила
разряда молнии.

Таким образом, можно сделать оценку, основываясь исключительно на
патология пострадавшего — баротравма, минимальное избыточное давление, до которого молния
пострадавший был выставлен и на возможном расстоянии от канала молнии.

Сноски

Раскрытие финансовой информации

Автор указал, что у него нет финансовых отношений с
раскрыть, что имеет отношение к данной рукописи

ЭТИЧЕСКОЕ УТВЕРЖДЕНИЕ

Согласно правилам журнала для этого не требовалось этическое одобрение
рукопись

ЗАЯВЛЕНИЕ О ПРАВАХ ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ

Эта статья не содержит исследований, проведенных на животных или на живых
человек

ЗАЯВЛЕНИЕ ОБ ИНФОРМИРОВАННОМ СОГЛАСИИ

В рукописи не было представлено никаких идентифицируемых личных данных

РАСКРЫТИЕ ИНФОРМАЦИИ И ЗАЯВЛЕНИЕ О КОНФЛИКТАХ ИНТЕРЕСОВ

Эта работа была представлена ​​на ежегодном собрании NAME в 2015 году.Автор, рецензенты,
редакторы и сотрудники издательства не сообщают о каких-либо конфликтах
проценты

Список литературы

1. Умань М.А.
Молния.
Нью-Йорк:
Макгроу-Хилл; 1969 г.
264 с. [Google Scholar] 2. Кричли М.
Неврологические эффекты молнии и
электричество. Ланцет.
1934. Jan; 223 (5759):
68–72. 10.1016 / s0140-6736 (01) 03101-4 [CrossRef] [Google Scholar] 3. Раков В.А., Умань М.А.
Молния: физика и эффекты.
Кембридж (Великобритания): Кембридж
Университетское издательство; 2003 г.
687
п. [Google Scholar] 4.Ритенур А.Э., Мортон М.Дж., Макманус Дж. Г.
и другие.
Повреждение молнией: обзор.
Бернс.
2008. Aug; 34 (5):
585–94. PMID: 18395987. 10.1016 / j.burns.2007.11.006. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 5. Хилл Р.Д.
Подогрев канала при возвратном молнии.
J Geophys Res.
1971. Jan; 76 (3):
637–45. 10.1029 / jc076i003p00637. [CrossRef] [Google Scholar] 6. Курей В., Курей С., Эндрюс С.Дж.
Молния вызвала травмы у людей. J
Электростатика.
2007. Май; 65 (5-6):
386–94. 10.1016 / j.elstat.2006.09.016. [CrossRef] [Google Scholar] 7.Блюменталь Р.
Вторичное ракетное поражение от удара молнии.
Am J Forensic Med Pathol.
2012. март; 33 (1):
83–5. PMID: 22104330. 10.1097 / paf.0b013e31823a8c96. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 8. Ли Р.Х.
Разрушающий эффект удара молнии от нагрева воздуха
по ударному току. IEEE Trans Ind Appl.
1986. Май-июнь; IA-22 (3):
416–9. 10.1109 / tia.1986.4504735. [CrossRef] [Google Scholar] 9. Ли Р.Х.
Давления, развиваемые дугами. IEEE Trans
Ind Appl.
1987. июль-август; IA-23 (4):
760–3. 10.1109 / tia.1987.4504977. [CrossRef] [Google Scholar] 10. Блюменталь Р., Джандрелл И. Р., Уэст Нью-Джерси.
Существует ли шестой механизм, объясняющий поражения молнией ?:
исследование возможного нового механизма травмы для определения причины
травмы, связанные с близкими ударами молнии. Am J
Forensic Med Pathol.
2012. сен; 33 (3):
222–6. PMID: 21952103. 10.1097 / paf.0b013e31822d319b. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 11. Гласстон С., Долан П.Дж.
Последствия ядерного оружия.
3-е изд.
Вашингтон: Департамент США
Защита и У.S. Министерство энергетики; Государственная печать США
Офис; 1977 г.
653
п. [Google Scholar] 12. Кинни Г.Ф., Грэм К.Дж.
Взрывные удары в воздухе.
2-е изд.
Нью-Йорк: Спрингер
Verlag; 1985 г.
269
п. [Google Scholar] 13. Бергстром Л., Неблетт Л. В., Сандо И.
и другие.
Ухо, поврежденное молнией. Арка
Отоларингол.
1974. Aug; 100 (2):
117–21. PMID: 4843111. 10.1001 / archotol.1974.00780040123008. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 14. Райт Дж. В. Младший, Силк К.Л.
Акустические и вестибулярные дефекты при молнии
выжившие.Ларингоскоп.
1974. Aug; 84 (8):
1378–87. PMID: 4411819.10.1288 / 00005537-197408000-00013. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 15. Вайс К.С.
Отологические молнии. Am J
Отоларингол.
1980. Aug; 1 (4):
334–7. PMID: 7446850.10.1016 / s0196-0709 (80) 80036-6. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 16. Беллуччи Р.Дж.
Травматические повреждения среднего уха.
Otolaryngol Clin North Am.
1983. Aug; 16 (3):
633–50. PMID: 6634185. [PubMed] [Google Scholar] 17. Кристенсен С., Тветерс К.
Разрыв барабанной перепонки, вызванный молнией: (a
отчет о двух случаях).J Laryngol Otol.
1985. Jul; 99 (7):
711–3. PMID: 4020264.10.1017 / s0022215100097528. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 18. Джонс Д.Т., Огрен Ф.П., Ро Л.Х., Мур Г.Ф.
Молния и ее влияние на слуховую систему.
Ларингоскоп.
1991. Aug; 101 (8):
830–4. PMID: 1865731.10.1288 / 00005537-1900-00006. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 19. Редлиф М.И., МакКейб Б.Ф.
Удар молнии барабанной перепонки.
Анн Отол Ринол Ларингол.
1993. Nov; 102 (11):
867–9. PMID: 8239348. 10.1177 / 000348949310201108.[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 20. Гордон М.А., Сильверстайн Х., Уиллкокс Т.О., Розенберг С.И.
Удар молнии барабанной перепонки.
Am J Otol.
1995. May; 16 (3):
373–6. PMID: 8588633. [PubMed] [Google Scholar] 21. Глунцич И., Рое З., Глунцич В., Поляк К.
Повреждение уха от удара молнии: сообщение 18
Случаи. J Laryngol Otol.
2001. Jan; 115 (1):
4–8. PMID: 11233621.10.1258 / 0022215011

8. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 22. Модаил П.К., Ллойд Г.В., Маллик А., Боудлер Д.А.
Повреждение внутреннего уха в результате поражения электрическим током и молнией:
обзор литературы.Eur Arch
Оториноларингол.
2014. Май; 271 (5):
855–61. PMID: 23649510.10.1007 / s00405-013-2544-7. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 23. Малан Д.Дж.
Физика молнии.
Лондон: английские университеты
Нажмите; 1963 г.
176
п. [Google Scholar] 24. Зольтерманн Б., Фрутигер А., Кун М.
Поражение молнией с кровотечением в легком при трахеотомии
пациент. Грудь.
1991. Jan; 99 (1):
240–2. PMID: 1984964.10.1378 / сундук.99.1.240. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 25. Эндрюс С.Дж., Дарвениза М.
Дальнейшее изучение функциональных и структурных изменений после удара молнии.
ударьте с особым упором на специальные отверстия чувств как порталы
Вход.Статья представлена ​​в: Труды 9-го Международного
Конференция по атмосферному электричеству; 1992. 15-19 июня; Ул.
Петербург, Россия. [Google Scholar] 26. Ричмонд Д. Р., Йелвертон Дж. Т., Флетчер Е. Р., Филлипс Ю. Ю.
Физические корреляты разрыва барабанной перепонки.
Ann Otol Rhinol Laryngol Suppl.
1989. May; 140:
35–41. PMID: 2497697. [PubMed] [Google Scholar] 27. Моулсон А.
Взрывное повреждение легких в результате удара молнии.
Br Med J (Clin Res Ed).
1984. 10 ноября; 289 (6454):
1270–1. PMID: 6437514. PMCID: PMC1443487.10.1136 / bmj.289.6454.1270. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 28. Боувен Л., Босманс Э.
Посттравматический пневмомедиастинум: не всегда причина
аварийная сигнализация. Acta Chir Belg.
1997. Jun; 97 (3):
145–7. PMID: 9224521. [PubMed] [Google Scholar] 29. Халлдорссон А., Коуч М.Х.
Пневмомедиастинум, вызванный ударом молнии.
J Trauma.
2004. Jul; 57 (1):
196–7. PMID: 15284576. 10.1097 / 01.ta.0000119167.63219.11. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 30. Грабер Дж., Умменхофер В., Герион Х.
Авария молнии с восемью жертвами: история болезни и краткая информация
Обзор литературы.J Trauma.
1996. Feb; 40 (2):
288–90. PMID: 8637081.10.1097 / 00005373-199602000-00020. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 31. Каннан Р.Ю., Честер Д.Л., Титли О.Г.
Комбинированный подвывих перелома Беннета и
ладьевидно-трапециевидный вывих вследствие удара молнии
наносить удар. J Trauma.
2004. Dec; 57 (6):
1351–3. PMID: 15625477. 10.1097 / 01.ta.0000151251.58008.9a. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 32. Мейсон Дж. К., Пердью Б. Н.
Патология травмы.
3-е изд.
Лондон: Ходдер
Арнольд; 2000 г.
516
п.[Google Scholar] 33. Бармат Н.С., Тумрам Н.К., Сингх Р.К., Шригиривар М.Б.
Редкий случай взрыва молнии.
J Forensic Res.
2014. ноя; 5 (6): 248
10.4172 / 2157-7145.1000248. [CrossRef] [Google Scholar] 34. Саукко П., Рыцарь Б.
Судебно-медицинская патология Найта.
3-е изд.
Лондон: Ходдер
Арнольд; 2004 г.
720
п. [Google Scholar]

Узнайте о Steam | Предохранительные клапаны

Конструкция предохранительного клапана

Базовый подпружиненный предохранительный клапан, называемый «стандартным» или «обычным», представляет собой простое и надежное самодействующее устройство, обеспечивающее защиту от избыточного давления.

Основные элементы конструкции состоят из корпуса клапана с прямоугольной диаграммой направленности с впускным патрубком клапана или соплом, установленным на системе, работающей под давлением. Выпускное соединение может быть резьбовым или фланцевым для подключения к трубопроводной системе нагнетания. Однако в некоторых приложениях, таких как системы сжатого воздуха, предохранительный клапан не имеет выпускного соединения, и жидкость выпускается непосредственно в атмосферу.

Конструкция впускного (или подходного) клапана клапана может быть как сплошной, так и полусопловой.В конструкции с полным соплом весь «смачиваемый» впускной тракт сформирован из одной детали. Подходящий канал — это единственная часть предохранительного клапана, которая подвергается воздействию технологической жидкости во время нормальной работы, кроме диска, если только клапан не выпускается.

Полные форсунки обычно входят в состав предохранительных клапанов, предназначенных для технологических процессов и приложений высокого давления, особенно когда жидкость является коррозионно-агрессивной.

Напротив, конструкция полусопла состоит из посадочного кольца, установленного в корпус, верхняя часть которого образует седло клапана.Преимущество такой компоновки состоит в том, что сиденье можно легко заменить без замены всего воздухозаборника.

Диск удерживается напротив седла форсунки (при нормальных рабочих условиях) пружиной, которая размещена в открытом или закрытом корпусе пружины (или крышке), установленном на верхней части корпуса. Диски, используемые в предохранительных клапанах с быстрым открытием (типа хлопка), окружены кожухом, держателем диска или камерой уплотнения, что способствует быстрому открытию.

Закрывающее усилие на диске обеспечивается пружиной, обычно изготовленной из углеродистой стали.Степень сжатия пружины обычно регулируется с помощью регулятора пружины, чтобы изменить давление, при котором диск поднимается со своего седла.
Стандарты, которые регулируют конструкцию и использование предохранительных клапанов, обычно определяют только три измерения, которые относятся к пропускной способности предохранительного клапана, а именно площадь потока (или отверстия), площадь завесы и площадь нагнетания (или отверстия) (см. Рисунок 9.1.4).

1. Площадь проходного сечения — Минимальная площадь поперечного сечения между впускным отверстием и седлом в самом узком месте.Диаметр проходного сечения представлен размером «d» на рисунке 9.1.4.

2. Зона занавеса — Площадь цилиндрического или конического выпускного отверстия между посадочными поверхностями, создаваемая подъемом диска над сиденьем. Диаметр области завесы представлен размером «d1» на рисунке 9.1.4.

3. Площадь нагнетания — это меньшая из областей завесы и потока, которая определяет поток через клапан.

Клапаны, пропускная способность которых определяется площадью потока, а не площадью завесы, называются полноподъемными клапанами. Эти клапаны будут иметь большую производительность, чем клапаны с низким или высоким подъемом. Этот вопрос будет более подробно рассмотрен в Модуле 9.2.

Хотя основные элементы обычного предохранительного клапана схожи, детали конструкции могут значительно отличаться. Как правило, клапаны типа DIN (обычно используемые по всей Европе) имеют более простую конструкцию с фиксированной юбкой (или колпаком), тогда как клапаны типа ASME имеют более сложную конструкцию, которая включает одно или два регулируемых продувочных кольца.Положение этих колец можно использовать для точной настройки значений избыточного давления и продувки клапана.

Для данной площади отверстия может быть несколько различных размеров впускных и выпускных соединений, а также размеры корпуса, такие как размеры от осевой линии до лицевой стороны. Кроме того, многие конкурирующие продукты, особенно европейского происхождения, имеют разные размеры и емкость при одном и том же номинальном размере.

Исключением из этой ситуации являются стальные клапаны по спецификации ASME, которые неизменно следуют рекомендациям Рекомендуемой практики API 526, где указаны размеры от осевой линии до торца и размеры отверстий.Серии площади отверстия обозначаются буквой. Это обычное дело для

клапанов с одинаковой буквой диафрагмы для нескольких различных размеров входного и выходного патрубков.

Например, 2 «x J x 3» и 3 «x J x 4» — это оба клапана, которые имеют отверстие одинакового размера (‘J’), но имеют разные размеры входа и выхода, как показано до и после буквы отверстия. соответственно.

Клапан 2 дюйма x J x 3 дюйма должен иметь вход 2 дюйма, отверстие размера «J» и выходное отверстие 3 дюйма.

8 Распространенных причин отказа манометра

Отказ манометра можно отнести к одной или нескольким из этих восьми причин: механической вибрации, пульсации, экстремальной температуре, скачкам давления, избыточному давлению, коррозии, засорению и неправильному обращению / неправильному обращению.

Манометры являются неотъемлемой частью системы предупреждения приложения. Постоянно измеряя давление, эти инструменты позволяют пользователям видеть, как идет процесс. Манометры прочные и могут работать в сложных условиях. Однако даже самые прочные инструменты выйдут из строя, если они не предназначены для конкретного применения или условий.

В WIKA USA наши клиенты часто спрашивают нас, почему их манометры повреждены или перестали работать должным образом. Имея многолетний опыт работы с давлением, мы видели все причины отказа манометра.

схема манометра с трубкой Бурдона

Как работает манометр

Прежде чем разбираться, почему что-то идет не так и как устранить проблему, важно сначала понять внутреннюю работу механического манометра, самый популярный из которых манометр с трубкой Бурдона.

Трубка Бурдона представляет собой полый С-образный пружинный элемент внутри корпуса. Когда в трубке создается давление поступающей в нее среды, она начинает двигаться — как воздушный шар, пытающийся уравновеситься.Это движение преобразуется через соединительное звено , прикрепленное к трубке Бурдона через наконечник , в измерение давления, которое стрелка указывает на шкале .

8 Причины выхода из строя манометров

Когда манометр не работает должным образом, причину можно отнести по крайней мере к одной из этих восьми причин:

1. Механическая вибрация

Многочисленные исследования показали, что вибрация является основной причиной выхода из строя манометров на производственных предприятиях.Вибрация отрицательно влияет на точность манометра двумя способами. Во-первых, трудно прочитать указатель на циферблате, когда датчик вибрирует. Во-вторых, постепенное повреждение механизма стрелки из-за вибрации может в конечном итоге сдвинуть указатель с нуля, что приведет к неточным показаниям.

Видимые признаки механической вибрации

• Металлические опилки / пыль, как ореол, внутри измерительного окна из-за изношенной шестерни и сегментов
• Отсоединенный указатель, если вибрация сильная

(слева) ореол внутри измерительного окна ; (справа) отсоединенный указатель

Риски, связанные с механической вибрацией

• Износ внутренних компонентов
• Потеря точности / функциональности
• Отказ системы давления

(левая и центральная) изношены ведущие шестерни; (справа) изношенная сегментная шестерня

модель 990.28 мембранный разделитель

Решения для манометров, испытывающих механическую вибрацию

Для большинства ситуаций заполненный жидкостью корпус является наиболее удобным и экономичным способом защиты манометров от вибрации. Наполнитель корпуса из глицерина или силиконового масла действует как демпфер, замедляя движение. Он также смазывает ведущую шестерню и сегментные шестерни, тем самым снижая износ и продлевая срок службы калибра.

Второе решение — отодвинуть датчик от источника вибрации.Как? Используйте разделительную диафрагму с капиллярным соединением , как и разделитель с ячейками 990.28 (многослойный). Мембранный разделитель может быть установлен практически в любом месте приложения, а линия позволяет удаленно считывать показания. (См. Это видео и блог для получения дополнительной информации о том, как работают разделительные диафрагмы.)

2. Пульсация

флаттер указателя

Вибрация относится к регулярным колебаниям механических частей. С другой стороны, пульсация — это регулярные случаи быстрого увеличения и уменьшения давления среды.

Видимые признаки пульсации

• Колебание указателя
• В крайних случаях свободный или сломанный указатель

Риски, связанные с пульсацией

• Сложность получения точных показаний
• Износ внутренних компонентов
• Потеря точности / функциональности
• Неисправность системы давления

(слева) демпфер; (справа) ограничитель гнезда

Решения для датчиков, испытывающих пульсацию

Как и в случае с механической вибрацией, корпус , заполненный жидкостью, является простым решением.То же самое с клапанами и защитными устройствами, такими как ограничитель розетки . Это небольшое устройство имеет небольшое отверстие для ограничения и замедления давления среды до того, как она попадет на манометр. Ограничители экономичны и просты в установке. Некоторые манометры, такие как модель 111.11 для регуляторов сжатого газа, стандартно поставляются с ограничителем, уже ввинченным в отверстие.

Для более сильной пульсации используйте демпферный или игольчатый клапан. Демпферы работают как ограничители, но имеют больший выбор материалов, размеров отверстий и номиналов фунта на квадратный дюйм.Демпферы также менее подвержены засорению и их легче регулировать в полевых условиях благодаря сменным поршням или регулировочным винтам. Игольчатые клапаны также дросселируют среду, тем самым уменьшая воздействие пульсаций. Эти демпферы пульсаций обычно используются в нагнетательных насосах и котельных.

3. Экстремальные температуры

Различные датчики имеют разные допуски на экстремальные температуры. Мы смотрим как на температуру окружающей среды, например, в Арктике или вокруг печи, так и на температуру технологической среды.

Обесцвечивание шкалы

Видимые признаки экстремальной температуры

• Циферблат и / или заполнитель обесцвечены, обычно желтый, оранжевый, коричневый или черный
• Циферблат, корпус или окошко оплавляются — обычно из-за того, что носитель слишком горячий

Риски, связанные с экстремальными температурами

• Сложность получения точных показаний
• Потеря точности / функциональности
• Отказ системы давления

Решения для манометров при экстремальных температурах

модель 910.Мини-адаптер охлаждения 32.250

Мембранный разделитель с капиллярной трубкой позволяет проводить измерения давления вдали от экстремальных температур окружающей среды или среды. Чем дольше работает, тем больше тепла рассеивается до того, как давление достигнет манометра. Или прикрепите охлаждающий адаптер , такой как 910.32.200 (до 500 ° F / 260 ° C) или 910.32.250 (до 700 ° F / 370 ° C). Благодаря ребрам для увеличения площади поверхности эти адаптеры очень эффективно излучают и рассеивают тепло. Их также очень легко модернизировать с помощью резьбовых соединений. Пигтейл, змеевик и мини-сифоны (стержень и крышка) используют тот же принцип для отвода тепла.

Глицерин — это типичная заполняющая жидкость для манометров. При очень высоких или низких температурах окружающей среды силиконовое масло является лучшим выбором, поскольку оно не обесцвечивается под воздействием тепла с течением времени и не замерзает при минусовых температурах.

4. Скачки давления

Скачки возникают, когда давление резко увеличивается, а затем внезапно падает. Это состояние может вызвать всевозможные проблемы для манометров, не предназначенных для этого состояния.

изогнутая стрелка

Видимые признаки скачков давления

• Изогнутая стрелка, похожая на рыбий хвост или рыболовный крючок, из-за слишком частого удара по стопорному штифту
• Зазубренная или сломанная стрелка из-за слишком сильного удара стопорным штифтом
• Сломанный стопор штифт

Риски, связанные с скачками давления

• Повышенный износ механизма и компонентов
• Потеря точности / функциональности
• Разделенная трубка Бурдона, приводящая к выходу среды
• Отказ системы давления

Решения для датчиков, испытывающих трудности скачки давления

Как и в случае с пульсацией, хорошим решением для смягчения последствий скачков давления является использование заполненного жидкостью манометра и / или дополнительных принадлежностей, таких как ограничители , демпферы, игольчатые клапаны или мембранный разделитель с капилляром .Другой способ предотвратить повреждение указателей и внутренних деталей — заменить манометр на датчик с более высоким диапазоном давления . Хорошее практическое правило — выбирать манометр, который в два раза превышает ожидаемое максимальное давление. Итак, если процесс обычно достигает 500 фунтов на квадратный дюйм, используйте тот, который достигает 1000 фунтов на квадратный дюйм.

Для большей уверенности в том, что манометр никогда не превышает определенный максимум, прикрепите к прибору устройство защиты от избыточного давления . Эта уникальная опция позволяет пользователю изменять настройку максимального давления.Если давление когда-либо достигнет этого значения, подпружиненный поршневой клапан предохранителя автоматически закроется, предотвращая скачок давления на манометре. И когда давление в системе упадет примерно на 25% ниже установленного максимума, клапан автоматически откроется.

5. Избыточное давление

Указатель упирается в стопорный штифт

Эта ситуация очень похожа на скачки давления, но возникает, когда манометр регулярно измеряет давление, близкое к максимальному или равное максимальному диапазону.Обычно мы наблюдаем такое состояние при очистке воды / сточных вод и в газопроводах.

Избыточное давление может привести к деформации и расколу трубки Бурдона. Это серьезная проблема, поскольку разрыв позволяет улетучиваться едким средам, таким как фтористоводородная (HF) кислота в установках алкилирования. В фармацевтическом производстве событие разрыва портит очень дорогой продукт и приводит к остановке линии, карантину продукта и повторной стерилизации процесса.

Видимые признаки избыточного давления

• Указатель заглублен в стопорный штифт
• Указатель смещает стопорный штифт

Риски, связанные с избыточным давлением

• Повышенный износ механизма и компонентов

• модель 910.13 устройство защиты от избыточного давления

  Потеря точности / функциональности

• Разделенная трубка Бурдона, приводящая к выпуску среды
• Отказ системы давления

Решения для манометров, испытывающих избыточное давление

Поскольку избыточное давление похоже на скачки давления, исправление: используйте манометр с более высоким диапазоном давления и прикрепите устройство защиты от избыточного давления .

6. Коррозия

Корродированный манометр

Многие отрасли промышленности работают с агрессивными химическими веществами: фтористоводородная кислота на нефтеперерабатывающих заводах, флокулянты и хлор при очистке сточных вод, хлорированные газы при производстве волоконной оптики и т. Д.Эти средства массовой информации находят свое отражение в приборах.

Видимый след коррозии

• Обесцвечивание и износ корпуса манометра, стрелки, соединения и циферблата

Риски, связанные с коррозией

• Потеря точности / функциональности
• Отказ системы давления

Решения для манометров в агрессивных средах

Изолируйте манометр от агрессивных химикатов с помощью мембранного разделителя , изготовленного из соответствующих коррозионно-стойких материалов .Мембранные разделители WIKA изготавливаются из различных стандартных и экзотических сплавов как для смачиваемых, так и для несмачиваемых частей: нержавеющая сталь 316L и 316 TI, Hastelloy ^® , Monel ^® , Inconel ^® , тантал и титан. Металлы можно оставить как есть или, для дополнительной защиты, покрыть Teflon® или покрыть золотом. При выборе материалов для разделительной диафрагмы обратите внимание на то, из чего сделаны существующие смачиваемые детали, и выберите их.

Манометр засорен

7.Засорение

Засорение является проблемой для бумажных заводов, очистных сооружений, фармацевтики и других отраслей промышленности, поскольку суспензия, пульпа, вязкая среда и среда с высоким содержанием твердых частиц могут забивать систему.

Видимый признак засорения

• Датчик на нулевом или близком к нулю значении во время работы системы

Риски, связанные с засорением

• Потеря точности / функциональности
• Возможность избыточного давления

Решения для манометров измерение засоряющей среды

Опять же, используйте разделительную диафрагму , чтобы отделить манометр от пробивающей среды.Отличным решением является цельносварная система WIKA (AWS), сборка, состоящая из промышленного технологического манометра XSEL ^® , постоянно приваренного к колоколообразной разделительной диафрагме.

Поскольку в AWS все еще есть небольшое отверстие, в которое может войти носитель, клиенты могут выбрать версии с портом промывки . Этот компонент позволяет операторам убирать носитель при засорении или во время регулярного обслуживания.

Еще одно решение — это разделительные диафрагмы INLINE ™ от WIKA , которые имеют гладкие стенки для полного протока.Устранение мертвых зон исключает риск скопления носителей.

8. Неправильное обращение / злоупотребления

Манометры выглядят прочно, особенно большие технологические манометры, но они не предназначены для использования в качестве ручек или опор! Во время посещения объекта мы часто видим доказательства плохого обращения с датчиками. Операторы могут хвататься за калибр при перемещении по технологическим салазкам на колесах или наступать на них при подъеме на строительные леса. Такая практика не только небезопасна, но и увеличивает вероятность повреждения датчика и отказа.

манометры с разбитым окном (слева) и треснувшим корпусом (справа)

Видимые признаки неправильного обращения / неправильного обращения

• Треснувший корпус
• Разбитое окно
• Потеря наполнения корпуса
• Изогнутый или изогнутый манометр и / или технологическое соединение

Риски, связанные с неправильным обращением / неправильным обращением

Решения для неправильного обращения / неправильного обращения с манометром

Обучение — лучшая профилактика.Сотрудники должны осознавать опасность неправильного обращения с манометрами. Они также должны знать, как правильно подключать датчики. Например, при навинчивании манометра на технологический процесс некоторые люди затягивают его вручную, что может привести к затяжке корпуса.