อะไรคือสาเหตุหลักของฮิสเทรีซิสในการวัดเกจวัดความดันไดอะแฟรม PP ปิโตรเคมี

ในการตรวจวัดของไหลที่ซับซ้อนของอุตสาหกรรมปิโตรเลียมและเคมี ความแม่นยำและความเสถียรของเครื่องมือวัดแรงดันถือเป็นสิ่งสำคัญ เกจวัดแรงดันไดอะแฟรมโพลีโพรพีลีน (PP) โดดเด่นด้วยคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการจัดการตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนที่เป็นกรดและด่าง อย่างไรก็ตาม ผู้ใช้มืออาชีพมักให้ความสำคัญกับตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพหลัก: ฮิสเทรีซิส

ฮิสเทรีซีสหมายถึงปรากฏการณ์ที่ค่าที่ระบุของเกจวัดความดันแตกต่างเมื่อไปถึงจุดที่ตั้งไว้เฉพาะจากสถานะความดันต่ำ (ความดันจากน้อยไปหามาก) เทียบกับการไปถึงจุดเดียวกันจากสถานะแรงดันสูง (ความดันจากน้อยไปมาก) ความคลาดเคลื่อนนี้ไม่ใช่ข้อผิดพลาดแบบสุ่ม แต่เป็นการเบี่ยงเบนอย่างเป็นระบบอันเป็นผลมาจากคุณลักษณะทางกายภาพภายในและข้อจำกัดทางโครงสร้างของเครื่องมือ สำหรับการควบคุมที่มีความแม่นยำสูงในกระบวนการปิโตรเคมี การทำความเข้าใจและลดฮิสเทรีซิสให้เหลือน้อยที่สุดถือเป็นสิ่งสำคัญในการรับรองคุณภาพของผลิตภัณฑ์และความปลอดภัยในการปฏิบัติงาน

I. ฮิสเทรีซิสทางกลขององค์ประกอบยืดหยุ่น: คุณสมบัติที่แท้จริงของวัสดุ

ส่วนประกอบหลักของก เกจวัดความดันไดอะแฟรมพีพี คือไดอะแฟรมและกลไกการเคลื่อนไหวภายใน แหล่งที่มาหลักของฮิสเทรีซีสเกิดจากความไม่สมบูรณ์ทางกลขององค์ประกอบยืดหยุ่นเหล่านี้

1. ฮิสเทรีซิสแบบยืดหยุ่นของวัสดุไดอะแฟรม

แม้ว่าไดอะแฟรม PP มักจะได้รับการปรับปรุงด้วยการเคลือบ PTFE หรือใช้เป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างคอมโพสิตในฐานะองค์ประกอบที่ยืดหยุ่น แต่เส้นทางการกู้คืนความเครียดจะไม่เหมือนกันอย่างสมบูรณ์เมื่อมีการใช้ความเค้นและปล่อยออกมาในภายหลัง

• เมื่อความดันเพิ่มขึ้น ไดอะแฟรมจะเสียรูป

• เมื่อความดันลดลง แรงเสียดทานของโครงสร้างจุลภาคภายในและการจัดเรียงโซ่โมเลกุลใหม่ภายในไดอะแฟรมจะชะลอการกลับคืนสู่สถานะเริ่มต้นโดยสมบูรณ์

• การกระจายพลังงานนี้ทำให้เกิดความเครียด (หรือการกระจัด) ในระหว่างกระบวนการแรงดันจากน้อยไปมากแตกต่างจากความเครียดในระหว่างกระบวนการจากมากไปน้อยที่ค่าความดันเดียวกัน โดยแสดงออกมาโดยตรงในรูปฮิสเทรีซิสของตัวชี้

• โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับวัสดุโพลีเมอร์ PP มีลักษณะยืดหยุ่นหนืดเด่นชัดกว่า ภายใต้การใช้แรงดันในระยะยาวหรือเป็นวัฏจักร ผลกระทบของฮิสเทรีซิสทางกลนี้มักจะมีความสำคัญมากกว่าในไดอะแฟรมโลหะ

2. แรงเสียดทานเล็กน้อยในกลไกการเคลื่อนไหว

การกระจัดของไดอะแฟรมจะต้องถูกส่งไปยังพอยน์เตอร์ผ่านส่วนประกอบทางกลที่มีความแม่นยำ เช่น ก้านต่อ เฟืองเซกเตอร์ และเฟืองกลาง แรงเสียดทานขนาดเล็กระหว่างคู่ที่เคลื่อนที่เหล่านี้ก่อให้เกิดฮิสเทรีซิสหลักอันดับสอง

• ในระหว่างกระบวนการแรงดันจากน้อยไปมาก แรงเสียดทานจะตรงข้ามกับทิศทางการเคลื่อนที่

• ในระหว่างกระบวนการแรงดันจากมากไปหาน้อย ทิศทางของแรงเสียดทานจะกลับกัน

• ในขณะที่ความดันกลับด้าน กลไกจะต้องเอาชนะแรงเสียดทานสถิตก่อนที่จะเริ่มการเคลื่อนไหวอีกครั้ง ทำให้เกิดความล่าช้าระหว่างการเปลี่ยนแปลงความดันและการตอบสนองของพอยน์เตอร์

• แม้แต่แรงเสียดทานระดับไมครอนก็เพียงพอที่จะทำให้เกิดการเบี่ยงเบนที่สังเกตได้ในตัวบ่งชี้ความดัน

ครั้งที่สอง ผลกระทบด้านความหนืดและความสามารถในการอัดตัวในระบบถ่ายเทของไหล

เกจวัดแรงดันไดอะแฟรม PP มักใช้ระบบซีลไดอะแฟรมพร้อมของเหลวเติมเพื่อแยกสารที่มีฤทธิ์กัดกร่อน คุณสมบัติทางกายภาพของระบบถ่ายโอนของไหลนี้มีส่วนสำคัญในการเกิดฮิสเทรีซิส

1. ความหนืดของของเหลวเติม

ของเหลวเติม (เช่น น้ำมันซิลิโคนหรือน้ำมันฟลูออโรคาร์บอน) มีความหนืดในระดับหนึ่ง เมื่อไดอะแฟรมเปลี่ยนรูปภายใต้ความกดดันและของเหลวถูกแทนที่:

• ของเหลวจะต้องไหลผ่านช่องทางภายในและเส้นเลือดฝอย

• แรงเสียดทานภายในของของเหลว (การลากหนืด) ขัดขวางการส่งผ่านพลังงานในทันที

• สิ่งนี้มีความเกี่ยวข้องอย่างยิ่งในระหว่างการเปลี่ยนแปลงความดันอย่างรวดเร็วหรือเมื่ออุณหภูมิโดยรอบต่ำเพิ่มความหนืด ส่งผลให้การเคลื่อนที่ของของเหลวช้าลงและทำให้การส่งผ่านแรงดันช้าลง ส่งผลให้ปรากฏการณ์ฮิสเทรีซิสรุนแรงขึ้น

2. การละลายของแก๊สและฟองไมโครที่ตกค้าง

หากกระบวนการกำจัดแก๊สไม่สมบูรณ์ในระหว่างการเติมของเหลว ฟองสบู่ขนาดเล็กหรือก๊าซที่ตกค้างที่ละลายในของเหลวจะทำให้เกิดการบีบอัดเมื่อแรงดันเปลี่ยนแปลง

• ซึ่งทำให้เกิดการกระจัดครั้งแรกของไดอะแฟรมเพื่อบีบอัดฟองก๊าซเหล่านี้ก่อน แทนที่จะส่งแรงดันไปยังท่อ Bourdon หรือเซ็นเซอร์ภายในทันที

• กระบวนการบีบอัดและปล่อยก๊าซไม่เป็นเชิงเส้นและมีการหน่วงเวลา ทำให้เกิด "บัฟเฟอร์ยืดหยุ่น" ที่จะทำให้เกิดฮิสเทรีซิสในการวัด

ที่สาม การปลดปล่อยความเครียดและการผ่อนคลายในองค์ประกอบโครงสร้าง

การทำงานในระยะยาวหรือการหมุนเวียนด้วยความร้อนสามารถนำไปสู่การผ่อนคลายความเครียดในตัวเรือน PP และระบบเชื่อมต่อ ซึ่งเป็นอีกปัจจัยทางอ้อมที่ทำให้เกิดฮิสเทรีซิส

• การเชื่อมต่อพรีโหลด (เช่น การประกอบแบบสลักเกลียว) ที่ขอบของตัวเรือน PP และไดอะแฟรมสามารถสัมผัสถึงการคลายตัวของการคืบตามเวลาและการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ

• การคลายตัวของพรีโหลดจะเปลี่ยนเงื่อนไขขอบเขตคงที่ของไดอะแฟรม ซึ่งหมายความว่าสถานะเริ่มต้นและเส้นทางสำหรับรอบแรงดันแต่ละรอบอาจไม่สอดคล้องกันอย่างสมบูรณ์

• เมื่อออกแรงกดซ้ำๆ การเคลื่อนไหวเล็กๆ และการกระจายความเค้นที่ส่วนต่อประสานการเชื่อมต่อทำให้เกิดการเบี่ยงเบนเล็กน้อยในจุดศูนย์ขององค์ประกอบยืดหยุ่น ซึ่งนำไปสู่การแยกเส้นทางแรงดันขึ้นและลง