آشنایی با دیافراگم سیل و کاربرد آن

آشنایی با دیافراگم سیل و کاربرد آن در سیستم‌های اندازه‌گیری فشار

فرآیندهای مدرن شیمیایی و تولیدی نیاز روزافزونی به دقت و قابلیت اطمینان بالاتر در ابزارهای اندازه‌گیری فشار، سطح و دبی دارند. این موضوع نقش مهمی در کاهش هزینه‌ها و به حداقل رساندن زمان توقف تولید دارد. یکی از اجزای کلیدی که در افزایش دقت و پایداری سیستم‌های اندازه‌گیری نقش دارد، دیافراگم سیل است.

در بسیاری از فرآیندها لازم است ابزار اندازه‌گیری فشار از سیال فرآیندی جدا شود تا عملکرد دقیق و پایدار آن حفظ گردد. این جداسازی به کمک دیافراگم سیل انجام می‌شود تا ابزار حساس در برابر شرایط خورنده، دمای بالا یا ذرات معلق محافظت شود.
استفاده از دیافراگم سیل علاوه بر افزایش طول عمر ابزار اندازه‌گیری، باعث کاهش نیاز به تعمیرات دوره‌ای و ارتقای قابلیت اطمینان در سیستم‌های صنعتی می‌شود.

اصل عملکرد دیافراگم سیل

یک سیستم دیافراگم سیل از اجزای زیر تشکیل می‌شود:

• ابزار اندازه‌گیری (مانند ترانسمیتر فشار یا گیج فشار)

• یک یا دو دیافراگم سیل

• مایع پرکن (Fill Fluid)

• لوله مویین (Capillary) یا ساختار نصب مستقیم

زمانی که فشار فرآیندی بر سطح دیافراگم اعمال می‌شود، نیروی حاصل از طریق مایع پرکن به المنت حساس ابزار منتقل می‌شود. بر اساس اصل پاسکال، این انتقال بدون افت فشار انجام می‌گیرد و ابزار مقدار واقعی فشار را نمایش می‌دهد.
به این ترتیب، دیافراگم سیل امکان اندازه‌گیری دقیق فشار را حتی در محیط‌های سخت فرآیندی فراهم می‌کند.

کاربرد

دیافراگم سیل‌ها در صنایع مختلف برای محافظت از ابزار اندازه‌گیری فشار به کار می‌روند. برخی از کاربردهای اصلی آن عبارتند از:

• سیالات خورنده: جلوگیری از تماس ابزار با مواد خورنده یا اسیدی

• سیالات لزج یا دارای ذرات جامد: پیشگیری از گرفتگی ورودی ابزار فشار

• سیالات با تمایل به جامدشدگی: مناسب برای موادی که مستعد انجماد، کریستالیزه شدن یا پلیمریزاسیون هستند

• دمای بالا یا پایین: حفاظت ابزار در برابر دماهای خارج از محدوده مجاز

• فرآیندهای بهداشتی: استفاده از دیافراگم سیل بهداشتی (Sanitary) در صنایع غذایی و دارویی برای جلوگیری از تجمع باکتری

• نصب از راه دور: در مواقعی که محل نصب ابزار مناسب نیست، از دیافراگم سیل با لوله مویین استفاده می‌شود

• جایگزینی ستون مایع (Wet Leg): به‌ویژه در اندازه‌گیری سطح مخازن تحت فشار

• فرآیندهای دارای نفوذ هیدروژن: در این حالت، استفاده از دیافراگم با پوشش طلا برای جلوگیری از نفوذ H⁺ توصیه می‌شود

ملاحظات عملکردی

انتخاب و نصب صحیح دیافراگم سیل تأثیر مستقیمی بر عملکرد سیستم دارد. موارد زیر باید در طراحی و انتخاب آن در نظر گرفته شوند:

حجم سیستم

هرچه حجم مایع پرکن کمتر باشد، تأثیر دما و نصب کمتر خواهد بود. توصیه می‌شود طول لوله‌های مویین تا حد امکان کوتاه باشد و در ابزارهای تفاضلی (DP) از طول‌های برابر استفاده شود.

اثر نصب

تغییر فشار ناشی از ستون مایع پرکن در اثر تغییر دمای محیط می‌تواند باعث خطا در اندازه‌گیری شود. باید از نصب صحیح و ایزوله‌سازی حرارتی مناسب اطمینان حاصل شود.

جابجایی صفر (Zero Shift)

در کاربردهای سطح‌سنجی، وزن مخصوص مایع پرکن و سیال فرآیندی و همچنین محدوده ترانسمیتر باید به‌طور دقیق تنظیم گردد.

اثر دما

تغییرات دما باعث تغییر حجم و چگالی مایع پرکن می‌شود. بنابراین انتخاب مایع پرکن مناسب برای دیافراگم سیل اهمیت بالایی دارد.

ویژگی‌های دیافراگم

قطر، ضخامت و جنس دیافراگم در پاسخ‌دهی سیستم مؤثرند. هرچه قطر دیافراگم بزرگ‌تر باشد، حساسیت و انعطاف‌پذیری افزایش می‌یابد.

انتخاب مایع پرکن مناسب

ویژگی‌هایی مانند چگالی، ویسکوزیته، ضریب انبساط حرارتی و فشار بخار مایع پرکن باید متناسب با شرایط فرآیند انتخاب شود.
مایعات متداول در دیافراگم سیل عبارتند از:

• روغن سیلیکون

• گلیسیرین

• روغن‌های گیاهی

• مایعات مخصوص کلر و اکسیژن (هالوکربن®)

• روغن‌های مقاوم تا دمای 420°C برای کاربردهای دمای بالا

جمع‌بندی

کمیکال سیل یکی از تجهیزات کلیدی در سیستم‌های اندازه‌گیری فشار است که نقش مهمی در افزایش دقت، ایمنی و دوام ابزار دارد. انتخاب صحیح نوع دیافراگم، متریال و مایع پرکن متناسب با شرایط فرآیند، از بروز خطاهای اندازه‌گیری و آسیب به تجهیزات جلوگیری می‌کند.
به‌کارگیری دیافراگم سیل در صنایع شیمیایی، غذایی، دارویی و نفت و گاز، تضمین‌کننده اندازه‌گیری دقیق و مطمئن فشار فرآیندی است.