Po zbadaniu tych końcówek opracowaliśmy metodę laboratoryjną do określenia wielkości rzeczywistego szczytu ciśnienia, który spowodował przemieszczenie i awarię czujnika. Rzeczywiście, testy te potwierdziły, że w układzie może wystąpić wiele wzrostów ciśnienia w porównaniu z ciśnieniem nominalnym. Dzięki tej metodzie odkryliśmy na przykład, że dwa czujniki zwrócone przez jednego z naszych użytkowników po zbadaniu w laboratorium analizy usterek były narażone na szczyty ciśnienia odpowiednio 19 500 i 21 500 psi.
Po zbadaniu tych końcówek opracowaliśmy metodę laboratoryjną do określenia wielkości rzeczywistego szczytu ciśnienia, który spowodował przemieszczenie i awarię czujnika. Rzeczywiście, testy te potwierdziły, że w układzie może wystąpić wiele wzrostów ciśnienia w porównaniu z ciśnieniem nominalnym. Dzięki tej metodzie odkryliśmy na przykład, że dwa czujniki zwrócone przez jednego z naszych użytkowników po zbadaniu w laboratorium analizy usterek były narażone na szczyty ciśnienia odpowiednio 19 500 i 21 500 psi.
Jednak użytkownik uznał nasze wnioski za trudne do przyjęcia. System testowy obejmował odpowiednie zawory bezpieczeństwa, resorowany tłok hydrauliczny i miał ciśnienie robocze tylko 1350 psi. Kiedy powiedzieliśmy użytkownikowi, że nastąpił 14,4 i 15,9-krotny wzrost ciśnienia w systemie (szczyt ciśnienia), oczywiście nie uwierzył nam.
Aby rozwiązać ten problem, wzięliśmy oscyloskop cyfrowy i rejestrator dyskowy i podłączyliśmy go do systemu klienta. Dzięki temu krokowi byliśmy w stanie zarejestrować wszystkie zmierzone wartości i udowodnić, że system nie działa stabilnie. Rejestrator posiadał funkcję autostartu, która umożliwiała pomiary z rozdzielczością 0,5 mikrosek/punkt. Wyniki testów ujawniły skoki ciśnienia od 5500 psi do ponad 20 000 psi. Chociaż ustawione ciśnienie robocze wynosiło od 1250 do 1350 psi.
Podobne testy przeprowadziliśmy na wtryskarkach na University of Lowell, Lowell, Massachusetts. W zależności od tego, gdzie podłączyliśmy się do układu hydraulicznego maszyny, gdzie znaleźliśmy skoki ciśnienia od 4 do 20 razy większe niż w stanie ustalonym. Szerokość impulsu wynosiła około 0,25 ms - identyczna z szerokością obserwowaną na maszynach klienta.
Wnioski z testów
Wyniki tych testów i innych testów przeprowadzonych sześć miesięcy później w tym samym miejscu doprowadziły nas do kilku wniosków:
• Skoki ciśnienia występują w układach hydraulicznych. Najpoważniejsze są generowane przez szybkie zmiany w przepływie systemu, które mogą być spowodowane przez komponenty takie jak pompy, tłoki, barany, zawory i urządzenia sterujące.
• Uwięzione powietrze w płynie hydraulicznym zwiększyło rozmiar skoków ciśnienia. Oczyszczanie powietrza z systemu może zmniejszyć wartości szczytowe nawet o 60%.
• Szczyty ciśnienia wyższe niż 20 000 psi mogą być generowane w systemie o nominalnym ciśnieniu roboczym wynoszącym zaledwie 1300 psi. • Typowy czas trwania impulsu końcówki ciśnieniowej wynosi około 0,25 ms. Większość zaworów bezpieczeństwa, elementów upustowych i korków wydechowych nie reaguje na tak krótki okres przejściowy.
• Wielkość apeksu przenoszonego do nadajnika zależy od jej lokalizacji w systemie.
• Amortyzatory ciśnieniowe skutecznie zmniejszają rozmiar apeksu, którą czujnik musi wytrzymać. Amortyzatory zatrzymują lub pochłaniają wstrząsy i impulsy, które uszkadzają manometry.
Recommendations
Poniższe zalecenia mają służyć jako przewodnik przy doborze, instalacji i ochronie przetworników w systemach, w których występują silne zmiany ciśnienia.
• Używaj przetwornika o najwyższym praktycznym zakresie ciśnienia podczas wymiany przetwornika już uszkodzonego przez skoki ciśnienia. Na przykład wymień uszkodzony przetwornik 2500 psi na model 3000 lub 5000 psi.
• Odpowietrzyć układ hydrauliczny przed uruchomieniem.
• Należy stosować bezwzględną minimalną długość orurowania między przetwornikiem a punktem pomiaru ciśnienia. Podczas pomiaru ciśnienia wlotowego nurnika, przetwornik należy zainstalować jak najbliżej portu wlotowego nurnika.
• Unikaj instalowania przetwornika na końcu długich, prostych odcinków rur.
• Najbardziej szkodliwe iglice są generowane przez gwałtowne zmiany natężenia przepływu w systemie. Wzrost ciśnienia może być bardzo wysoki, jeśli szybko działające zawory elektromagnetyczne zatrzymują przepływ. Jeśli to możliwe, zwolnij tempo zamykania zaworów, aby zmniejszyć lub nawet wyeliminować impuls uderzeniowy. Dotyczy to wszystkich szybko działających kontroli przepływu.
• Zainstalować odpowiednio dobrany tłumik ciśnienia na lub w pobliżu przetwornika, aby chronić przed skokami ciśnienia