8 ragioni per scegliere i trasduttori di pressione a cella ceramica

    La misura di pressione è uno delle variabili di processo più utilizzate per la regolazione e controllo.

    ceramica

    La tecnologia di pressione è versatile poiché consente di misurare anche il livello, la densità e l’interfaccia e gli utenti possono scegliere il materiale della cella di misura che meglio si adatta ai loro processi a seconda della gamma di misura, della temperatura di processo, dei requisiti igienici, ecc. La cella più popolare è quella metallica, ma la cella ceramica sta emergendo come miglior materiale per misurare liquidi corrosivi in ​​applicazioni impegnative. Le celle ceramiche sono relativamente nuove al mercato e gli operatori potrebbero non essere ancora consapevoli dei loro vantaggi.

    1. RESISTENZA ABRASIVA

    Per natura, la ceramica è resistente all’abrasione. La matrice stretta e densa del materiale rende il diaframma ceramico 10 volte più duro dell’acciaio inossidabile. Questa caratteristica è vantaggiosa soprattutto per gli ambienti aggressivi, come ad esempio miniere e produzione di carta. In queste applicazioni, il materiale di processo intacca spesso le membrane  misura, danneggiandole. Ciò non avviene con le membrane in ceramica perché i graffi sulla superficie non lasciano segni, incisioni o solchi. Se nel tempo il prodotto aderisce sulla cella ceramica, gli operatori possono semplicemente pulirla, anche con oggetti metallici, senza danneggiare la cella. Proprio per questo questa tecnologia è adatta anche per l’utilizzo nei fanghi che tendono a distruggere i diaframmi metallici

    2. CELLE A SECCO PIU’ DURATURE

    Le celle ceramiche sono note come celle a secco, il che significa che non utilizzano olio di riempimento per misurare la pressione. Nei sensori di pressione tipici, questo olio agisce come mezzo di trasmissione per spostare la pressione dal diaframma alla cella di misura dietro. Per consentire il trasferimento dell’olio, il metallo utilizzato per i diaframmi è sottile e fragile, comportando quindi una rapida usura e rottura della cella stessa. Quando i diaframmi metallici cedono, l’olio contamina il materiale di processo e gli utenti potrebbero dover scartare un intero lotto di produzione.  Ancor peggio per gli utenti, è quando non sono consapevoli dell’accaduto, e quindi si ha la contaminazione del processo contaminato, oltre a uno strumento non più utilizzabile.

    Al contrario, le celle ceramiche utilizzano un principio capacitivo per misurare la pressione e non si basano sull’olio per variare il valore della stessa. Ciò significa che il materiale a contatto con il prodotto non è più sottile e quindi che il processo non sarà mai contaminato con olio di riempimento. Ciò elimina il rischio di sprecare un intero lotto di produzione e di sostituire i sensori di pressione danneggiati. Inoltre, l’assenza dell’olio di riempimento permette di lavorare a temperature più alte  anche quando si lavora sottovuoto, ad esempio in una colonna di distillazione o in un serbatoio di separazione. Una cella che lavora a secco è una cella affidabile e duratura.

    3. RIDUZIONE DELLA PERMEAZIONE DELL’IDROGENO

    Quando le molecole di idrogeno penetrano attraverso i diaframmi metallici, si bloccano e reagiscono con l’olio di riempimento. Questa reazione provoca un’espansione che provoca un aumento del valore di pressione. Per minimizzare la permeazione dell’idrogeno, i diaframmi metallici sono di solito ricoperti di una pellicola d’oro o di un altro materiale denso e flessibile. Ciò può rallentare la permeazione  di molecole di idrogeno dal processo all’ olio dietro il diaframma, ma il trasferimento alla fine avviene comunque. La struttura densa di una cella ceramica rallenta la permeazione delle molecole di idrogeno e poiché non è presente alcun riempimento di olio dietro il diaframma, con le membrane ceramiche non si verifica alcun effetto sulla lettura della pressione. Nelle misure di pressione, la ceramica vale più dell’oro.

    4. DERIVA MINIMA

    La deriva di misura è l’offset graduale della cella dopo cicli di misurazione. Nel tempo, la deriva del sensore di pressione aumenta riducendo l’accuratezza e l’affidabilità della misura. La deriva delle celle metalliche è molto veloce, proprio per questo  gli operatori devono necessariamente eseguire periodicamente una correzione di offset per avere una misura affidabile.

    Le membrane ceramiche sono prive di deriva perché sono limitate nel movimento, quindi sono poco soggette a manutenzione. Ciò significa che cicli ripetitivi e estremi di temperatura hanno un effetto minimo sulla vita della membrana.

    5. MINIMI PROBLEMI DI COMPATIBILITA’ CON IL PRODOTTO

    Al contrario delle membrane metalliche, le celle ceramiche sono compatibili con la maggior parte dei materiali di processo. La struttura densa della ceramica, la rende il materiale ideale per molti  processi perché non è soggetto alla corrosione come il metallo. Spesso è necessario utilizzare delle leghe particolari e costose per alcune applicazioni nel settore chimico, ad esempio il cloro, mentre la ceramica è compatibile con la maggior parte delle sostanze chimiche.

    6. ELEVATA RESISTENZA AL SOVRACCARICO

    Esercitando una pressione elevata sulla membrana, il diaframma si estende sulla sua base oltre la soglia nominale. Quando questa pressione viene rimossa, il diaframma della cella torna alla sua posizione originale e al funzionamento corretto senza alcuna necessaria ricalibrazione. Ciò significa che la cella può gestire sovrapressioni elevate al di là del suo campo scala, senza danni permanenti o offset. La protezione da sovraccarico varia da membrana a membrana.

    7. USCITA DI TEMPERATURA

    Gli strumenti a membrana ceramica sono in grado di eseguire la misurazione della temperatura del prodotto da misura, che può essere emessa come una variabile HART digitale standard o assegnata come uscita principale o secondaria del 4-20 mA. Questa misura supplementare permette agli utenti di non acquistare un ulteriore dispositivo di temperatura nel processo. È importante notare che questo valore di temperatura è di solito utilizzato internamente per la compensazione degli shock termici e non è disponibile per la compensazione a processo.

    8. RILEVAMENTO DI PICCOLE VARIAZIONI DI PRESSIONE

    Per rilevare un cambiamento di pressione con una membrana metallica, l’olio di riempimento deve muoversi attraverso un diaframma. Ciò vale anche quando l’intervallo di misura è piccolo, esempio 25 millibar. Questa breve distanza richiede un diaframma molto grande per registrare il cambiamento di pressione. Tuttavia, aumentare la dimensione di un diaframma metallico è rischioso, perché le celle metalliche quando più grandi sono più deboli diventano e si danneggiano velocemente. Con la membrana ceramica, in assenza di olio di trasferimento, piccoli cambiamenti possono essere rilevati senza alterare le dimensioni del trasmettitore di pressione.

    CONCLUSIONI

    Ciò detto, non vuol dire che gli utenti devono sostituire tutti i vecchi sensori con le nuove membrane ceramiche. Le celle di misura metalliche sono un’ottima soluzione per molte applicazioni. Se un operatore pensa, “non ho mai avuto un problema con il mio sensore di pressione a membrana metallica”, è fantastico. Se la cella metallica funziona con continuità, non ci sono motivi per cambiare nonostante l’evoluzione di materiali. Tuttavia, prendendo in considerazione i benefici della ceramica, si possono trarre alcune conclusioni, e gli utenti possono  valutare la sostituzione degli strumenti a pressione con celle di misura in ceramica per molte applicazioni critiche.

    La resistenza all’abrasione della ceramica e la struttura densa la rendono una soluzione logica per applicazioni abrasive ed estreme, tra cui fanghi, miniere e per misurare prodotti corrosivi. L’elevata resistenza al sovraccarico e alla temperatura della ceramica permettono la misura in condotte, misure con variazioni di temperatura, livello in recipienti pressurizzati e la depressione nelle colonne di distillazione. In molte applicazioni difficili, la migliore soluzione da utilizzare è certamente quella ceramica

    Didascalie:

    1. VEGABAR 82, il sensore a membrana ceramica ideale per il 90% delle applicazioni di processo
    2. La cella ceramica è resistente all’abrasione ed è l’ideale per molte applicazioni difficili
    3. La cella ceramica con doppia guarnizione ha importanti caratteristiche di resistenza chimica, e  rappresenta la soluzione ideale ed economica per molte applicazioni con materiali chimici aggressivi.
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