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Jul 01, 2023

Calibração em campo de medidores de vazão DP: melhores práticas

1º de outubro de 2021 | Por Ned Espy e Roy Tomalino, Beamex Melhor compreensão da operação do medidor de vazão de pressão diferencial (DP), juntamente com as melhores práticas de calibração, reduz erros de manutenção

1º de outubro de 2021 | Por Ned Espy e Roy Tomalino, Beamex

Melhor compreensão da operação do medidor de vazão de pressão diferencial (DP), juntamente com as melhores práticas de calibração, reduz erros de manutenção

Utilizar uma placa de orifício instalada em uma tubulação e medir com precisão a pressão diferencial (DP) para calcular a vazão é um dos métodos mais comuns nas indústrias de processos químicos (CPI) (Figura 1). A tecnologia DP é única entre as tecnologias de medição de vazão porque a relação entre a vazão é a raiz quadrada da pressão de entrada. Este fenômeno apresenta alguns desafios tanto para os fornecedores que fornecem transmissores DP quanto para os técnicos que precisam calibrar esses transmissores.

Figura 1. Os medidores de vazão de pressão diferencial (DP) medem a velocidade dos fluidos lendo a perda de pressão através de uma constrição de tubo, como uma placa de orifício como a mostrada aqui

Embora a nova tecnologia disponível para medir o fluxo possa fornecer resultados surpreendentes, e a medição do fluxo por pressão diferencial seja amplamente utilizada em muitos setores industriais, o uso e a calibração adequados desses instrumentos continuam importantes (Figura 2). Uma melhor compreensão dos fundamentos da tecnologia de medição de vazão DP, juntamente com o conhecimento sobre as melhores práticas sugeridas para calibração, ajudará a minimizar erros de manutenção e de calibração em campo.

Figura 2. Seguir as melhores práticas para calibração de medidores de vazão DP permite que as plantas aproveitem os recursos das novas tecnologias de medição de vazão

Na medição de vazão DP, obter um resultado preciso envolve mais do que simplesmente medir a pressão e calcular a saída. A precisão de uma medição de vazão DP é baseada em todo o sistema de medição de vazão, incluindo o seguinte: trechos retos (a montante e a jusante); elemento de fluxo (placa de orifício em bom estado); e transmissor (considere “corte de fluxo baixo” e pontos de teste adequados).

Um “curso reto” dentro da tubulação a montante da placa de orifício é necessário para um fluxo de fluido homogêneo e estável através da placa. Da mesma forma, uma “corrida direta” a jusante também é necessária. A placa de orifício em si deve estar limpa, com arestas vivas e sem distorções – a inspeção do elemento deve ser realizada para verificar se está em boas condições. A montagem da placa em si deve ser realizada com cuidado para garantir uma medição repetível. Supondo que esses componentes físicos sejam suficientemente abordados, o foco pode mudar para a revisão da calibração do transmissor DP para garantir que esteja preciso.

Normalmente, um transmissor de pressão opera em modo linear de zero a 100% (por exemplo, no nível de pressão de entrada de 50%, a saída é 50% ou 12 mA).

No entanto, um transmissor DP opera em modo de raiz quadrada. Um método comum para verificar se um transmissor DP está operando no modo raiz quadrada é procurar uma saída de 50% (12 mA) quando a pressão de entrada for 25% da faixa, usando a relação mostrada aqui:

√0,25 (entrada) = 0,50 (saída) -ou- 0,25 (entrada) = 0,50 2 (saída)

Tenha em mente que o cálculo da raiz quadrada às vezes é feito no DCS com o transmissor programado em modo linear. Portanto, certifique-se de que a raiz quadrada não seja calculada duas vezes: uma vez no transmissor e novamente no DCS. Verifique nesse cenário se os números não estão somando.

Uma outra questão a considerar é quando há condições de baixo fluxo. Quando a vazão cai abaixo de 10% da faixa de saída de um transmissor (5,6 mA), a pressão de entrada se torna tão baixa (menos de 1% da faixa) que qualquer pequena alteração ou ruído na entrada de pressão é amplificado por um fator de 10 ou mais. Devido a esta característica, a medição da vazão DP não é precisa abaixo deste nível (Figura 3). Dito de outra forma, a saída aumenta muito mais rapidamente nos 0 a 1% iniciais da entrada e o sinal é muito instável. Esta situação é “inimiga” do técnico – nenhuma calibração de qualidade pode ser realizada neste caso.