بسیاری از ترانسمیترهای فشار در سیستم های قدرتی که با مایع کار می کنند (سیستم هیدرولیکی)، قربانی اضافه بارهای کوتاه مدت فشار می شوند – که معمولاً افزایش ناگهانی فشار نامیده می شوند. اگر این افزایش ناگهانی شدید باشد، ممکن است یک تغییر صفر دائمی و مثبت در خروجی ترانسمیتر فشار ایجاد کند.
پس از بررسی این افزایش های ناگهانی، یک روش آزمایشگاهی برای تعیین میزان افزایش ناگهانی واقعی فشار ایجاد گردید که علت خرابی تجهیزات در محیط کاری را نشان دهد. این روش نشان می دهد که افزایش های ناگهانی فشار چندین برابر فشار اسمی می تواند در یک سیستم رخ دهد.
با استفاده از این روش، به عنوان مثال مشخص شد که دو ترانسمیتری که توسط یکی از کاربران برای بررسی خرابی بازگشته داده شده بودند، تحت فشار ۱۹۵۰۰ و ۲۱۵۰۰ psi قرار گرفته اند. کاربر به سختی می توانست نتیجه گیری ها را بپذیرد. این سیستم شامل سوپاپ های کمکی مناسب و یک جک هیدرولیکی (cushioned hydraulic ram) بود که فشار کاری آن تنها ۱۳۵۰ psi بود. وقتی به کاربر گفته شد که فشار ۱۴٫۴ و ۱۵٫۹ برابر فشار سیستم رخ داده است، این موضوع برایش قابل باور نبود.
برای حل این مشکل، یک اسیلوسکوپ ذخیره کننده دیجیتال و یک دستگاه ضبط دیسک به کارخانه کاربر برده شد تا سیستم های هیدرولیکی ماشین های ریخته گری را که ترانسمیتر فشار در آن ها خراب شده بود، آزمایش کردند. دستگاه ضبط دارای عملکرد راه اندازی خودکاری بود که امکان اندازه گیری با وضوح usec/point ۰٫۵ را فراهم می کرد. نتایج آزمایش افزایش ناگهانی فشار ۵۵۰۰ تا بیش از ۲۰۰۰۰ psi را نشان داد. در طول دوره آزمون فشار کار بین ۱۲۵۰ تا ۱۳۵۰ psi حفظ شد.
آزمایش های مشابهی روی ماشین های قالب گیری تزریقی در دانشگاه لاول، ماساچوست انجام گردید. بسته به محل تست سیستم هیدرولیک ماشین، افزایش های ناگهانی فشار ۴ تا بیش از ۲۰ برابر فشار حالت مشاهده شد. پهنای پالس تقریبا ۰٫۲۵ میلی ثانیه بود – مشابه آنچه در دستگاه های ریخته گری مشاهده شده بود.
نتایج آزمایش ها
این آزمایش ها و آزمایشاتی که شش ماه بعد در همان مکان انجام شد، نتایج زیر را حاصل کرد:
- افزایش های ناگهانی فشار در سیستم های هیدرولیک رخ می دهد. شدیدترین آنها به دلیل تغییرات سریع در جریان سیستم ایجاد می شود که می تواند توسط اجزایی مانند پمپ ها، پیستون ها، جک ها، سوپاپ ها و دستگاه های کنترل ایجاد شوند.
- هوای محبوس شده در سیال هیدرولیک، اندازه افزایش های ناگهانی فشار را افزایش می دهد. پاکسازی هوا از سیستم می تواند مقادیر ماکزیمم را تا ۶۰ درصد کاهش دهد.
- افزایش ناگهانی فشار بیش از ۲۰۰۰۰ psi را می توان در سیستمی با فشار کاری اسمی تنها ۱۳۰۰ psi تجربه کرد.
- مدت زمان معمول پالس افزایش ناگهانی فشار حدود ۰٫۲۵ میلی ثانیه است. اکثر سوپاپ های ایمنی، اجزای کاهش فشار و دوشاخه های انفجاری نمی توانند به چنین تغییرات لحظه ای و گذرایی پاسخ دهند.
- بزرگی افزایش ناگهانی منتقل شده به ترانسمیتر بستگی به موقعیت آن در سیستم دارد.
- اسنابرهای فشار به شکلی موثر مقدار افزایش های ناگهانی را که ترانسمیتر باید تحمل کند، کاهش می دهند. ضربه گیرها، شوک ها و پالس هایی را که به گیج های فشار آسیب می رسانند، متوقف یا جذب می کنند.
توصیه ها درباره افزایش ناگهانی فشار و خرابی ترانسمیتر فشار
توصیه های زیر به عنوان راهنمای انتخاب، نصب و محافظت از ترانسمیتر ها در سیستم هایی که فشارهای گذرای شدیدی را تجربه می کنند، در نظر گرفته شده است.
- هنگام تعویض ترانسمیتری که قبلاً در اثر افزایش ناگهانی فشار آسیب دیده است، از یک ترانسمیتر با بالاترین محدوده فشار استفاده کنید. به عنوان مثال، ترانسمیتر ۲۵۰۰ psi آسیب دیده را با یک مدل ۳۰۰۰ یا ۵۰۰۰ psi جایگزین کنید.
- قبل از راه اندازی سیستم، هوا را از سیستم هیدرولیک خارج کنید.
- از حداقل طول لوله کشی بین ترانسمیتر و نقطه اندازه گیری فشار استفاده کنید. هنگام اندازه گیری فشار ورودی جک، ترانسمیتر فشار را تا حد امکان نزدیک به ورودی جک نصب کنید.
- از نصب ترانسمیتر در انتهای لوله های مستقیم و طولانی خودداری کنید.
- زیانبارترین افزایش های ناگهانی با تغییر سریع سرعت جریان سیستم ایجاد می شوند. در صورت توقف جریان توسط شیرهای برقی جریان سریع، افزایش فشار می تواند بسیار زیاد باشد. در صورت امکان، سرعت بسته شدن سوپاپ ها را کاهش دهید تا پالس ضربه را کاهش داده یا حتی از بین ببرید. این امر در مورد همه کنترل های جریان سریع اعمال می شود.
- برای جلوگیری از افزایش ناگهانی فشار، یک اسنابر فشار با اندازه مناسب را روی ترانسمیتر فشار یا در نزدیکی آن نصب کنید.
