압력계와 압력 스위치

압력계와 압력 스위치

압력계와 압력 스위치 소개

압력계와 압력 스위치는 플랜트에서 가장 자주 사용되는 장비입니다. 그러나 보통 대량으로 설치가 들어 가기 때문에 오래된 플랜트나 설비 라인에서 많은 수의 압력계와 스위치가 사용 불가능해지는 일은 흔하게 일어납니다. 이 때문에 압력계와 압력 스위치는 각 장비 별 신뢰성이 손상되지 않도록 유지관리에 주의를 기울여야 합니다. 플랜트가 고장난 압력 스위치로 작동되는 경우 플랜트의 안전에 문제가 발생할 수 있기 때문에 적절한 유지 보수 관리는 매우 중요합니다. 그와 반대로 압력계에 결함이 있는데도 플랜트가 안전하게 작동된다면 이는 그 장소에 압력계가 설치 될 필요가 별로 없었다는 뜻입니다. 그러므로 훌륭한 프로세스 장비 설계의 목표는 더 적은 수로 적재적소에 더 신뢰할 수 있는 압력계와 압력 스위치를 설치하는 것입니다. 

플랜트에서 압력계의 숫자를 줄일 수 있는 한가지 방법은 습관적으로 압력계를 설치(모든 펌프의 배출구마다 압력계를 설치)하는 일을 중단하는 것입니다. 그 대신 각 장비 별로 개별적으로 압력계가 필요한지 여부를 검토하여야 합니다. 검토 중에 “이 압력계에 나타난 수치로 무엇을 할 것인지”에 대한 질문을 하여야 하며 그러한 질문에 타당한 답을 할 수 있을 때에만 압력계를 설치하여야 합니다. 압력계가 펌프가 작동 중임을 나타내는 것밖에 못한다면 그러한 것은 직접 듣고 봐도 알 수 있으므로 그 압력계는 필요가 없는 것입니다. 압력계가 프로세스의 압력(또는 압력 감소)을 나타내는 경우 그러한 정보는 작업자가 해당 정보를 가지고 어떤 작업(필터 세척과 같은)을 수행할 수 있을 때에만 가치가 있는 것이며 그렇지 않으면 그 압력계는 쓸모가 없습니다. 압력계에 대한 기술시방에 이런 마음가짐으로 접근한다면 사용되는 압력계의 숫자는 줄어들 것입니다. 플랜트가 더 적은 수의 더 뛰어난 압력계를 사용한다면 신뢰성은 올라갈 것입니다. 

압력계 설계

보다 더 현장에 적합한 압력계를 위해 액체 충진 압력계, 차압계, 이중 계기 압력계 등 다양한 설계가 적용된 압력계를 이용할 수 있습니다. 
압력계와 압력 스위치가 고장 나는 흔한 두 가지 이유는 배관 진동과 물의 응축입니다. 간단히 말하자면, 추운 날씨에 물이 얼면 압력계 덮개를 얼려서 손상시킬 수 있습니다. 그림 1은 전통적인 압력계와 좀 더 신뢰할 수 있는 액체 충진 압력계 모두를 설명하고 있습니다. 전통적인 압력계의 복잡한 연결, 중심축 그리고 피니언은 응축과 진동 모두에 민감합니다. 액체 충진 압력계는 가동부가 적을 뿐만 아니라 덮개가 점성 기름으로 채워져 있기 때문에 더 긴 수명을 가집니다. 이러한 기름 충진은 눈금의 진동을 약화시킬 뿐만 아니라 습한 공기가 침입할 수 있는 공간을 두지 않기 때문에 유용합니다. 그 결과 수분이 응결 및 축적되지 않습니다. 
이 외에도 보다 더 뛰어난 성능을 위한 압력계의 기능 설계로 더 나은 가시성을 위한 디스플레이, 디지털 판독, 대기 온도 변화를 바로잡기 위한 온도 보상, 차압 측정용 차압계, 그리고 동일 계기 상에 이중 압력 표시를 위한 이중 압력계와 같이 다양한 압력계가 제공 되고 있습니다. 압력계는 정밀도에 따라 4A 등급(0.1% 범위의 허용 오류율)에서 D등급(오류율 5%)으로 분류됩니다. 

보호장치 부속품

가장 확실한 압력계 부속품은 압력계와 프로세스 사이의 차단 밸브(그림 5-2)이며 이는 제거 또는 유지관리 작업을 수행하면서 차단할 수 있게 해줍니다. 두 번째 밸브는 종종 다음의 두 가지 이유 중 하나 때문에 추가됩니다: 기포(증기와 같은) 내의 응축액 제거 또는 외부 압력원에 대한 교정을 가능하게 하기 위한 더 나은 정확도. 

기타 부속품에는 증기 작업 중에 온도 손상으로부터 압력계를 보호하는 배관 코일 또는 수관(그림 5-2A), 압력 충격과 평균 압력 변동 모두를 흡수할 수 있는 방진기 또는 맥동 감쇠기(그림 5-2B)가 있습니다. 동결 방지가 필요하다면 압력계는 증기 또는 전기 보온에 의하여 가열되어야 합니다. 화학 씰(그림 5-2C)은 압력계를 점성물질 또는 슬러리에 잠기지 않도록 해주고 부식성, 유해성 또는 독성 프로세스 물질이 센서에 닿지 못하게 합니다. 이들은 또한 프로세스 유체가 얼거나 센서의 막힌 구멍에서 젤화되지 않도록 막아줍니다. 씰은 다이어프램을 프로세스와 압력계 사이에 위치시켜 압력계를 보호합니다. 압력계와 다이어프램 사이의 공간은 안정적인 저 열팽창, 저 점도 그리고 비 부식성 유체로 채워집니다. 고온 적용분야의 경우 나트륨칼륨 혼합물이 종종 사용됩니다. 상온에서는 글리세린과 물의 혼합물이, 낮은 온도에서는 에틸 알코올, 톨루엔 또는 실리콘 기름이 사용됩니다. 

화학 씰이 모세관에 의하여 압력계에 연결된 경우 압력계는 작업자의 시야 향상을 위하여 위치될 수 있습니다. 정확도를 유지하기 위하여 모세관은 과도한 온도에 노출되지 않아야 하며 길이는 7.5m(25피트)를 넘지 않아야 합니다. 화학 씰 그 자체는 오프라인, “병류”형 자동세척, 확장 씰 요소 또는 플랜지 사이를 채우는 웨이퍼 요소의 네 가지 디자인 중 한가지면 됩니다. 

저압(Low Pressure, 50 psig, 350 kPa 아래) 측정 또는 진공 측정 시에는 (구멍을 막고 있는 유체에 용해된 기체 버블이 용액 외부로 나올 수 있으므로) 화학 씰 내부 다이어프램의 스프링 비율은 측정 오류를 초래할 수 있습니다. 그러한 이유로 압력 리피터가 종종 그러한 환경의 씰보다 선호됩니다. 압력 리피터는 0.1%에서 1% 범위의 정확도와 0-5 mm Hg에서 0-50 psia(0-0.7에서 0-350 kPa)까지의 절대 압력 범위로 제공됩니다. 

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산업용 특수 무브먼트 압력계 
OMEGA의 산업용 압력계 제품라인의 뛰어난 신뢰성은 주로 OMEGA 고유의 스프링 서스펜디드 무브먼트(Suspended Movement) 덕분입니다. 전체 움직임은 두 스프링 사이에서 정지되며 부르동관이 위에 링크는 아래에 위치하게 됩니다. 마모부품은 최소한으로 줄였습니다. 추가로 이러한 움직임을 위한 부품들은 긴 제품수명을 보장하기 위하여 초음파 세척되고 실리콘 기름으로 윤활처리 되었습니다. 
OMEGA의 스프링 서스펜디드 무브먼트(Spring Suspended Movement)는 충격, 맥동 그리고 진동의 효과에 높은 저항력을 가집니다. 그 결과 압력계의 수명이 길어집니다. OMEGA의 상업용 압력계를 위한 다양한 적용분야는 펌프 상 설치, 휴대용 압축기, 산업기계, 유압식 및 공압식 시스템, 장비 그리고 압력용기와 같이 다양한 산업 압력분야 전반입니다. 이러한 구조는 기계적 충격 및 진동에 대한 높은 저항력을 가지므로, 산업 가혹환경에서도 압력계의 수명은 길어집니다.

범용 압력계 
OMEGA 범용 압력계 제품라인의 압력계 구동 시스템은 표준 316 SS 부르동 관 시스템이며 이는 일정한 반복성과 압력 변동에 대한 반응을 위한 정밀 허용치로 제작되었습니다. 
정확도의 지속과 뛰어난 인식률은 OMEGA 범용 압력계가 가진 중요한 사용자 특성입니다. 다양한 산업 적용분야의 요구사항을 충족하는 범용 압력계는 증기 보일러나 기타 압력용기, 펌프와 압축기, 다양한 유형의 산업기계, 화학, 정유화학 그리고 복합 프로세스 산업, 발전 플랜트, 펄프와 종이공장 모두에서 사용 가능합니다. 
모든 압력계 부품은 잘못된 적용을 방지하기 위하여 노출되는 매개체와 상온 작동 환경을 직접 확인 하신 후에 선택하시기 바랍니다. 부적절한 적용은 압력계에 손상을 입혀 고장을 일으키거나 인명 피해 또는 재산상의 손해를 초래할 수 있으므로, 사용환경에 맞는 압력계 선택이 가장 중요합니다.

스테인리스 스틸 산업용 압력계 
OMEGA의 PGM 시리즈 압력계는 화학, 정유화학, 정제, 발전, 해양 및 식품과 의약품 가공 분야의 부식성 환경에 적합합니다. PGM 시리즈는 63 mm (21.2") 또는 100 mm (4")의 케이스와 함께 제공되며 전체 구조가 스테인리스 강으로 이루어져 있고 IP65에 따른 환경보호를 특징으로 합니다. 
PGM 시리즈는 또한 현장에서 액체를 채울 수 있습니다. 액체가 채워진 압력계는 특정 적용분야에서 여러 가지 장점을 제공합니다. 펌프, 압축기 및 기계장비 등과 같이 과도한 진동과 맥동이 발생할 수 있는 장비에 사용하는데 있어서 적합합니다. 액체를 채우면 이러한 가혹한 환경의 영향을 최소화하고 압력계 내부를 보호하며 메커니즘에 지속적인 윤활효과를 주어 제품 수명을 증가시켜 줍니다. 액체를 채우면 부식성 환경으로부터 압력계 내부를 훨씬 더 잘 보호할 수 있습니다. 압력계는 글리세린, 광물성 기름 그리고 실리콘 기름을 포함하는 다양한 유체로 채울 수 있습니다.

산업 공정용 압력계 
이러한 압력계는 공장에서 가장 보편적으로 사용되는 형태입니다. 프로세스 압력 모니터링을 위하여 전세계적으로 수천 개의 제품이 설치되어 있습니다. 진공에서 화합물에 대하여 그리고 20,000 psi (1380 bar)의 범위까지 사용 가능합니다. 밀폐 씰은 뛰어난 보호성능과 효율성을 제공합니다.

T형: 모넬금속 사용, 고정밀 압력계 
전 산업분야에 걸쳐 장비 상점, 모든 유형의 플랜트 그리고 시험기관에서 사용하도록 설계된 높은 정확도를 가진 압력계입니다. 대부분의 제품이 전체 범위 대비 0.25%의 지속적인 정확도를 제공합니다. 성능, 신뢰성 그리고 정밀 측정은 지속적인 정확도와 연계되어 수많은 테스트 압력계 적용분야에서의 요구를 충족합니다. 
이 압력계는 시험 측정, 생산검사 그리고 범용 압력계의 정확도 검증에 있어 종종 마스터 기준 압력계로 사용됩니다. 시차 오류 방지를 위한 눈금 반사용 스테인리스 강 미러링을 갖추고 있습니다. 이러한 미러의 표면은 어떠한 위치에서도 눈금을 반사하며 압력계가 높은 정확도로 인식할 수 있게 해줍니다.

차압계 (차동 압력 게이지) 
차압계는 두 가지 다른 압력 입력 간의 차이를 나타내는 견고한 산업용 압력계입니다. 차동 범위는 하나의 입력이 언제나 나머지 하나보다 더 높은 압력에 위치하는 적용분야에서 최대 분해능을 제공합니다. 하나의 입력이 나머지 하나보다 높거나 낮아질 수 있는 경우에는 양방향 차동 범위가 사용되어야 합니다. 
오메가 PGD 시리즈는 두 개의 독립된 부르동관으로 구성되어 있습니다. 반대편 부르동관은 직접 압력 인식을 위하여 눈금을 회전시키는 단일 피니언 기어에 연결됩니다. 두 개의 독립된 부르동관을 사용하여 압력계는 두 포트 중 하나 또는 두 포트를 모두에서 액체나 기체를 처리할 수 있습니다.

액체 충진 압력계 
오메가의 PGUF 시리즈 액체 충진식 압력계는 펌프, 압축기, 유압식 시스템, 기계장비 그리고 정유가공장비와 같은 폭넓은 적용분야에서 사용하도록 설계되었습니다. 고 충격 및 진동 적용분야에 있어 PGUF는 현장에서 액체를 충전하여 압력계 눈금의 움직임을 완화시킬 수 있습니다. 
PGUF 시리즈 액체 충전 압력계는 (PSI/BAR) 0-30/2, 60/4, 100/7, 160/11, 300/20, 600/40 및 1000/70의 범위로 제공됩니다. 63 mm (21.2") 크기의 압력계 또한 2000/140 및 3000/200의 범위로 제공됩니다. 정확도 등급은 ± 2.5%의 범위입니다. 압력계는 부식에 저항을 가진 304 스테인리스 강 케이스와 링 그리고 내구성이 높은 폴리카보네이트 창을 특징으로 합니다. 인광체의 황동 무브먼트의 청동 부르동관, 소켓 및 NPT 연결이 표준입니다. PGUF 압력계는 중앙 뒤편 또는 낮은 쪽에 NPT 연결부가 장착된 38 mm (11.2"), 50 mm (2") 및 63 mm (21.2")의 디자인으로 사용 가능합니다.