Disseny de selecció de processos i materials per al diafragma de detecció dels transmissors de pressió
La neteja CIP s’utilitza predominantment en aplicacions higièniques, que requereix materials que compleixin els estàndards nacionals d’higiene rellevants. El diafragma de detecció d'untransmissor de pressióEntra en contacte directe amb el medi, necessitant materials que compleixin els requisits d’higiene. La majoria dels fabricants de transmissors de pressió nacionals i internacionals utilitzen 316L com a material de diafragma. 316L ofereix una resistència a la corrosió excel·lent i estable, la tolerància a la temperatura i les propietats de recuperació elàstica. No obstant això, sota canvis ràpids de temperatura, el seu temps de recuperació es prolonga, provocant errors de mesurament importants. A la indústria dels equips de neteja de CIP domèstics, la majoria dels productes dels fabricants s’enfronten a aquest problema, donant lloc al domini dels instruments de control de processos per empreses estrangeres líders. Per solucionar aquest problema, necessitem urgentment trobar solucions viables. A continuació, explorem la viabilitat de dos aspectes: disseny de processos de diafragma i selecció de materials.
Disseny de processos de diafragma:
Com a component de contacte que transmet a la pressió, el diafragma de detecció és normalment ondulat per mantenir l'elasticitat. Hi ha dos mètodes comuns per formar aquestes corrugacions:
1. El diafragma es modelitza primer i després es solditza a la connexió del procés.
2. El diafragma es solda a una connexió de procés ondulat i després es forma a alta pressió.
Independentment del mètode, la deformació durant la formació introdueix tensions internes, cosa que fa que el relleu de l’estrès sigui una part essencial de la fabricació de transmissors. Normalment, l’envelliment de fatiga a alta temperatura s’utilitza per alleujar l’estrès. No obstant això, a causa de les limitacions del procés, la majoria de fàbriques només realitzen un alleujament de l'estrès per sota dels 100 graus, cosa que suficient per als transmissors en condicions de temperatura estables.
Quan s’utilitza en aplicacions de neteja CIP, el diafragma està sotmès a fluctuacions de temperatura ràpida, provocant que les tensions residuals canviïn de manera imprevisible i generen tensions addicionals, provocant inexactituds de mesurament. Per eliminar completament aquestes tensions, calen temperatures més altes i períodes d’envelliment de fatiga més llargues. Els experiments comparatius a llarg termini a diverses temperatures de l’alliberament d’estrès indiquen que els diafragmes de 316L aconsegueixen un alleujament òptim de l’estrès quan se sotmeten a 12+ hores de proves de fatiga tèrmica a 200-300 graus sota buit. Això redueix significativament les desviacions de precisió del transmissor de pressió causades per canvis sobtats de temperatura.
Disseny de materials Exploració per detectar diafragmes:
Les tires bimetàliques utilitzen els diferents coeficients d’expansió tèrmica de dos materials, disposats en una estructura especial per convertir l’expansió/contracció tèrmica en contracció/expansió, contrarestant així els efectes de temperatura. S’utilitzen àmpliament en mesuradors de pressió mecànics amb compensació de temperatura.
Inspirat en això, sitransmissor de pressióEls diafragmes adopten un disseny de materials bimetàlics, els efectes de deformació dels canvis de temperatura ràpids es podrien compensar mútuament, maximitzant la precisió de la mesura. Tanmateix, els fabricants de materials nacionals encara no han d’investigar o aplicar aquest concepte, necessitant una major inversió en materials i aplicacions fonamentals per afrontar els reptes existents.
Actualment, els fabricants estrangers han desenvolupat material de diafragma TEMPC, que té una duresa extremadament baixa. Absorbeix i neutralitza l’impacte o la contracció del líquid d’ompliment, evitant errors addicionals de mesurament. A més, sota canvis ràpids de temperatura, els diafragmes TEMPC recuperen el seu estat original molt més ràpidament que els diafragmes tradicionals. Com es mostra a la figura 4, quan està sotmès a variacions de temperatura, un diafragma convencional experimenta una deformació en una sola direcció. Aquest moviment unidireccional transmet la força al xip de silici que detecta, donant lloc a inexactituds de mesurament al transmissor. En canvi, la figura 5 il·lustra que, sota la influència tèrmica, el diafragma TEMPC genera dos moviments de deformació contraris. Aquest efecte que contraresta neutralitza les tensions induïdes pels canvis de temperatura, cosa que el fa adequat per a aplicacions que comportin xocs tèrmics ràpids. En conseqüència, compleix els requisits estrictes dels processos de neteja CIP, garantint mesures fiables i precises.
