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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