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Manual de instalação e manutenção MMI-20019566, Rev. AE Novembro de 2012 Medidor de densidade do gás 7812 Micro Motion ®

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Manual de instalação e manutenção MMI-20019566, Rev. AE Novembro de 2012

Medidor de densidade do gás 7812 Micro Motion®

AVISO IMPORTANTE

NÃO deixe o medidor cair. MANUSEIE COM CUIDADO NÃO use líquidos incompatíveis com os MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO NÃO opere o medidor acima da sua PRESSÃO NOMINAL NÃO FAÇA O TESTE DE PRESSÃO acima da PRESSÃO DE TESTE especificada NÃO exponha o medidor a vibração excessiva (>0,5 g contínua) CERTIFIQUE-SE de que todos os requisitos de SEGURANÇA ELÉTRICA sejam atendidos CERTIFIQUE-SE de que todos os requisitos À PROVA DE EXPLOSÃO sejam aplicados VERIFIQUE se o medidor e a tubulação associada foram submetidos ao TESTE DE PRESSÃO 1½ vez na

pressão de operação máxima após a instalação

Declaração de conformidade do INMETRO

A Emerson Process Management declara que o equipamento descrito neste manual possui o tipo a seguir de proteção para áreas perigosas:

• Certificado INMETRO: TÜV 12.1625 X

• Marcação: Ex ia IIC T5 Ga (-40°C ≤ Ta ≤ +70°C)

fabricado por:

MOBREY LIMITED

158 Edinburgh Avenue

Slough, Berkshire SL14VE-UK

foi projetado, fabricado e ensaiado em conformidade com as normas técnicas abaixo relacionadas:

ABNT NBR IEC 60079-0:2008

ABNT NBR IEC 60079-11:2009

ABNT NBR IEC 60079-26:2008

Condições especiais de uso seguro: Pelo motivo do invólucro do transmissor ser fabricado de uma liga de alumínio, o mesmo deverá

necessariamente ser instalado de tal forma que exclua a mais remota possibilidade de um impacto ou fricção entre o invólucro e o aço / ferro. Tal impacto ou fricção pode provocar uma ignição;

Risco potencial de carga eletrostática.

Cont.1

Conteúdo

Capítulo 1 Introdução 1.1 Geral ................................................................................................................................... 1-1 1.2 Princípio da operação ......................................................................................................... 1-1 1.3 Recursos do projeto ............................................................................................................ 1-3

1.3.1 Exatidão ................................................................................................................ 1-3 1.3.2 Repetitividade ....................................................................................................... 1-3 1.3.3 Estabilidade ........................................................................................................... 1-3

1.4 As versões do 7812 ............................................................................................................ 1-3 1.5 Relação de frequência ........................................................................................................ 1-3 1.6 Segurança ........................................................................................................................... 1-4

Capítulo 2 Aplicações 2.1 Geral ................................................................................................................................... 2-1 2.2 Medição da placa de orifício ................................................................................................ 2-1 2.3 Medidores de vazão volumétrica ......................................................................................... 2-1 2.4 Outras aplicações ............................................................................................................... 2-2

Capítulo 3 Instalação geral 3.1 Lista de fornecimento de componentes ............................................................................... 3-1 3.2 Considerações gerais da instalação .................................................................................... 3-1 3.3 Equilíbrio da densidade ....................................................................................................... 3-2 3.4 Equilíbrio da temperatura .................................................................................................... 3-2 3.5 Equilíbrio da pressão ........................................................................................................... 3-2 3.6 Taxa de vazão ..................................................................................................................... 3-3 3.7 Tempo de resposta ............................................................................................................. 3-4 3.8 Deposição, corrosão, condensação e vibração ................................................................... 3-5 3.9 Instalações recomendadas para unidade de bolsa de ar 78121/2/3/4 ................................ 3-6

3.9.1 Método de recuperação de pressão ...................................................................... 3-6 3.9.2 Procedimento de instalação .................................................................................. 3-7 3.9.3 Outros métodos ..................................................................................................... 3-8

3.10 Instalações recomendadas para as unidades de tubo transversal 78125 ........................... 3-9 3.10.1 Método de tubo transversal ................................................................................... 3-9 3.10.2 Procedimento de instalação ................................................................................ 3-10

Capítulo 4 Instalação mecânica 4.1 Geral ................................................................................................................................... 4-1 4.2 Dimensões físicas ............................................................................................................... 4-1 4.3 Revestimentos .................................................................................................................... 4-4 4.4 Filtragem ............................................................................................................................. 4-4 4.5 Instalação da bolsa de ar .................................................................................................... 4-4 4.5.1 Instalação antivibração ......................................................................................... 4-5 4.6 Instalação da bolsa de ar externa ....................................................................................... 4-8 4.7 Verificações mecânicas pós-instalação ............................................................................... 4-8

Cont.2

Capítulo 5 Instalação elétrica 5.1 Geral .................................................................................................................................... 5-1 5.2 EMC de aterramento e cabeamento .................................................................................... 5-1 5.3 Uso com conversores de sinal ............................................................................................. 5-2 5.4 Conexões do sistema (7950/7951) ...................................................................................... 5-2

5.4.1 Conexões com o conversor de sinal 7950 ............................................................. 5-3 5.4.2 Conexões com o conversor de sinal 7951 ............................................................. 5-6 5.5 Conexões do sistema (Equipamento de propriedade do cliente) ....................................... 5-10 5.5.1 Áreas não perigosas ............................................................................................ 5-10 5.5.2 Áreas perigosas................................................................................................... 5-11 5.6 Verificações pós-instalação ............................................................................................... 5-13

Capítulo 6 Interpretação do certificado de calibração 6.1 Certificado de calibração ..................................................................................................... 6-1 6.2 Números de série do instrumento ........................................................................................ 6-1 6.3 Teste de pressão ................................................................................................................. 6-1 6.4 Equação geral da densidade ............................................................................................... 6-1 6.5 Correções de temperatura ................................................................................................... 6-1 6.6 Dados da compensação do usuário do gás ......................................................................... 6-2

Capítulo 7 Calibração e desempenho 7.1 Calibração de fábrica ........................................................................................................... 7-1 7.2 Calibração dos padrões de transferência ............................................................................ 7-1 7.2.1 Gás de calibração .................................................................................................. 7-1 7.2.2 Temperatura de calibração .................................................................................... 7-1 7.2.3 Medição da pressão .............................................................................................. 7-1 7.2.4 Avaliação da densidade ........................................................................................ 7-1 7.2.5 Derivação de constantes ....................................................................................... 7-1 7.2.6 Dados calculados .................................................................................................. 7-1 7.3 Calibração usando padrões de transferência ...................................................................... 7-2 7.3.1 Preparação ............................................................................................................ 7-2 7.3.2 Calibração ............................................................................................................. 7-2 7.3.3 Cálculo .................................................................................................................. 7-2 7.4 Avaliação do coeficiente de temperatura ............................................................................. 7-2 7.5 Métodos de verificação da calibração.................................................................................. 7-2 7.5.1 Teste do ar ambiente ............................................................................................. 7-2 7.5.2 Teste de pressão atmosférica ............................................................................... 7-2 7.5.3 Ponto de teste de vácuo ........................................................................................ 7-3 7.5.4 Pressão/temperatura do teste de gás conhecido .................................................. 7-3

Cont.3

Capítulo 8 Manutenção 8.1 Geral ................................................................................................................................... 8-1 8.2 Métodos de verificação da calibração ................................................................................. 8-1 8.3 Manutenção mecânica ........................................................................................................ 8-1 8.4 Manutenção elétrica ............................................................................................................ 8-2 8.5 Desmontagem do 7812 ....................................................................................................... 8-3 8.5.1 Remoção do 7812 da tubulação ........................................................................... 8-3 8.5.2 Remoção do alojamento eletrônico ....................................................................... 8-4 8.5.3 Remoção do batoque ............................................................................................ 8-6 8.5.4 Remoção do cilindro, corpo do carretel e filtros .................................................... 8-6 8.6 Testes pós-manutenção ...................................................................................................... 8-9 8.7 Localização de falhas .......................................................................................................... 8-9 8.8 Lista de peças de reposição .............................................................................................. 8-10

Apêndice A Especificação

Apêndice B Certificado de calibração

Apêndice C Medição de orifício

Apêndice D Efeito da velocidade do som

Apêndice E Medição de etileno

Apêndice F Dados de referência

Apêndice G Formulários de devoluções

Apêndice H Desenhos certificados do sistema

Cont.4

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

Capítulo 1 Introdução

1.1 Geral O medidor de densidade do gás 7812 foi projetado especificamente para medição de gás em tubulações. As medições são feitas continuamente com a precisão igual àquela normalmente associada aos métodos dos melhores laboratórios. O 7812 é um substituto para as séries 7810, 7811 e 3093, e é totalmente intercambiável com eles, incorporando as seguintes melhorias do projeto:

• Elemento de detecção simples para todos os ranges de densidade de até 400 kg/m3.

• Novo projeto do elemento de detecção de vibração do cilindro, que oferece menos sensibilidade às

mudanças na composição do gás e menor efeito da velocidade do som.

• Melhoria do desempenho do equilíbrio da temperatura.

• Melhoria da precisão.

• Melhoria dos recursos de manutenção, incluindo novos amplificadores eletrônicos e uma estrutura do filtro de gás mais resistente.

• O sensor de temperatura PT100 de quatro fios foi incorporado para fins de instalação e verificação.

Este medidor é adequado para a maioria dos tipos de instalação. Aspectos como desempenho, características de resposta, filtragem e manutenção variam de acordo com a aplicação e exigem consideração cuidadosa, conforme descrito neste manual.

O elemento de detecção da vibração do cilindro é sensível às alterações de densidade e, como não sofre tensão e é fabricado a partir do aço Ni-span C, ele tem características muito estáveis. A influência de outras variáveis, tais como temperatura, pressão da linha, taxa de vazão e composição do gás, são minimizadas e cuidadosamente definidas de forma que, quando for necessário e para medições de alta precisão, as correções adequadas possam ser aplicadas.

É necessária apenas uma alimentação de baixa tensão para a medição da densidade e o consumo de energia é baixo, minimizando assim a geração de autoaquecimento. O sinal de saída é uma onda quadrada, com a frequência dependente da densidade do gás. Este tipo de sinal pode ser transmitido em longas distâncias e facilmente medido sem nenhuma perda na precisão. O sensor de temperatura PT100 pode ser usado de modo convencional.

1.2 Princípio da operação O elemento de detecção de densidade consiste em um cilindro de metal fino que é ativado para que ele vibre em um modo de aro na sua frequência natural. O gás passa sobre as superfícies externa e interna do cilindro e, assim, entra em contato com as paredes vibratórias. A massa de gás, que vibra com o cilindro, depende da densidade do gás e, como o aumento da massa vibratório diminui a frequência natural da vibração, a densidade do gás é determinada simplesmente através da medição desta frequência.

Um amplificador, acoplado magneticamente ao elemento de detecção, mantém as condições de vibração e fornece o sinal de saída (consulte a Figura 1-1 e a Figura 1-2). O circuitos do amplificador e de saída do sinal são encapsulados em resina de epóxi.

1-1

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

Figura 1-1: Diagrama do bloco esquemático do circuito do medidor (sistema de 2 fios)

Figura 1-2: Diagrama do bloco esquemático do circuito do medidor (sistema de 3 fios)

1-2

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

1.3 Recursos do projeto

1.3.1 Exatidão

O projeto do instrumento atinge alta precisão, minimizando os efeitos das variáveis como pressão, temperatura, velocidade do som e viscosidade, proporcionando, ainda, insensibilidade à vibração da planta e variações da fonte de alimentação. Como o consumo de energia é extremamente pequeno, o aquecimento autoinduzido também pode ser desprezado. A precisão absoluta é, portanto, definida principalmente pela precisão da calibração e da correção aplicada.

1.3.2 Repetitividade

A repetitividade da medição está dentro de ±0,01% da escala total de densidade.

1.3.3 Estabilidade

A estabilidade em longo prazo deste sensor de densidade é orientada principalmente pela estabilidade do elemento de detecção da vibração do cilindro. O cilindro é fabricado partir de um dos metais mais estáveis e, como não é submetido à tensão, manterá suas propriedades por muitos anos. No entanto, a corrosão e a deposição no cilindro reduzirá a estabilidade em longo prazo e é preciso tomar cuidado para garantir que o gás do processo seja adequado para o uso com materiais de construção. A possibilidade de deposição é reduzida usando filtros, mas, se ocorrer a deposição, o elemento de detecção pode ser removido e limpo.

1.4 As versões do 7812 Os seguintes tipos de medidores estão disponíveis, abrangendo os ranges básicos de densidade:

Nº do tipo Range (kg/m3)1 Gás de calibração

78121x 1,5 - 10 Nitrogênio

78122x 9 - 90 Nitrogênio

78123x 25 - 250 Nitrogênio

78124x 78125x

40 - 400 (bolsa de ar) 40 – 400 (tubo cruzado)

Argônio Argônio

Se x = A: Anéis de fluorcarbono (FPM/FKM) 0 são usados para as passagens de gás. se x = B: Anéis de etileno propileno 0 são usados para as passagens de gás.

A calibração do nitrogênio deve ser usada para aplicações de gás natural e baixa densidade. A calibração do argônio deve ser usada para aplicações de alta densidade e hidrocarbonetos pesados.

1.5 Relação de frequência A relação entre a densidade do gás e a frequência de saída segue uma lei bem definida:

ρ = 22K1K0K τ+τ+

ou τ = 2K2

)0K(2K41K1K 2 ρ−−+−

Onde: ρ = Densidade (kg/m3)

τ = Período do medidor (μs)

K0, KI, K2 = Coeficientes de calibração

1-3

1 Uma opção adicional para medição do range de baixa densidade (0 a 3 kg/m3), ± 0,5% da escala total, está disponível para uma compra especial. Entre em contato com o escritório de vendas da Micro Motion para obter mais informações.

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

1-4

A seleção do range e da linearização normalmente são introduzidas dentro do sistema de leitura. Além disso, há uma influência do desempenho da medição a partir das alterações na temperatura e na composição do gás. Essas alterações estão especificadas no certificado de calibração do instrumento e devem formar a base das correções manual ou automática, se for preciso obter o potencial completo do desempenho.

1.6 Segurança Os medidores 7812 foram submetidos aos regulamentos de segurança necessários e foram qualificados para certificação ATEX/IECEx para Classe Ex ia lIC T5.

Para obter informações sobre segurança da ATEX/IECEx, consulte o manual de instruções de segurança MMI-78125010/SI. Para obter informações sobre segurança da PED (Pressure Equipment Directive, Diretiva do Equipamento de Pressão), consulte o manual de instruções de segurança 78128012/SI. Para obter informações sobre segurança CSA, consulte o Apêndice H.

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

Capítulo 2 Aplicações

2.1 Geral O medidor de densidade do gás 7812 proporciona uma medição contínua e precisa da densidade do gás. Esta medição pode ser feita nas condições reais de fluxo de temperatura e de pressão e, em consequência, é ideal para tarefas de medição de alto desempenho de vazão de gás.

2.2 Medição da placa de orifício Provavelmente, o medidor de orifícios é o tipo de medidor mais usado para medição de gás. Ele tem a vantagem de não exigir a calibração da vazão, pois isso é definido a partir de medições dimensionais e da aplicação de normas internacionais (ISO 5167 e AGA3). Para medições de vazão em unidades de massa ou volume, é necessário, além da pressão diferencial, determinar também a densidade do fluido. O medidor de densidade do gás 7812 oferece uma medição de densidade direta e é uma alternativa para calcular a densidade usando as medições de pressão, temperatura e composição. Ele oferece baixa incerteza de medição e, por isso, é excelente para ser usado nas principais estações de medição de gás, nas quais uma precisão melhor é necessária. Os sistemas de medição de orifício são discutidos mais detalhadamente no Apêndice C.

2.3 Medidores de vazão volumétrica Os medidores de deslocamento positivo ou medidores de vazão de turbina podem ser convertidos em medidores de vazão de massa usando o medidor de densidade de gás 7812 e um sistema de leitura simples. Observe que o conversor de sinal 7950/51 não pode aceitar uma entrada do medidor de vazão. Como os sinais do medidor de vazão e do sensor de densidade estão na forma de frequência, o sistema de leitura precisa usar apenas técnicas digitais (veja a Figura 2-1).

Figura 2-1: Sistema típico de medição típico da vazão volumétrica

2-1

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

2-2

As incertezas combinadas da medição da densidade e do conversor de sinal são consideravelmente menores do que as dos medidores de vazão volumétrica. Por isso, a precisão geral da medição da vazão de massa será quase que inteiramente determinada pela precisão do medidor de vazão volumétrica.

2.4 Outras aplicações Outras aplicações incluem monitoramento do processo e controle em plantas químicas e petroquímicas, onde a densidade ou a gravidade específica de um gás é necessária como uma variável de controle.

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

Capítulo 3 Instalação geral

3.1 Lista de fornecimento de componentes Verifique se os seguintes itens foram incluídos na entrega:

• Medidor de densidade do gás 7812. • Certificado de calibração do gás nitrogênio ou argônio. • Certificado de calibração do usuário de gás (se solicitado). • Condutor térmico mais fluido de silicone (exceto para 78125). • Tampão de obturação do alojamento. • Adaptador da bucha do cabo.

3.2 Considerações gerais da instalação O objetivo básico da instalação é passar uma amostra representativa de gás através do 7812 de forma controlada para que a temperatura e a pressão estejam em condições conhecidas. Geralmente, isso significa que elas precisam ser iguais de acordo com as condições da linha. É importante lembrar que o 7812 sempre fará a leitura da densidade correta do gás que está dentro dele. Erros de instalação resultam quando o gás da amostra no 7812 não é aquele que o instalador acredita que seja em termos de composição, temperatura ou pressão. Os seguintes pontos devem ser considerados ao planejar a instalação do 7812: (a) Todas as normas de segurança mecânica e elétrica necessárias DEVEM ser aplicadas.

(b) Os efeitos dos seguintes itens no 7812:

• Equilíbrio da densidade. • Equilíbrio da temperatura. • Equilíbrio da pressão. • Amostra da taxa de vazão e do tempo de resposta. • Deposição, corrosão e condensação. • Vibração. • Precisão da calibração. • Efeitos da velocidade do som.

(c) Ao instalar o 7812 em uma tubulação, recomendamos que a redução de 10% não seja excedida na área da seção transversal no ponto de inserção, para garantir o efeito mínimo sobre a pressão.

(d) Adequação da amostra de extração, filtragem e condicionamento para evitar que sujeira ou condensados causem a interrupção do funcionamento do 7812.

(e) Interação entre a instalação do 7812 e o medidor de vazão.

(f) Gás não registrado, que passa através do 7812, mas não passa pelo medidor de vazão.

(g) O sistema de testes (por exemplo, sistemas de vácuo, gás de calibração, etc.)

(h) O uso de medidores 7812 duplicados para comparação do desempenho e provisão do alarme automático.

(i) Acessibilidade aos componentes do sistema para teste e manutenção.

3-1

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

Esses pontos são considerados mais detalhadamente nos próximos parágrafos e nos capítulos subsequentes.

3.3 Equilíbrio da densidade Três fatores afetam a igualdade da densidade do gás de amostra e do gás da tubulação: (a) O gás no sensor de densidade deve ser representativo da vazão principal em relação às proporções dos

diferentes componentes do gás. Normalmente, isso é obtido melhor ao garantir que haja uma taxa de vazão menor do gás de amostra.

(b) A pressão do gás de amostra DEVE ser aproximadamente igual à pressão da tubulação, pois a

densidade varia proporcionalmente com a pressão absoluta para um gás ideal. (c) A temperatura do gás de amostra DEVE ser aproximadamente igual à temperatura do gás da tubulação,

pois a densidade varia inversamente com a temperatura absoluta.

3.4 Equilíbrio da temperatura A principal consideração da instalação é sobre o equilíbrio da temperatura. Se a densidade necessária for aquela da tubulação principal na temperatura da tubulação, é importante que o 7812 esteja na mesma temperatura. Uma diferença de temperatura de 1°C causará um erro entre 0,3% e 0,6%, dependendo da composição do gás. Por isso, o bom equilíbrio de temperatura entre o 7812 e o tubo é essencial e pode ser obtido: (a) Utilizando o isolamento térmico no 7812 e na tubulação associada. (b) Usando um tubo de amostra de entrada bem isolado. (c) Usando o fluido de silicone e o cilindro da bolsa de ar da forma recomendada. Isso aumenta

significativamente o equilíbrio da temperatura e reduz o tempo de resposta do 7812. (d) Usando a menor taxa de vazão de amostra aceitável. (e) Usando a variante do 78125 montado em uma instalação de tubo transversal; isso proporciona contato

direto com o gás na linha, reduzindo assim os erros de temperatura.

A temperatura no 7812 pode ser verificada usando o PRT Classe A montado no corpo do carretel.

Para uma instalação em que a bolsa de ar seja interna, a recomendação no Capítulo 4 deste manual deve ser seguida. O uso do fluido de silicone e de um cilindro de alumínio irá melhorar o desempenho térmico em mais de 90% e, para que o silicone permaneça na base da bolsa de ar, a instalação deve ser vertical. Se for preferida uma instalação não vertical, o fluido de silicone deve ser substituído por um composto dissipador de calor.

Para instalações onde uma bolsa de ar externa é usada ou a temperatura não pode ser mantida na mesma da tubulação, o PRT 7812 pode ser usado para corrigir a densidade medida nas condições da tubulação. Para fazer isso, alguma forma de método de referência de densidade precisará ser utilizada.

3.5 Equilíbrio da pressão Primeiro, é preciso definir se o gás no 7812 deve estar na mesma pressão que o gás do ponto de rosqueamento de disparo do gás. É necessário garantir que a diferença de pressão entre o 7812 e o ponto de rosqueamento necessário seja mantida no mínimo, garantindo que haja taxa de vazão baixa da amostra e que os filtros relevantes não estejam causando restrição em excesso. Normalmente, recomendamos que a vazão do gás seja controlado por uma válvula de agulha, que pode ser montada antes ou depois do 7812, dependendo do método de instalação escolhido. É comum instalar um medidor de vazão para monitorar essa vazão e ele é muito útil para garantir que os filtros não estejam obstruídos, o que pode causar erros em algumas instalações. A medição de densidade normal recomendada é considerada a partir do ponto de retorno do gás (ou ponto de densidade). Isso reduz a importância do acúmulo de pressão nos filtros do medidor fino.

3-2

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

O estado dos filtros e toda queda excessiva de pressão resultante podem ser determinados pela variação da taxa de vazão da amostra e pelo monitoramento da magnitude das mudanças resultantes na densidade. Os filtros 7812 podem ser trocados facilmente sem desconectar a tubulação associada. Para saber mais detalhes, consulte o Capítulo 8. Observação: O medidor 78125, o substituto direto do 3093, é uma unidade sem filtro que é instalada em uma instalação de tubo transversal com filtro e, assim, é mantido, por definição, na pressão da linha.

3.6 Taxa de vazão A taxa de vazão recomendada é de 5 ±1 litros por hora, mas qualquer valor em torno de 1 a 10 litros por hora é aceitável. (Nas taxas de vazão superiores a 10 litros por hora, a leitura da densidade começará a ficar um pouco instável e um pequeno erro de densidade pode ser apresentado.) Para manter esta taxa de vazão, é necessário uma pressão diferencial no 7812. Se os filtros estiverem limpos, a taxa de vazão será de aproximadamente:

ρΔ

=P5.0Q onde Q = taxa de vazão do gás de amostra em litros/minuto

ΔP = pressão diferencial no 7812, em mbar ρ = densidade do gás, em kg/m3

(Cerca de 85% dessa pressão diferencial é no filtro de 2 mícrons e o restante é no filtro de 90 mícrons.) Esta equação indica que, para o gás natural com uma densidade de aplicação típica de cerca de 60 kg/m3, é necessária uma pressão diferencial de aproximadamente 1,66 mbar para manter uma taxa de vazão de 5 litros por hora. A Figura 3-1 mostra a queda de pressão no 7812 para uma aplicação típica de gás natural. A taxa de vazão depende da densidade do gás, que é afetada pela composição, temperatura e pressão do gás. Os dois primeiros parâmetros não devem mudar subitamente, pois isso resultaria em uma mistura não homogênea no tubo e em medições inválidas por outros motivos. A pressão pode mudar rapidamente, mas esta alteração será transmitida para o medidor de densidade muito rapidamente, independentemente da taxa de vazão do gás de amostra. Para muitos sistemas, a pressão diferencial disponível criaria uma taxa muito alta para medição precisa da densidade e confiabilidade máxima do 7812. Uma taxa de vazão baixa ajuda a atingir o equilíbrio da pressão e da temperatura, bem como aumentar a vida dos filtros, reduzindo o transporte de qualquer condensado. Por isso, é normal incluir uma válvula de controle de vazão na tubulação de amostra.

3-3

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

Figura 3-1: Queda de pressão no 7812

3.7 Tempo de resposta Vários tempos de resposta diferentes precisam ser considerados: (a) A resposta às mudanças de pressão é instantânea. (b) A resposta às mudanças de temperatura é o mesmo tempo de resposta da tubulação. Para uma resposta

mais rápida, seria necessário usar o 7812 PRT. (c) A resposta às mudança na composição: depende da taxa de vazão e do volume morto. Por exemplo: volume do 7812 40cc Volume do filtro 60cc Volume do medidor (se a jusante do 7812) 40cc Volume do tubo 60cc

Tempo de resposta em 4 l/h = 3 minutos

Para melhorar o tempo de resposta, o tubo de entrada deve ser curto e de diâmetro pequeno e todos os filtros de entrada adicionais devem ser de baixo volume.

3-4

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

3.8 Deposição, corrosão, condensação e vibração A prevenção de deposição, corrosão e condensação do elemento de detecção de vibração do cilindro são essenciais para que o desvio na calibração e/ou o mau funcionamento sejam evitados. Além disso, é necessário restringir o nível de vibração experimentado pelo 7812. DEPOSIÇÃO A deposição de sólidos no cilindro causará um aumento na massa vibratória e, consequentemente, uma redução na frequência de vibração. A leitura de densidade do 7812 será alta em relação à densidade real do gás. A deposição em massa pode fazer com que a oscilação seja interrompida por completo, através do preenchimento dos espaços entre as bobinas e as paredes do cilindro. Um filtro de tamanho apropriado é instalado em todas as unidades 7812 (exceto na 78125), nas passagens internas e externas de gás, para remover qualquer partícula sólida que possa estar presente no gás de amostra. O filtro externo é incorporado para proteção caso ocorra a reversão da vazão. Esses filtros podem ser trocados em campo sem a remoção de nenhuma tubulação associada. Se o gás apresentar muita sujeira, recomendamos que um filtro externo seja instalado na seção de entrada da linha de amostra. Isso deve estar em uma área suficiente para causar apenas uma queda de pressão insignificante na taxa de vazão máxima, mas de pequeno volume para fornecer tempo de resposta adequado para as mudanças na composição do gás. CORROSÃO A corrosão do elemento do cilindro reduzirá sua rigidez e sua massa de acordo com o comprimento da unidade, mas como sua rigidez é de maior importância, a corrosão causará uma redução na frequência ressonante. Portanto, a leitura de densidade do 7812 será alta em relação à densidade real do gás. A corrosão em massa pode causar a parada da oscilação devido às partículas corroídas que bloqueiam o espaço, conforme mencionado acima. Para evitar a corrosão do elemento de detecção e do seu sistema de manutenção, o componentes do gás do processo devem ser compatíveis com Ni-Span-C 902. Outros materiais que entram em contato com a vazão de gás são: aço inoxidável 316 S13, aço inoxidável AMS5643, Stycast 2850FT do tipo Emmerson e Cummins, Catalyst 11, ferro Permendur e filtros de aço inoxidável AISI316. É preferível que todos os vestígios de elementos corrosivos presentes no gás de processo que são susceptíveis de atacar esses materiais sejam removidos por uma coletor absorvente adequado, ou outro método, antes da amostra de gás passar pelo 7812. Em geral, é importante que o gás esteja suficientemente seco para que não haja formação de gotas de água, pois isso, na presença de determinados gases, causará corrosão. Como orientação geral, as propriedades do Ni-Span-C 902, em relação à resistência à corrosão, estão entre aquelas do ferro inoxidável e do aço inoxidável. Se houver dúvidas quanto às propriedades de corrosão de um gás, procure orientação e, se necessário, realize testes. CONDENSAÇÃO A condensação da água ou de outros vapores líquidos no elemento de detecção causará efeitos similares aos da deposição de sólidos, exceto que os efeitos desaparecerão e ocorrerá uma nova evaporação. Se a vazão de gás estiver úmida ou quase no ponto de condensação, poderá ocorrer a a condensação dentro do 7812 e toda condensação no elemento de detecção causará os efeitos descritos acima. Como o cilindro vibratório é muito fino, sua capacidade térmica é muito baixa em comparação com o corpo pesado da unidade. É muito provável que o elemento de detecção atinja a temperatura da vazão de gás muito rapidamente e a condensação tem mais probabilidade de ocorrer no revestimento externo e em outras partes do componente. Para determinadas aplicações, talvez seja necessário usar um tubo de amostra no ponto de disparo do gás para evitar a transferência da condensação ou incluir um coletor de condensação na linha da amostra. VIBRAÇÃO O 7812 pode tolerar vibração de até 0,5 g, mas os níveis em excesso podem afetar a precisão das leituras. Em situações nas quais existe a probabilidade disso ser encontrado, juntas antivibração (número de peça 78123723A) devem ser usadas, conforme detalhado na seção 4.5.1. Isso reduzirá os efeitos a um fator mínimo de 3, em níveis de até 10 g e 2200Hz.

3-5

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

3.9 Instalações recomendadas para unidade de bolsa de ar 78121/2/3/4 3.9.1 Método de recuperação de pressão

O método de recuperação de pressão é o método de instalação mais comum para medição de orifícios e é recomendado no manual de medição do ‘Instituto do Petróleo, Parte XV, Sistemas de Medição’. O mostrado na Figura 3-2 é recomendado como um método conveniente para obter uma taxa de vazão ideal, bem como proporcionar um meio para a verificação das condição dos filtros do 7812 e a calibração do sensor. A densidade é medida no rosqueamento a montante da placa de orifício para o qual o fator de expansão ‘relevante deve ser usado. Recomendamos que a tubulação de entrada da amostra e a bobina de condução de aquecimento sejam feitas de tubulação de instrumento de 6 mm, e a tubulação de retorno da amostra (do 7812), da tubulação de 12 mm. A bobina de condução de aquecimento deve estar firmemente presa à superfície externa do medidor para garantir que a temperatura do gás que está sendo medida seja o mais próximo possível daquela da vazão do gás principal. Todo o arranjo deve ser envolvido em revestimento térmico com pelo menos 100 mm de espessura. A instalação mostrada na Figura 3-2 tem as seguintes características:

• Não há desvio da placa de orifício. • A vazão é atingida porque a pressão após o orifício é menor do que a montante. • A queda de pressão nas válvulas e filtros não afeta a leitura, pois a pressão na saída e dentro do 7812 é

idêntica ao ponto a montante do orifício. Portanto, se não houver manutenção dos filtros, a vazão será reduzida, mas a leitura da densidade não apresentará erro.

• O fator correto de expansão do ponto a montante deve ser usado nos cálculos de vazão do orifício. • A densidade medida no ponto de densidade é usada no cálculo da vazão de massa conforme especificado

pela ISO 5167 e AGA3.

Figura 3-2: Método de recuperação de pressão

3-6

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

3.9.2 Procedimento de instalação

CONFIGURAÇÃO Todos os procedimentos descritos nesta seção devem ser realizados quando a taxa de vazão do gás na tubulação principal estiver na taxa de vazão nominal do projeto. Se essa condição não puder ser obtida de modo conveniente, o percentual de desvios da densidade deverá ser ajustado de maneira adequada. 1. Feche a válvula de ventilação S3. Abra totalmente a válvula de controle de vazão T1. Abra totalmente e de

modo lento e cuidadoso a válvula S1 e, em seguida, a S4.

2. Aguarde pelo menos 15 minutos para realizar a purga e a estabilização da temperatura do 7812.

3. Feche a válvula de isolamento S1. Isso resultará em uma alteração na densidade indicada. Registre imediatamente o valor da densidade obtida, que deve ser a densidade no ‘ponto de densidade’.

4. Abra novamente a válvula S1 e ajuste imediatamente a válvula de controle de vazão para proporcionar uma

leitura de densidade de 0,02% acima da observada na operação 3.

5. Feche novamente a válvula S1 e verifique se a densidade diminui em cerca de 0,02%.

6. Retorne a válvula S1 para a sua posição totalmente aberta.

Observações: • O valor de 0,02% é considerado ideal para a maioria dos sistemas. No entanto, se for necessária uma

resposta mais rápida, a abertura da válvula de controle de vazão T1 criaria um valor percentual maior.

• Se a densidade aumentar em mais de 0,02% com a válvula T1 na sua configuração mínima, o fechamento parcial da válvula S1 reduziria a taxa de vazão e o aumento de densidade resultante. Entretanto, esta situação sugere que a válvula de controle de vazão é muito grande para a aplicação e que ela deve ser substituída por um tipo mais adequado.

• Todas as válvulas de isolamento devem ser do tipo FULL-BORE (passagem integral) para evitar a restrição desnecessária.

VERIFICAÇÃO DO FILTRO

1. Registre a leitura da densidade presente sem alterar nenhuma configuração da válvula.

2. Feche a válvula de isolamento S1 e observe a leitura da densidade.

(a) Se a leitura foi reduzida em mais de 0,01% da registrada em 1, então, pode-se presumir que os filtros do 7812 estão razoavelmente limpos.

(b) Se a leitura foi reduzida em menos de 0,01% da registrada na operação 1, recomendamos que os filtros do 7812 sejam substituídos ou totalmente limpos e, em seguida, o sistema seja otimizado conforme detalhado na Seção 3.7.

3. Após a verificação do filtro, retorne a válvula S1 para a sua posição totalmente aberta. VERIFICAÇÃO DO TEMPO DE RESPOSTA 1. Feche as válvulas S1 e S4 para isolar o 7812 e abra a válvula S3 para ventilá-lo.

2. Pressurize o 7812 através da válvula S3 com um gás diferente do que está dentro da tubulação e a uma

pressão similar à da tubulação. Feche a válvula S3 e aguarde 15 minutos até a estabilização da temperatura.

3. Abra a válvula S4 para expor o 7812 à pressão da tubulação. Agora, abra a S1 para permitir que o gás flua

através do 7812 em uma taxa estabelecida e meça o tempo que demora para o 7812 se estabilizar. Esta deve ser uma boa indicação da resposta do 7812 a uma mudança na composição do gás.

3-7

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

GERAL

Normalmente, um filtro adicional é instalado no filtro do medidor 7812 para garantir gás limpo e seco. Em geral, é usado um filtro coalescedor Balston 85 (número do acessório/peça de reposição 450600770) ou um Balston 95S-4 (número do acessório/peça de reposição 450600810), mas você pode usar qualquer filtro equivalente. As válvulas de isolamento devem ser incluídas na instalação para que ao medidor 7812 possa ser isolado da tubulação para troca do filtro sem precisar desligar a tubulação. Os pontos de entrada e saída do gás devem ser projetados de forma que eles não coletem nenhum líquido que possa ser condensado na parede do tubo.

3.9.3 Outros métodos Para muitos outros métodos, a densidade é necessária nas condições de pressão da entrada do 7812. Nesses casos, toda queda de pressão nos filtros e tubos causará um pequeno desvio. Isso é minimizado colocando a válvula de controle a montante do medidor e controlando a vazão no nível recomendado.

Figura 3-3: Método da pressão diferencial

A instalação mostrada na Figura 3-3 pode ser usada com medição de orifícios ou turbinas de gás. Com turbinas de gás, é comum ter um ponto de rosqueamento no corpo da turbina que, neste caso, seria usado no lugar do rosqueamento a jusante. As características importantes são:

• A vazão de amostra desvia do medidor, mas deve ser baixa o suficiente (5 l/h) para não ser considerada. • A densidade medida é a densidade a jusante que é o ponto necessário mais comum. • As quedas de pressão nos filtros causarão erros de densidade, se forem muito grandes. • A válvula de controle e o medidor de vazão podem ser montados em uma das laterais do 7812 para se

adequar à instalação e dependem de onde está o ponto de densidade. Por exemplo, se o ponto de densidade a jusante for necessário em uma aplicação de orifício, a válvula de agulha e o medidor de vazão estariam a montante do 7812 para reduzir a perda de pressão antes da medição.

Se uma queda de pressão conveniente não estiver disponível para gerar uma vazão de amostra, a instalação mostrada na Figura 3-4 poderá ser usada. O gás pode ser ventilado para explosão ou, em alguns casos, para a atmosfera. Nesta instalação, toda a pressão da tubulação está disponível como uma queda de pressão. Por isso, deve-se tomar cuidado para garantir que a vazão seja controlada de forma adequada pela válvula de controle. Para aplicações de alta pressão, um sistema de recebimento de dois estágios pode ser necessário para evitar o congelamento.

3-8

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Outros métodos para gerar a pressão diferencial necessária para a vazão necessária podem ser usados, tais como tubos pilotos, curvas naturais ou alterações na seção da tubulação principal. Para qualquer um desses outros métodos, é preciso realizar cálculos para verificar se a pressão diferencial disponível é suficiente para obter uma taxa de vazão adequada da amostra.

Figura 3-4: Método do gás ventilado

3.10 INSTALAÇÃO RECOMENDADA PARA UNIDADES DE TUBO TRANSVERSAL 78125

3.10.1 MÉTODO DE TUBO TRANSVERSAL A Figura 3-5, abaixo, é recomendada como uma maneira conveniente de medir a densidade da linha com efeitos mínimos na pressão e na temperatura. O elemento de detecção é mantido em contato direto com o gás pré-filtrado na linha, mantido em equilíbrio de temperatura. As taxas de vazão são controladas pelo caminho da vazão do tubo transversal e dos filtros fixados nele.

Figura 3-5: Instalação do tubo transversal

3-9

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

3-10

3.10.2 PROCEDIMENTO DE INSTALAÇÃO Uma configuração de tubo de diâmetro pequeno é instalada no interior da tubulação principal. Ela deve ser isolada da vazão de gás principal e ser capaz de aceitar a base de montagem rosqueada do transdutor 78125. A configuração do tubo deve incorporar uma válvula de isolamento e um sistema de filtragem, conforme mostrado na Figura 3-5. Um revestimento térmico mínimo é necessário, principalmente envolvendo a tubulação do gás de amostra, pois a temperatura do gás ao redor do elemento de detecção está sendo mantida na temperatura do gás da linha principal.

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Capítulo 4 Instalação mecânica

4.1 Geral O 7812 é um medidor de desvio de amostra que pode ser inserido na corrente principal do gás. Isso garante boa equalização térmica e ainda permite que o gás seja filtrado de modo adequado para uma medição confiável. Normalmente, os medidores de densidade do gás são usados como parte de um exercício de medição em massa e, como consequência, a localização do medidor de densidade em relação ao elemento de medição da vazão é mais importante.

4.2 Dimensões físicas As dimensões físicas das variantes do medidor 78121/2/3/4 são mostradas na Figura 4-1. Esta unidade foi projetada para ser uma substituta direta dos medidores de densidade do gás 7810 e 7811. O medidor 78125* é um substituto direto do medidor de densidade de gás 3093 e suas dimensões físicas são mostradas na Figura 4-2. Observação: para obter informações adicionais referentes às dimensões físicas do medidor, entre em contato com a Micro Motion.

4-1

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Figura 4-1: Dimensões físicas dos medidores 78121/2/3/4

4-2

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Capítulo 4-2: Transdutor 78125 - dimensões físicas

4-3

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

4.3 Revestimentos Os revestimentos incorporam uma mola inconel de reposição que considera as tolerâncias do conjunto específico do cilindro instalado. Isso melhorar a estabilidade em longo prazo do elemento de detecção.

Observação: o instrumento não é afetado pela operação normal de remoção e remontagem. Entretanto, se o

corpo do carretel ou do cilindro precisar ser substituído, uma mola com novo revestimento é recomendada e uma nova calibração é imprescindível.

4.4 Filtragem Para medidores 78121/2/3/4, dois alojamentos do filtro idênticos são fornecidos adjacentes às suas respectivas portas de conexão de gás. As portas são identificadas por uma etiqueta e sempre devem estar corretamente conectadas. Os filtros em linha usados são um de 2 mícrons (interno) e outro de 90 mícrons (externo), o filtro externo fornece proteção, se ocorrer uma reversão na vazão do gás. Esta organização do filtro é otimizada para melhor proteção do elemento de detecção e é mais adequada para medição de densidade no ponto de retorno do gás de amostra.

4.5 Instalação da bolsa de ar Uma abertura na tubulação é necessária para receber a bolsa de ar, que é inserida na profundidade correta e soldada na posição, sem distorção. De modo ideal, a bolsa de ar deve ser instalada em um diâmetro vertical no topo da tubulação. A Figura 4-4 mostra o desenho da instalação da bolsa de ar; um desenho detalhado das dimensões da bolsa de ar é mostrado na Figura 4-5. Se houver probabilidade de altos níveis de vibração, instale duas juntas antivibração 3723A do 7812, conforme detalhado na Seção 4.5.1. Para aprimorar a equalização da temperatura:

(a) Coloque o fluido de silicone (20cc) fornecido na bolsa de ar. (b) Deslize o cilindro de alumínio sobre a extremidade inferior do alojamento principal do 7812. O alojamento principal pode ser instalado agora: 1. Encaixe uma junta na bolsa de ar e insira o alojamento principal completo com seu anel O de 2 pol. de OlD ‘

na bolsa de ar. 2. Prenda o alojamento principal fixamente na posição através do anel de travamento e de seus parafusos de

fixação. 3. Conecte as linhas da amostra às suas respectivas pontas de entrada e saída de gás, garantindo uma

passagem de tubulação livre com a orientação correta do 7812. 4. Complete as conexões elétricas conforme detalhado no Capítulo 5. Um tipo de instalação típica é mostrada na Figura 4-5. As vantagens deste tipo de instalação são as seguintes:

• Boa equalização da temperatura.

• Adequação para instalações de alta pressão. • Melhor disposição antivibração. • O 7812 pode ser trocado sem fechamento da tubulação. A sofisticação do sistema utilizado depende do cliente, mas deve incluir válvulas de isolamento na linha de desvio da amostra e, preferencialmente, uma válvula de controle de vazão e um meio de verificar a calibração do sensor no local.

4-4

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

4.5.1 Instalação antivibração Nos casos em que os níveis de vibração estejam acima do máximo recomendado de 0,5 g, duas juntas antivibração opcionais (nº do acessório/peça de reposição 3723A do 7812) podem ser instaladas para melhorar o desempenho da vibração do 7812. Essas juntas antivibração são fabricadas de neoprene espesso de 5 mm (0,2 pol.) e são instaladas nos dois lados do corpo principal do 7812 para isolá-lo de qualquer vibração da tubulação. Esta instalação foi avaliada em níveis máximos de até 10 g e 2200 Hz e comprovou a redução dos efeitos da vibração em um fator de pelo menos 3 em relação à instalação padrão. Deve-se observar que a instalação dessas juntas aumentará o corpo principal do 7812 em aproximadamente 9 mm (0,4 pol.), o que precisará ser considerado ao instalar novamente as conexões do tubo de gás. As juntas são instaladas como segue (veja a Figura 4-3 para saber os detalhes): 1. Coloque o fluido de silicone fornecido (20cc) na bolsa de ar. Deslize o cilindro de alumínio sobre a

extremidade inferior do alojamento principal do 7812.

2. Coloque um junta de 5 mm entre a bolsa de ar e o corpo principal do 7812 e insira o alojamento principal completo com seu anel O de 2 pol. de d/o ‘na bolsa de ar, verificando se a junta está posicionada centralmente nos orifícios do parafuso.

3. Posicione a segunda junta entre o corpo do 7812 e o anel de fixação, posicionando-o novamente no centro,

de forma que o anel de fixação não toque o batoque e os parafusos fiquem localizados centralmente nos orifícios do corpo principal do 7812.

4. Fixe os seis parafusos M8 x 65 mm (nº do acessório/peça de reposição 409601420) garantindo que a

montagem permanece concêntrica, que os parafusos estejam afastados do corpo principal e que o anel de fixação não esteja tocando o batoque central. É importante não haver contato de metal com metal entre o 7812 e o anel de fixação e os parafusos que o fixam na posição. É assim que o isolamento da vibração é obtido.

(Na maioria dos casos, os parafusos devem ser lubrificados levemente para garantir que eles possam ser removidos futuramente, mas se houver preocupação com a possibilidade dos parafusos afrouxarem e criarem algum tipo de risco, use o trava-rosca da Loctite. Uma alternativa para isso é colocar graxa nas roscas e um selante ao redor das cabeças dos parafusos para evitar qualquer risco de se soltarem por causa da vibração.)

5. Aplique um torque de 15 ± 5 lb/pol. (1,7 ± 0,6 Nm) nos parafusos M8. Isso é equivalente a apertar levemente

com uma chave Allen de 80 mm (3 pol.).

Pocket

Aluminium Cylinder

7812

Anti-vibration Gasket

Electronics Housing

Anti-vibration GasketClamping Ring

Figura 4-3: Vista explodida da instalação antivibração do 7812

4-5

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

Figura 4-4: Desenho da bolsa de ar

Figura 4-5: Instalação típica da bolsa de ar

4-6

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

4.6 Instalação da bolsa de ar externa Nesta disposição, o elemento de detecção do 7812 é fechado em um alojamento robusto. O alojamento pode ser fixado diretamente na tubulação, usando cimento de transferência de calor Thermon ou equivalente. A Figura 4-7 ilustra esta disposição.

É essencial que a equalização da temperatura seja mantida entre o gás da tubulação e o gás de amostra no 7812. Para conseguir isso, a tubulação do gás de amostra deve ser mantida ao mínimo e, em conjunto com o 7812 e o alojamento da bolsa de ar externa, deve ser corretamente revestida para isolamento térmico. Para a instalação do 7812, presumiu-se que o alojamento foi montado na sua tubulação e que as tubulações de amostra estão prontas para serem conectadas.

Consulte a Seção 4.5 para obter instruções de instalação.

4.7 Verificações mecânicas pós-instalação Após a instalação, o 7812 deve ter a pressão testada apenas com gás, por 1½ vez na pressão operacional máxima do sistema. CUIDADO: o teste de pressão do 7812 NÃO deve ser excedido para evitar possíveis mudanças nas

características da calibração. Verifique se há presença de sinais de vazamento de gás ao redor de todas as juntas.

4-7

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

4-8

Observação: se necessário, instale um espaçador adequado para evitar que o alojamento de eletrônicos fique obstruído durante a montagem da parede.

Figura 4-6: Instalação da bolsa de ar externa

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Capítulo 5 Instalação elétrica

5.1 Geral As conexões elétricas no medidor de densidade de gás 7812 são controladas pelo ambiente dentro do qual o 7812 foi montado. Quando instalado em áreas perigosas, as conexões entre o 7812 e o equipamento de leitura/fonte de alimentação devem ser concluídas com BARREIRAS DE SEGURANÇA ZENER ou ISOLADORES GALVÂNICOS. O cabo elétrico entra no alojamento do amplificador através de um conjunto de prensa metálica. O layout do terminal do 7812 é mostrado na Figura 5-1. O alojamento do amplificador tem duas câmaras; a que fica mais próxima ao eixo da prensa do cabo contém os terminais para conectar o 7812 ao instrumento de processamento do sinal. A outra câmara contém a unidade amplificadora, seu PCB encapsulado em um recipiente plástico circular. O módulo completo é fixado no lugar por uma chaveta e um parafuso de fixação posicionado centralmente. Atrás do suporte do amplificador há uma placa do terminal de interconexão que liga o sensor ao suporte do amplificador, o suporte do amplificador à placa de conexão do usuário e o RTD à placa de conexão do usuário.

Figura 5-1: Conexões da placa do terminal principal do 7812

5.2 EMC de aterramento e cabeamento Para atender à Diretiva EC para EMC (Compatibilidade Eletromagnética) recomendamos que o medidor seja conectado usando um cabo de instrumento adequado e aterrado através do corpo do medidor e da tubulação. O cabo do instrumento deve ter tela individual, folha metálica ou trança sobre cada par trançado e uma tela geral para cobrir todos os núcleos. Quando admissível, a tela geral deve ser conectada ao terra nas duas extremidades (360° ligado nas duas extremidades). A tela individual interna deve estar conectada em apenas uma extremidade, a extremidade do controlador (por exemplo, conversor de sinal). Observe que, para segurança intrínseca, geralmente NÃO é permitida a terminação da tela individual interna ao terra na área perigosa. Use cabos adequados para atender aos tipos de instrumentação multipar BS5308 1 ou 2.

5-1

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

5.3 Uso com conversores de sinal e calculadoras de vazão O 7812 pode ser operado em dois ambiente gerais, em ÁREAS SEGURAS ou em ÁREAS DE RISCO. Quando utilizado em áreas de risco, as barreiras de segurança ou isoladores galvânicos DEVEM ser interpostos entre o 7812 e o equipamento de processamento de sinal.

5.4 Conexões do sistema (7950/7951) As páginas a seguir contêm os diagramas de fiação para conectar o 7812 aos conversores de sinais da série 795x. Para cada um dos seguintes produtos, foram fornecidos diagramas para conexões de 2 e 3 fios para áreas seguras e perigosas: • Conversor de sinal 7950. • Conversor de sinal 7951.

Quando o 7812 for instalado em uma área perigosa, consulte o manual de instruções de segurança fornecido com o equipamento para cinhecer os problemas gerais de segurança e instalação ATEX/IECEx. Para obter os desenhos da instalação com aprovação CSA, consulte os desenhos do sistema no Apêndice H. A Seção 5.5 contém um conjunto de diagramas similares para fiação em equipamentos de outros fabricantes.

5-2

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

5.4.1 Conexões com o conversor de sinal 7950 Transducer 7812

1+SIG A

2-

3+SIG B

4-

5

6

7

8

330R

PRT

Density power +PL9/1

Ch.1

PL9/2

PL9/3

PL9/4

PL12/1

PL12/2

PL12/3

PL12/4

PL9/5

Ch.2

PL9/6

PL9/7

PL9/8

PL12/5

PL12/6

PL12/7

PL12/8

Density input +

Density input -

Density power -

PRT power +

PRT signal +

PRT signal -

PRT power -

7950 Flow Computer/Signal Converter

Figura 5-2: Conexão de 2 fios do 7950 com o 7812 (áreas não perigosas)

Transducer 7812

1+SIG A

2-

3+SIG B

4-

5

6

7

8

PRT

MTL 787 (+ve)3

4

1

2

MTL 764 (+ve)3

4

1

2

MTL 764 (+ve)3

4

1

2

Hazardous Area Safe Area

Density power +PL9/1

Ch.1

PL9/2

PL9/3

PL9/4

PL12/1

PL12/2

PL12/3

PL12/4

PL9/5

Ch.2

PL9/6

PL9/7

PL9/8

PL12/5

PL12/6

PL12/7

PL12/8

Density input +

Density input -

Density power -

PRT power +

PRT signal +

PRT signal -

PRT power -

7950 Flow Computer/Signal Converter

Observação: Quando o 7812 aprovado pela ATED for instalado em uma área de risco, o manual de instruções de segurança fornecido junto com o equipamento é o documento oficial.

Figura 5-3: Conexão de 2 fios do 7950 com o 7812 usando barreiras de segurança do diodo de derivação (Áreas perigosas)

5-3

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

Transducer 7812

1+SIG A

2-

3+SIG B

4-

5

6

7

8

PRTM

TL 5

532

4

5

14

13

5

3

12

11

1

4

14

13

Hazardous Area Safe Area

Density power +PL9/1

Ch.1

PL9/4

PL9/3

PL9/2

PL14/2

PL14/3

PL14/1

PL14/4

PL9/5

Ch.2

PL9/8

PL9/7

PL9/6

PL14/6

PL14/7

PL14/5

PL14/8

Density input +

Density input -

Density power -

Analog i/p +

Analog i/p -

Analog pwr+

Analog pwr -

7950 Flow Computer/Signal Converter

10k1 12

11

2kR

MTL

557

5

ZD1

Ajuste do interruptor de nível de acionamento da barreira

Tensão Zener

12V 6.2V 6V 13V 3V 16V

Observação: Quando o 7812 aprovado pela ATEX/IECEx for instalado em uma área de risco, o manual de

instruções de segurança fornecido junto com o equipamento é o documento oficial.

Figura 5-4: Conexão de 2 fios do 7950 com o 7812 usando isoladores galvânicos (áreas não perigosas)

5-4

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

Transducer 7812

1+SIG A

2-

3+SIG B

4-

5

6

7

8

PRT

Density power +PL9/1

Ch.1

PL9/2

PL9/3

PL9/4

PL12/1

PL12/2

PL12/3

PL12/4

PL9/5Ch.2

PL9/6

PL9/7

PL9/8

PL12/5

PL12/6

PL12/7

PL12/8

Density input +

Density input -

Density power -

PRT power +

PRT signal +

PRT signal -

PRT power -

7950 Flow Computer/Signal Converter

Figura 5-5: Conexão de 3 fios do 7950 com o 7812 (áreas seguras)

5-5

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

Transducer 7812

1+SIG A

2-

3+SIG B

4-

5

6

7

8

PRT

MTL 764 (+ve)3

4

1

2

MTL 764 (+ve)3

4

1

2

Hazardous Area Safe Area

MTL 787 (+ve)3

4

1

2

Density power +PL9/1

Ch.1

PL9/2

PL9/3

PL9/4

PL12/1

PL12/2

PL12/3

PL12/4

PL9/5Ch.2

PL9/6

PL9/7

PL9/8

PL12/5

PL12/6

PL12/7

PL12/8

Density input +

Density input -

Density power -

PRT power +

PRT signal +

PRT signal -

PRT power -

7950 Flow Computer/Signal Converter

Observação: Quando o 7812 aprovado pela ATEX/IECEx for instalado em uma área de risco, o manual de

instruções de segurança fornecido junto com o equipamento é o documento oficial.

Figura 5-6: Conexão de 3 fios do 7950 com o 7812 usando barreiras de segurança do diodo de derivação (Áreas perigosas)

5-6

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

Transducer 7812

1+SIG A

2-

3+SIG B

4-

5

6

7

8

PRTM

TL 5

532

4

1

14

13

5

3

12

11

1

4

14

13

Hazardous Area Safe Area

Density power +PL9/1

Ch.1

PL9/4

PL9/3

PL9/2

PL14/2

PL14/3

PL14/1

PL14/4

PL9/5

Ch.2

PL9/8

PL9/7

PL9/6

PL14/6

PL14/7

PL14/5

PL14/8

Density input +

Density input -

Density power -

Analog i/p +

Analog i/p -

Analog pwr+

Analog pwr -

7950 Flow Computer/Signal Converter

5 12

11

2kR

MTL

557

5

Observação: Quando o 7812 aprovado pela ATEX/IECEx for instalado em uma área de risco, o manual de instruções de segurança fornecido junto com o equipamento é o documento oficial.

Observação: o interruptor de nível de acionamento da barreira deve ser ajustado para 3 Volts.

Figura 5-7: Conexão de 3 fios do 7950 com o 7812 usando isoladores galvânicos (áreas não perigosas)

5-7

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

5.4.2 Conexões com o conversor de sinal/calculadora de vazão do 7951

Transducer 7812

1+SIG A

2-

3+SIG B

4-

5

6

7

8

330R

PRT

7951 Signal Converter/Flow Computer

24V pwr +PL5/9 (SK6/22)Ch.1

PL5/1 (SK6/14)

PL5/2 (SK6/15)

PL5/10 (SK6/24)

PL7/1 (SK7/14)

PL7/2 (SK7/15)

PL7/3 (SK7/16)

PL7/4 (SK7/17)

PL5/9 (SK6/22)Ch.2

PL5/3 (SK6/16)

PL5/4 (SK6/17)

PL5/10 (SK6/24)

PL7/5 (SK7/18)

PL7/6 (SK7/19)

PL7/7 (SK7/20)

PL7/8 (SK7/21)

Den ip +

Den ip -

24V pwr -

PRT pwr +

PRT sig +

PRT sig -

PRT pwr -

(0V dc)

(Den -)

(+24V dc)

(Den +)

Figura 5-8: Conexão de 2 fios do 7951 com o 7812 (áreas seguras)

Transducer 7812

1+SIG A

2-

3+SIG B

4-

5

6

7

8

PRT

MTL 787 (+ve)3

4

1

2

MTL 764 (+ve)3

4

1

2

MTL 764 (+ve)3

4

1

2

Hazardous Area Safe Area

7951 Signal Converter/Flow Computer

24V pwr +PL5/9 (SK6/22)Ch.1

PL5/1 (SK6/14)

PL5/2 (SK6/15)

PL5/10 (SK6/24)

PL7/1 (SK7/14)

PL7/2 (SK7/15)

PL7/3 (SK7/16)

PL7/4 (SK7/17)

PL5/9 (SK6/22)Ch.2

PL5/3 (SK6/16)

PL5/4 (SK6/17)

PL5/10 (SK6/24)

PL7/5 (SK7/18)

PL7/6 (SK7/19)

PL7/7 (SK7/20)

PL7/8 (SK7/21)

Den ip +

Den ip -

24V pwr -

PRT pwr +

PRT sig +

PRT sig -

PRT pwr -

(0V dc)

(Den -)

(+24V dc)

(Den +)

Observação: Quando o 7812 aprovado pela ATEX/IECEx for instalado em uma área de risco, o manual de instruções de segurança fornecido junto com o equipamento é o documento oficial.

Figura 5-9: Conexão de 2 fios do 7951 com o 7812 (áreas perigosas)

5-8

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

Transducer 7812

1+SIG A

2-

3+SIG B

4-

5

6

7

8

PRT

7951 Signal Converter/Flow Computer

24V pwr +PL5/9 (SK6/22)Ch.1

PL5/1 (SK6/14)

PL5/2 (SK6/15)

PL5/10 (SK6/24)

PL7/1 (SK7/14)

PL7/2 (SK7/15)

PL7/3 (SK7/16)

PL7/4 (SK7/17)

PL5/9 (SK6/22)Ch.2

PL5/3 (SK6/16)

PL5/4 (SK6/17)

PL5/10 (SK6/24)

PL7/5 (SK7/18)

PL7/6 (SK7/19)

PL7/7 (SK7/20)

PL7/8 (SK7/21)

Den ip +

Den ip -

24V pwr -

PRT pwr +

PRT sig +

PRT sig -

PRT pwr -

(0V dc)

(Den -)

(+24V dc)

(Den +)

Figura 5-10: Conexão de 3 fios do 7951 com o 7812 (áreas seguras)

Transducer 7812

1+SIG A

2-

3+SIG B

4-

5

6

7

8

PRT

MTL 764 (+ve)3

4

1

2

MTL 764 (+ve)3

4

1

2

Hazardous Area Safe Area

MTL 787 (+ve)3

4

1

2

7951 Signal Converter/Flow Computer

24V pwr +PL5/9 (SK6/22)Ch.1

PL5/1 (SK6/14)

PL5/2 (SK6/15)

PL5/10 (SK6/24)

PL7/1 (SK7/14)

PL7/2 (SK7/15)

PL7/3 (SK7/16)

PL7/4 (SK7/17)

PL5/9 (SK6/22)Ch.2

PL5/3 (SK6/16)

PL5/4 (SK6/17)

PL5/10 (SK6/24)

PL7/5 (SK7/18)

PL7/6 (SK7/19)

PL7/7 (SK7/20)

PL7/8 (SK7/21)

Den ip +

Den ip -

24V pwr -

PRT pwr +

PRT sig +

PRT sig -

PRT pwr -

(0V dc)

(Den -)

(+24V dc)

(Den +)

Observação: Quando o 7812 aprovado pela ATEX/IECEx for instalado em uma área de risco, o manual de instruções de segurança fornecido junto com o equipamento é o documento oficial.

Figura 5-11: Conexão de 3 fios do 7951 com o 7812 (áreas perigosas)

5-9

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

5.5 Conexões do sistema (EQUIPAMENTO DE PROPRIEDADE DO CLIENTE)

5.5.1 Áreas não perigosas

Fonte de alimentação no medidor de densidade: 15,5V a 33V cc, 25mA min. Fonte de alimentação no RTD: 5mA máx.

A frequência na qual o 7812 está operando pode ser detectada de uma das seguintes maneiras:

(a) Para a opção de 2 fios, um resistor da série 330Ω deve ser usado na linha de alimentação +ve. As

conexões elétricas que precisam ser feitas são mostradas na Figura 5-12. O sinal no resistor 330Ω é superior a 2V de pico a pico. A impedância mínima do equipamento de medição do sinal deve ser 500kΩ. Quando for necessário, os capacitores 1nF bloquearão a tensão cc da fonte de alimentação para o equipamento de medição.

(b) Para a opção de 3 fios, a frequência pode ser medida diretamente. As conexões elétricas que precisam ser

feitas são mostradas na Figura 5-14.

Transducer 7812

1+SIG A

2-

3+SIG B

4-

5

6

7

8

330R

PRT

1nF

1nF

Power +

Power -

Signal +

Signal -

5V pk to pk

PRT Supply +

PRT Supply -

PRT Signal

Note: The 1 nF capacitor may not be necessary, depending on the input circuit of the customer’s equipment.

Figura 5-12: Conexão de 2 fios do 7812 (Área segura)

5-10

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

5.5.2 Áreas perigosas Os seguintes diagramas de fiação foram fornecidos para auxiliar na utilização do 7812 em áreas seguras e perigosas. Quando o 7812 for instalado em uma área perigosa, consulte o manual de instruções de segurança fornecido com o equipamento para cinhecer os problemas gerais de segurança e instalação ATEX/IECEx. Para obter os desenhos da instalação CSA, consulte os desenhos do sistema no Apêndice H.

Transducer 7812

1+SIG A

2-

3+SIG B

4-

5

6

7

8

PRT

MTL 787 (+ve)3

4

1

2

MTL 764 (+ve)3

4

1

2

MTL 764 (+ve)3

4

1

2

Hazardous Area Safe Area

Power + (24.25 to 27V DC, 30mA)

Power -

Signal +

Signal -

PRT Supply + (5V, 5mA)

PRT Supply -

PRT Signal

1nF

1nF10kΩ

Observação: Quando o 7812 aprovado pela ATEX/IECEx for instalado em uma área de risco, o manual de instruções de segurança fornecido junto com o equipamento é o documento oficial.

Observação: o capacitor 1 nF talvez não seja necessário, dependendo do circuito de entrada do equipamento do cliente.

Figura 5-13: Conexão de 2 fios do 7812 (Área perigosa)

5-11

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

Transducer 7812

1+SIG A

2-

3+SIG B

4-

5

6

7

8

PRT

Power +

Power -

Signal +

Signal -

6V pk to pk

PRT Supply +

PRT Supply -

PRT Signal

Figura 5-14: Conexão de 3 fios do 7812 (Área segura)

Transducer 7812

1+SIG A

2-

3+SIG B

4-

5

6

7

8

PRT

MTL 787 (+ve)3

4

1

2

MTL 764 (+ve)3

4

1

2

MTL 764 (+ve)3

4

1

2

Hazardous Area Safe Area

Power + (24 to 27V DC, 30mA)

Power -

Signal +

Signal -

PRT Supply + (5V, 5mA)

PRT Supply -

PRT Signal

1nF

*

*Exchange if PRT - signal line is to be grounded

*

Observação: Quando o 7812 aprovado pela ATEX/IECEx for instalado em uma área de risco, o manual de instruções de segurança fornecido junto com o equipamento é o documento oficial.

Observação: o capacitor 1 nF talvez não seja necessário, dependendo do circuito de entrada do equipamento do cliente.

Figura 5-15: Conexão de 3 fios do 7812 (Área perigosa) 5-12

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

5.6 Verificações pós-instalação Após a instalação, o seguinte procedimento indicará, em um grau maior de confiança, que o 7812 está funcionando corretamente. (a) Verificação elétrica Meça o consumo de corrente e a tensão de alimentação no amplificador 7812. O resultado deve estar entre os seguintes limites: 15,5V a 33V cc (Áreas seguras) 15,5V a 21,5V cc (Áreas perigosas) entrada de 10 mA a 24 V CC (Corrente nominal de entrada) máximo de 17 mA (Areas seguras e classificadas, qualquer tensão de entrada). (b) Verificação da estabilidade Verifique a estabilidade do sinal de saída da frequência usando um medidor de período em uma contagem de 1000 ciclos. O desvio da medição deve estar dentro de 2ns. Se esse valor for excedido, é provável que haja sujeira no elemento de detecção. Este teste pode ser realizado em qualquer densidade de gás, desde que esteja estável e inalterado. Deve-se observar que não é prático tentar realizar este teste em ambientes barulhentos ou com vibração alta.

(c) Verificação de descontinuidade Se o sinal de saída estiver sendo alimentado através de um conversor de sinal em um gravador de gráfico, normalmente, é uma prática recomendada aumentar lentamente a pressão do gás no 7812 até seu valor máximo e, em seguida, ventilá-lo lentamente nas condições atmosféricas. Este teste garante que qualquer descontinuidade de desempenho em todo o range será identificada como uma etapa ou ponto, em outros contextos o ponto estável em um valor de densidade específico no aumento ou redução da pressão do gás. Qualquer continuidade assim pode ser investigada melhor para resolver se a falha é do 7812 ou do gravador.

5-13

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

5-14

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

Capítulo 6 Interpretação do certificado de calibração

6.1 Certificado de calibração Os medidores de densidade do gás 7812 são calibrados na fábrica e fornecidos com seus próprios certificados de teste e de calibração (veja o Apêndice B). Este certificado especifica as diversas constantes de calibração que permitem ao usuário converter o sinal periódico da saída do 7812 em um valor de densidade.

6.2 Números de série do instrumento Dois números de série estão listados em cada certificado de calibração, o número do sensor e o número do cilindro vibratório. Se o cilindro for substituído, um novo certificado deverá ser emitido, pois os dados da calibração são exclusivos de cada cilindro. Se o cilindro for removido simplesmente para limpeza e, em seguida, substituído, a calibração deverá permanecer inalterada, mas após a remontagem deve-se realizar a verificação da calibração para garantir que a montagem esteja correta e que não houve danos.

6.3 Teste de pressão A pressão na qual o 7812 foi testado está especificada em cada certificado.

6.4 Equação geral da densidade As constantes básicas do medidor KO, K1 e K2 são calculadas a partir da calibração de fábrica, registrando o tempo periódico do sinal de saída em valores de densidade especificados. Utilizando essas constantes e a equação geral de densidade é possível calcular a densidade do gás dentro do medidor. Densidade D = ……………………………(1) 22K1K0K τ+τ+Onde: D = densidade não corrigida (kg/m3) τ= Tempo periódico (μs)

K0, K1, K2 = Constantes do certificado de calibração Está estabelecido no certificado de calibração que as constantes básicas são determinas a partir da calibração em uma temperatura de 20 °C e em um gás conhecido (Argônio ou nitrogênio). Se as condições operacionais do 7812 forem diferentes das condições de calibração, será necessário fazer a correção na densidade calculada usando a equação geral.

OBSERVAÇÃO: Para obter medições de densidade ideais, os conversores de sinal/calculadoras de vazão devem resolver o sinal do período em ±1ns. Para conseguir isso com o 7950/7951/7955, configure o tempo do ciclo de destino como 10 segundos.

6.5 Correções de temperatura Se o 7812 opera em temperaturas diferentes de 20 °C, deve-se fazer uma correção na densidade calculada usando a equação (1) para obter uma precisão melhor. A equação para correção da temperatura usa dados do coeficiente fornecido no certificado de calibração e é o seguinte:

Dt = ( )[ ] ( )20t19K20t18K1D −+−+ ……………(2)

Onde: Dt = Densidade corrigida da temperatura (kg/m3)

D = Densidade calculada usando a equação (1) t = Temperatura (°C)

K18, K19 são constantes do certificado de calibração.

6-1

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

6-2

6.6 Dados da compensação do usuário do gás O 7812 normalmente é calibrado em nitrogênio ou argônio. Se os medidores 7812 forem utilizados em gases diferentes do seu gás de calibração, pode ser desejável introduzir uma compensação de calibração. Esta compensação de calibração se deve às alterações na velocidade do som do gás e está descrita mais detalhadamente no Apêndice D. A Equação do usuário de gás é uma descrição aproximada das correções necessárias para uma mistura típica de gás de calibração e metano e é de grande valor na determinação da magnitude de qualquer compensação de calibração.

Densidade corrigida = ( )

⎥⎥⎥⎥⎥

⎢⎢⎢⎢⎢

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

+−

++ρ

4K

273TC

273TC3K

1 g

g

c

c

……………….….(3)

Onde: Cg = Coeficiente/gravidade específica do aquecimento específico do gás medido.

Cc = Coeficiente/gravidade específica do aquecimento do gás de calibração.

ρ = Densidade indicada ou densidade corrigida da temperatura.

K3 = Constante do medidor

K4 = Constante do medidor

Tc = Coeficientes de calibração

Tg = Temperatura do gás que está sendo medido.

As constantes K3 e K4 do 7812 serão especificadas no certificado de calibração junto com a equação (3), caracterizada para a calibração. Se um Certificado de calibração do usuário de gás for necessário, entre em contato com a fábrica usando os detalhes no verso da página. Este é um certificado de calibração exclusivo corrigido por computador para o qual o usuário deve fornecer os seguintes dados: (a) O tipo e o teor percentual (em unidade de massa ou volume) do gases presentes na mistura. (b) O range da densidade de calibração necessário em kg/m3. Este range de densidade deve estar dentro do

range de densidade de calibração do nitrogênio ou argônio.

(c) A temperatura operacional média em °C.

Esses dados, junto com os dados primários de calibração do instrumento, são utilizados para calcular os novos fatores de calibração de K0, K1, K2, K18 e K19.

Deve-se observar que os coeficientes de correção de temperatura K18 e K19 agora incluem o efeito das mudanças na velocidade do som com a temperatura e operam a partir de uma temperatura DATUM que agora é especificada como temperatura operacional média e não de 20°C como é a prática normal.

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

Capítulo 7 Calibração e desempenho

7.1 Calibração de fábrica Os medidores de densidade do gás 7812 são calibrados antes de saírem da fábrica de acordo com os Instrumentos padrão de transferência rastreáveis nas normas nacionais. Os medidores padrão de transferência são calibrados usando o cálculo PTZ de densidade usando as equações de densidade do gás Wagner e Span.

7.2 Calibração dos padrões de transferência A calibração é realizada de acordo com as condições listadas a seguir.

7.2.1 Gás de calibração Os gases de calibração usados são nitrogênio de alta pureza livre de oxigênio e argônio de alta pureza, ambos com impurezas estabelecidas proporcionando um erro na densidade do gás puro de menos de 20 partes por milhão.

7.2.2 Temperatura de calibração 20 °C controlados em uma câmara estabilizada sem corrente de ar medido através de 100-Ω PRT certificado pela UKAS, incerteza de menos de ±0,05°C. Isso é equivalente a ±0,02% na leitura da densidade no controle.

7.2.3 Medição da pressão Onze pontos espaçados mais ou menos equidistantes em todo o range do 7812, incluindo uma leitura de vácuo para verificações da calibração em campo. A medição é feita usando um equilíbrio de pressão Pressurements certificado pela UKAS (testador de peso morto) com uma incerteza de menos de ±0,01% na leitura.

7.2.4 Avaliação da densidade O cálculo da densidade é feito a partir da medição da pressão e da temperatura, usando as equações de Wagner e Span do estado para nitrogênio e argônio.

7.2.5 Derivação de constantes Um melhor ajuste desses pontos experimentais para a próxima curva é determinado:

22K1K0K τ+τ+=ρ Os valores K0, K1 e K2 são derivados para o range de densidade necessário e são utilizados para produzir uma tabela de calibração de densidade em relação à frequência/tempo periódico em um grande número de pontos no range de trabalho.

7.2.6 Dados calculados

O cálculo dos estágios 7.2.4 e 7.2.5 acima é obtido por um programa de computador especialmente desenvolvido para este fim. A entrada no computador é o programa e os dados experimentais de pressão/temperatura de 7.2.3 e Error! Reference source not found. acima. A saída do computador é incluída diretamente nos dados de calibração fornecidos com o 7812 sem mais transcrições para evitar erros.

7-1

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

7.3 Calibração usando padrões de transferência Dois instrumentos padrão de transferência são utilizados para fins de comparação cruzada e utilizam nitrogênio de ‘ponto branco’ ou argônio de alta pureza como segue.

7.3.1 Preparação

Os medidores 7812 são calibrados e os dois medidores 7812 padrão de transferência certificados são conectados em um sistema de pressurização/vácuo e imersos em um banho de água a 20 °C.

7.3.2 Calibração

Após a equalização da temperatura, os medidores 7812 são pressurizados de acordo com os valores de densidade indicados pelos Instrumentos padrão de transferência e os tempos periódicos estabelecidos.

7.3.3 Cálculo

A partir do dados coletados, uma equação de melhor ajuste é aplicada para estabelecer as constantes do 7812.

7.4 Avaliação do coeficiente de temperatura O coeficiente de temperatura é determinado em condições de densidade zero a partir das medições a 20 °C e normalmente a 70 °C. A partir dessas medições, os fatores de correção da temperatura K18 e K19 são determinados e, em seguida, especificados no certificado de calibração.

7.5 Métodos de verificação da calibração Os métodos de verificação destacados aqui são ideais para sistemas de desvio de amostra, mas podem ser aplicados em todos os medidores 7812. Apesar de não confirmar a precisão ponto a ponto de uma calibração completa, os resultados satisfatórios obtidos dessas verificações, junto com a estabilidade em longo prazo dos medidores 7812 , garantem a manutenção da pressão e a operação correta do instrumento.

7.5.1 Teste do ar ambiente

Com o ar ambiente no 7812, verifique, pelo certificado de calibração, se a frequência do sinal de saída corresponde à densidade do ar ambiente. A precisão na qual esta medição deve ser feita depende da distribuição da densidade e da precisão necessárias para o instrumento. Os números a seguir podem auxiliar neste teste, pois eles mostram a alteração na densidade do ar com as condições ambientais.

Pressão do ar (mm Hg)

Densidade a 10 °C (kg/m3)

Densidade a 20 °C (kg/m3)

790 760 730

1,294 1,224 1,195

1,247 1,199 1,152

7.5.2 Teste de pressão atmosférica

Provavelmente, este é o teste mais conveniente para executar. O 7812 deve ser isolado da tubulação de gás através do fechamento das válvulas de corte. Em seguida, o gás no 7812 é lentamente ventilado para a atmosfera. Isso proporcionará uma medição de densidade equivalente ao gás nas condições atmosféricas. Deve-se tomar muito cuidado, especialmente se a pressão inicial do gás for alta, para ventilar muito lentamente, evitando a refrigeração devido à expansão do gás.

7-2

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

7.5.3 Ponto de teste de vácuo

Este é o ponto de teste com maior precisão obtida e é alcançado pelo isolamento do 7812 a partir da tubulação de gás e, em seguida, a evacuação da câmara de detecção utilizando uma bomba de vácuo convencional (inferior a 1 mmHg). As principais vantagens deste ponto de teste são que a temperatura do 7812 e a composição do gás não são muito significativas.

Observação: essa condição de densidade zero NÃO fornecerá uma indicação zero ao utilizar os fatores de calibração K0, K1 e K2 e a verificação deve ser em relação ao período da densidade zero conforme listado no certificado de calibração.

Uma limitação do método do teste de vácuo é que, embora ele verifique precisamente o ponto zero, ele não verifica a sensibilidade do instrumento. Na teoria, e isso tem sido comprovado na prática, não é possível alterar a sensibilidade do instrumento sem alterar também seu ponto zero, exceto se o corpo do carretel tenha perdido a validade ou foi substituído. Um desvio de 0,01μs é equivalente a 0,004kg/m3 e, geralmente, uma estipulação de ±0,015μs deve ser obtida (veja a Seção 8.3).

A velocidade do som do gás também alterará a sensibilidade do instrumento, mas isso é permitido ao gerar um certificado de calibração do instrumento e só será aparente, em um grau limitado, quando a alteração for de um tipo de gás para outro.

7.5.4 Pressão/temperatura do teste de gás conhecido

As verificações de calibração podem ser feitas usando a relação pressão/temperatura/densidade de um gás conhecido, mas, nessas circunstâncias, a medição deve ser feita com cuidado e com tempo suficiente para estabilização. Em geral, a precisão da medição será de cerca de 0,5% da leitura.

7-3

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

7-4

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

Capítulo 8 Manutenção

8.1 Geral Os medidores de densidade do gás 7812 não têm peças móveis, reduzindo assim os requisitos de manutenção. As verificações da calibração devem ser realizadas em intervalos específicos para destacar um defeito ou uma deterioração no desempenho do 7812. Se ocorrer uma falha ou queda no desempenho do 7812, serão necessários mais testes para identificar a causa do defeito. A ação para solução é limitada à verificação de deposição, corrosão e condensação no elemento de detecção, o estado dos filtros em linha e algumas verificações elétricas nos circuitos do amplificador/corpo do carretel. O 7812 pode precisar de limpeza e, em casos extremos, talvez seja necessário substituir o 7812.

CUIDADO: É preciso muito cuidado ao manusear o 7812 durante o transporte e sua instalação ou remoção da tubulação.

8.2 Métodos de verificação da calibração Os métodos de verificação descritos no Capítulo 7, quando realizados no 7812, atestarão a facilidade de manutenção do instrumento.

8.3 Manutenção mecânica (a) Verificação do filtro

ADVERTÊNCIA: É importante que se tome cuidado para evitar a entrada de sujeira ou de partículas no

instrumento durante a manutenção do filtro, pois se isso ocorrer, o desempenho do equipamento será severamente afetado.

Os dois filtros em linha têm acesso fácil para manutenção e podem ser verificados com o 7812 em linha, de uma das duas seguintes maneiras: visualmente, removendo-os do 7812 seguindo o procedimento na Seção 8.5, ou deixando o 7812 no local, isolando-o da linha principal e a pressão e, em seguida, removendo cuidadosamente as portas dos dois filtros. Deve-se ter muito cuidado para garantir que não haja nenhuma sujeira ou partícula nos filtros nem que entrem no equipamento durante a verificação. O filtro também pode ser verificado experimentalmente através do procedimento na Seção 3.9.3. (b) Verificação de deposição, corrosão e condensação

1. Feche as válvulas de entrada e saída para isolar o 7812 e faça a sangria para a atmosfera.

2. Conecte uma bomba de vácuo simples, capaz de reduzir a pressão até o mínimo de 1mm Hg, na porta do monitor de pressão ou em outra conexão adequada para o sistema isolado.

3. Com o medidor funcionado nessas condições de vácuo, conecte um contador de frequência/tempo, com

uma estabilidade/precisão melhor do que uma parte em 100.000 (ou calculadora de vazão/processo) à saída do sinal e às linhas de alimentação negativa.

4. Verifique a leitura da densidade zero do período/frequência com aquela fornecida no certificado de

calibração.

5. Se a leitura for muito diferente do número calibrado (concessão para o coeficiente máximo da temperatura especificada de 0,002kg/m3 por °C e o fato de que uma mudança de 0,004kg/m3 na densidade corresponde a uma mudança de 0,01μs no período de tempo/frequência), a causa provável será deposição, corrosão ou condensação.

Se esse efeito ocorrer de modo inaceitável, o 7812 deverá ser removido para que o elemento de detecção possa ser limpo e substituído.

8-1

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

8.4 Manutenção elétrica O alojamento do amplificador do 7812 mostrando a placa terminal e a placa do amplificador/interconexão é ilustrado na Error! Not a valid bookmark self-reference.. O diagrama de interconexão é incluído para referência na Figura 8-2.

Figura 8-1: Alojamento do amplificador

Figura 8-2: Diagrama de interconexão do 7812

+

8-2

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

(a) Realize testes de consumo de corrente e da fonte de alimentação nos terminais do 7812. Deve resultar em: 17mA ±1mA em l5,5V a 33V

Remova a fonte de alimentação do 7812. Se o consumo de corrente for suspeito, substitua o amplificador do 7812.

(b) Identifique as bobinas de excitação (terminais 15 e 16) e desconecte os fios da bobina de excitação do

amplificador. Meça a resistência das bobinas de excitação. Deve ser:

70Ω ±10 a 20 °C. Reconecte os fios da bobina de excitação no amplificador.

(c) Identifique as bobinas de entrada (terminais 13 e 14) e desconecte os fios de entrada do amplificador.

Meça a resistência das bobinas de entrada. Deve ser: 70Ω ±10 a 20 °C.

Reconecte os fios da bobina de entrada no amplificador.

(d) Verifique o elemento do termômetro de resistência de platina 100 nos terminais 9, 10, 11 e 12. O valor da

resistência do elemento depende da temperatura, conforme mostrado no Apêndice E.

8.5 Desmontagem do 7812 Observação: Todos o os parafusos devem ser fixados usando trava-rosca Loctite e talvez seja necessário

aplicar solvente Loctite antes da remoção.

8.5.1 Remoção do 7812 da tubulação Versões de instalação da bolsa de ar (78121/2/3/4)

(a) Isole o 7812 da tubulação principal. (b) Desligue a excitação elétrica. (c) Ventile a tubulação de desvio da amostra na atmosfera e desconecte do 7812. Cubra as extremidades

abertas da tubulação de desvio. (d) Remova a tampa do alojamento do amplificador na câmara que contém a placa de conexão do usuário. Esta

é a câmara mais próxima ao eixo da prensa do cabo. Libere as conexões do cabo no bloco do terminal, afrouxe a porca da bucha e permita que o cabo seja removido. Isole as extremidades livres.

(e) Remova os seis parafusos que fixam o instrumento na bolsa de ar. (f) Transfira o instrumento para um ambiente limpo para melhor desmontagem.

Versões da instalação do tubo transversal (78125)

a) Isole o transdutor usando as válvulas de corte de entrada e saída. b) Desligue a excitação elétrica.

8-3

c) Sangre todo o gás comprimido residual para a atmosfera por uma válvula de sangria conveniente. d) Remova a tampa do alojamento do amplificador na câmara que contém a placa de conexão do usuário. Esta

é a câmara mais próxima ao eixo da prensa do cabo. Libere as conexões do cabo no bloco do terminal, afrouxe a porca da bucha e permita que o cabo seja removido. Isole as extremidades livres.

e) Solte a unidade do tubo transversal.

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

f) Transfira o instrumento para um ambiente limpo para melhor desmontagem.

8.5.2 Remoção do alojamento eletrônico

(a) Remova o parafuso mais afastado do eixo da prensa do cabo. Isso permite o acesso à câmara que contém o suporte do amplificador,

(b) Remova o parafuso de fixação posicionado centralmente, libere e desconecte o PCB encapsulado da placa

de interconexão, terminais 17 a 23. (c) Desconecte as conexões elétricas do corpo do carretel, terminais 11 a 16. (d) Remova o pino de fixação que trava o alojamento no lugar no batoque e remova o alojamento, tomando

cuidado para não danificar nenhum dos fios de conexão.

8-4

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

Figura 8-3: Vistas em corte dos medidores 78121/2/3/4:

Vedação M14: 470112790 (E.P.) 470112800 (FPM/FKM) Vedação M17 470112810 (E.P.) 470112820 (FPM/FKM) Observação: Para obter mais números de peças, consulte a lista

CORP

8-5

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

8.5.3 Remoção do batoque

(a) O batoque (Figura 8-3, item 1) pode ser removido retirando os quatro parafusos (item 2) que o prendem no alojamento principal. Passe os fios de conexão através do batoque, tomando cuidado para não danificá-los.

(b) Examine os anéis O e, se necessário, substitua-os.

8.5.4 Remoção do cilindro, corpo do carretel e filtros

CUIDADO: A parede do cilindro é frágil. Deve-se tomar muito cuidado durante a remoção ou remontagem do elemento de detecção.

Versões de instalação da bolsa de ar 78121/2/3/4 (Veja a Figura 8-3)

(a) Remova os seis parafusos (item 3) que fixam o revestimento (item 4) ao alojamento principal. (b) Tenha muito cuidado ao remover o revestimento em uma direção axial, pois isso permite o acesso ao

conjunto do cilindro/corpo do carretel. Dois orifícios de ‘elevação’ são fornecidos para realizar a remoção, usando dois parafusos de fixação (item 3).

(c) Levante cuidadosamente o cilindro (item 5) e limpe esfregando levemente com um pano que não solte

fiapos, umedecido em solvente apropriado. (d) Novamente, com muito cuidado, remova o corpo do carretel (item 6). Limpe o corpo do carretel e verifique se

apresenta corrosão. (e) Abra os dois alojamentos do filtro e remova os filtros junto com as molas. Os filtros agora podem ser limpos

com acetona.

Se não houver corrosão ou qualquer outro dano aparente em nenhuma parte da peça, o instrumento poderá ser montado novamente na ordem inversa. Durante a remontagem do elemento de detecção, preste atenção especial para orientar corretamente a combinação cilindro/corpo do carretel. Para isso, o item 7 (parafuso de alinhamento do visor) é removido, permitindo que as marcas gravadas no cilindro e no corpo do carretel sejam verificadas para o alinhamento durante a ação de fixação do revestimento (veja a Figura 8-). Instale novamente o item 7 completo com a nova vedação.

Instale novamente o 7812 usando as operações na ordem inversa. Observações: 1. Recomendamos que os anéis 0 sejam substituídos durante a remontagem e revestidos com uma leve

camada de graxa de silicone.

2. Cubra as roscas do alojamento do filtro e das portas de entrada e saída de gás com uma camada fina de composto antiferrugem antes da remontagem.

8-6

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

e S

PARAFUSOS DE FIXAÇÃO 2

8-7

5

ALOJAMENTO DO SENSOR

4

Figura 8-4: Vista em corte do transdutor 78125

3 CILINDRO

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

Versões de instalação do tubo transversal do 78125 (Veja a figura 8-4) a) Remova os três parafusos (item 2) que fixam o alojamento do cilindro (item 3) à base de montagem. b) Tenha muito cuidado ao remover o alojamento do cilindro em uma direção axial, pois isso permite o acesso

ao conjunto do cilindro/corpo do carretel. c) Levante cuidadosamente o cilindro (item 4) e limpe esfregando levemente com um pano que não solte

fiapos, umedecido em solvente apropriado. d) Novamente, com muito cuidado, remova o corpo do carretel (item 5). Limpe o corpo do carretel e verifique

se apresenta corrosão. Se não houver corrosão ou qualquer outro dano aparente em nenhuma parte da peça, o instrumento poderá ser montado novamente na ordem inversa. Durante a remontagem do elemento de detecção, preste atenção especial para orientar corretamente a combinação cilindro/corpo do carretel (veja a figura 8-5). Coloque novamente o transdutor na instalação usando as operações na ordem inversa. Observação: recomendamos que os anéis 0 sejam substituídos durante a remontagem e revestidos com uma

leve camada de graxa de silicone.

Figura 8-5: Montagem do corpo do cilindro/cilindro mostrando as linhas de marcação

8-8

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

8.6 Testes pós-manutenção Não é necessário realizar uma calibração completa em um 7812 que tenha sido submetido a uma manutenção completa. No entanto, recomendamos que uma calibração de verificação, conforme descrito no Capítulo 7, seja realizada para garantir o desempenho correto. Se essa verificação revelar um desvio significativo de calibração , recomendamos realizar uma calibração completa ou que o 7812 seja devolvido à fábrica para uma análise adicional do defeito. Se durante a manutenção um cilindro foi trocado, é essencial realizar uma calibração de verificação no range de densidade zero e superior, usando os números do certificado para o novo cilindro. Entretanto, normalmente recomenda-se que uma calibração completa seja realizada, pois o corpo do carretel pode afetar a calibração do novo cilindro.

8.7 Localização de falhas A causa mais provável de defeitos é a presença de sujeiras ou condensado no elemento de detecção. Uma verificação visual na condição de dois cilindros e do corpo do carretel erradicará esta origem. A desorientação do corpo do carretel/cilindro e a instalação do cilindro errado, especialmente após uma manutenção, não deve ser descartada. Muito cuidado é essencial neste sentido. Por último, o mau funcionamento do amplificador é uma causa possível. Isso pode ser provado ajustando um amplificador de manutenção conhecido no 7812 ou verificando o amplificador suspeito em um sistema de reparo conhecido do 7812.

8-9

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

8.8 Lista de peças de reposição A tabela a seguir lista todas as peças de reposição disponíveis para o medidor de densidade do gás 7812. Elas são identificadas na Figura 8-6 para os medidores 78121/2/3/4 e a Figura 8-7 para medidores 78125.

Número da peça Descrição Material

423010350 423010760 450600260 450600270 450600720 470111450 470111340 470111470 470111590 470112040 470112050 470112540 470112550 470112560 470112570 470112610 470112620 470112680 470112720 470112790 470112800 470112810 470112820 470112830 470112880 470112890 470112930 78102000X 78120202EVV 78120202FVV 78120202GVV 78120204A 78122025A 78122026A 78123723A

*A *A *A *B *B *B *A *B *A *B *A *B *B *A

Mola de 0,437 pol. de D/E x 0,5 pé de comprimento Mola de compressão de 0,312 pol. de D/E x 2,5 pés de comprimento Filtro de entrada 2 mícrons Filtro de saída 90 mícrons Adaptador fêmea para macho de 1/4 de polegada NPT Anel 0 de 1,125 pol. de D/I Anel 0 de 0,500 pol. de D/I Anel 0 de 1,812 pol. de D/I Anel 0 de 0,437 pol. de D/I Anel 0 de 0,437 pol. de D/I Anel 0 de 1,125 pol. de D/I Anel 0 de 18,1 mm de D/I, 21 0,3 mm de D/E Anel em C de 26,97 mm de D/E Anel antiextrusão de 0,801 pol. de D/I Anel antiextrusão de 1,1 pol. de D/I Vedação M4 Vedação M4 Anel 0 de 97 mm de D/I, 102 mm de D/E Anel O de 20,5 mm 30 mm de D/E Vedação M14 Vedação M14 Vedação M17 Vedação M17 Anel 0 de 0,500 pol. de D/I Anel 0 de 0,812 pol. de D/I, 0,937 pol. de D/E Anel 0 de 0,812 pol. de D/I, 0,937 pol. de D/E Anel 0 de 2,25 pol. de D/I, 2,50 pol. de D/E Junta Conjunto do amplificador (CENELEC) Conjunto do amplificador (ATEX) (antes de março de 2012) Conjunto do amplificador (ATEX/IECEx, CSA) (depois de março de 2012) Fabricação do corpo do carretel Parafusos, laminado, M5 x 20 Parafusos, laminado, M6 x 25 Junta, antivibração

ST/ST 316 FPM/FKM FPM/FKM FPM/FKM FPM/FKM E.P. E.P. SILICONE INCONEL X-750 E.P. FPM/FKM NITRILO FPM/FKM E.P. FPM/FKM E.P. FPM/FKM E.P. E.P. FPM/FKM FPM/FKM NEOPRENE NEOPRENE

Observação: as peças de reposição listadas são comuns aos 7812*A e 7812*B, exceto quando

indicado na coluna 2 por *A (somente 7812*A) ou *B (somente 7812*B).

8-10

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

Figura 8-6: Vista da seção em corte do medidor 78121/2/3/4 mostrando os números das peças de reposição

8-11

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

8-12

RE

Fçã

o

Figura 8-7: Vista da seção em corte do transdutor 78125 mostrando os números das peças de reposição

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

A-1

Appendix A Especificação 7812

A.1 Desempenho Range de densidade 1 a 400 kg/m3 (0,06-25lb/pé3) Exatidão: < ±0,1% de leitura (Nitrogênio)

< ±0,15% de leitura (Gás natural e etileno fora da sua região crítica)

Pressão máxima: Operação: 3625 psi (250 bar) com kit de montagem de bolsa de ar Teste: 5437 psi (375 bar) Coeficiente de pressão: Desprezível Range de temperatura: -20 a +85 °C (-4 a 185 °F) Coeficiente de temperatura: <0,001 kg/m3/°C (0,00003lb/pé3/ºF)

A.2 Elétrico Fonte de alimentação: +15,5 a 33Vcc, 25mA (Áreas seguras) Sinal de saída: 1960Hz ±10% a 0 kg/m3 (0lb/pé3)

1580Hz ±10% a 60 kg/m3 (3,8lb/pé3) Pico a pico de 6V nominal para sistemas de 3 fios

5V nominais pico a pico ao longo de um resistor em série de 220 Ω a 470 Ω para um sistema com 2 fios.

A.3 Mecânica Conexões de gás: ¼” NPT (API) fêmea Filtros integrais: Entrada: 2,0 mícrons (exceto 78125) Saída: 90,0 mícrons Dimensões máximas: 364 x 139 mm (14,5” x 5,5”) Peso aproximado: 1/2/3/4: 5 kg (11 lb) 78125: 3,5 kg (7,7 lb) Materiais: O gás de processo deve ser compatível com Ni-Span-C902, aço inoxidável

AISI316 Stycast Catalyst 11 e ferro Permendur

A.4 Aprovação de segurança Status: ATEX/IECEx (Consulte o folheto de instruções de segurança MMI-78125010/SI)

Diretiva para equipamento de pressão (Consulte o folheto de instruções de segurança 78128012/SI.) CSA (Consulte o Apêndice H)

A.5 Compatibilidade eletromagnética (EMC) Status: Aprovado para EN 61326

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A-2

A.6 Meio ambiente Classificação ambiental: IP66 (para o 78125, isso se aplicará quando a unidade estiver instalada)

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

Appendix B Certificado de calibração

Figura B-1: Exemplo de certificado principal do nitrogênio

B-1

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B-2

Figura B-2: Exemplo de certificação do usuário de gás

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

Appendix C Medição de orifício

O sistema de medição de orifício é atualmente o método mais usado para medição precisa da vazão do gás natural. O medidor de orifício é um dispositivo do tipo pressão diferencial no qual a placa de orifício causa uma queda de pressão entre os lados montante e jusante. A taxa da vazão é substancialmente determinada a partir das dimensões do sistema e das medições da pressão diferencial e da densidade do fluido. A incerteza global do medidor de orifícios, incluindo as fontes de erro de instrumentação secundária, como um densitômetro, pode ser tão baixa quanto 1,0%. Um sistema de medição típico da placa de orifício é mostrado em Figura C-1.

Figura C-1: Sistema típico de medição da placa de orifício

EQUAÇÕES BÁSICAS DE VAZÃO

Para estabelecer a vazão volumétrica ou a vazão de massa através de uma placa de orifícios, é necessário conhecer a densidade do fluido no orifício e a pressão diferencial através do orifício. Entretanto, deve-se observar que a densidade do gás mudará da jusante do orifício para a montante devido à queda de pressão na placa de orifício. Isso está ilustrado em Figura C-2.

C-1

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

Figura C-2: Variação da pressão ao longo da parede do tubo para placa de orifício de borda quadrada

A taxa da vazão de massa, qm, é fornecida por:

⎜⎜

⎛ρΔ⎟

⎟⎠

⎞π∈= 1

2

1m p24dCEq …………………………… .......................................................... (D1)

Onde: C = Coeficiente de descarga. (Devido à contração das linhas de gás a jusante da placa que fazem com que a taxa de vazão real seja cerca de um terço menos do que o valor teórico e ideal. C = 0,6 aproximadamente.)

E = Velocidade do fator de aproximação ∈1 = Fator de expansão no rosqueamento do orifício a jusante d = Diâmetro do furo do orifício ρ1 = Densidade do gás no rosqueamento plano do orifício a jusante Δp = Pressão diferencial através dos rosqueamentos do orifício

Determinou-se experimentalmente que o fator de expansão para medição da densidade na rosca do flange a jusante seja fornecido pela equação:

( )kPp35.041.01

1

41

Δβ+−=∈ ………………………… ............................................................... (D2)

Onde: β = Coeficiente do diâmetro do orifício

k = Expoente isentrópico do gás P1 = Pressão absoluta a jusante do orifício

Embora esta seja a equação considerada na maioria das normas de medição de gás, não é prático medir a densidade do gás neste ponto sem causar distúrbios nas condições da vazão do gás. Como consequência, é necessário aplicar correções que se referem à densidade medida com o que está presente nas condições de flange a jusante. Para a maioria das medições a jusante, uma condição isotérmica de gás ideal é considerada no caso dessa referência ser feita pela simples aplicação de pressões diferenciais. Por exemplo:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛Δ−

ρ=ρpP

P

1

121 ………………………………… ................................................................. (D3)

Onde: ρ2 = Densidade do gás no plano do rosqueamento do orifício a montante Se a expansão isentrópica for considerada, essa equação se tornará:

n

1

121 pP

P⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛Δ−

ρ=ρ ……. ......................................................................................... ……..…(D4)

Onde: n = 1 para expansão isotérmica, ou 1/k para expansão isentrópica ondek = expoente isentrópico do gás

Para uma abordagem mais exata, é necessário considerar os efeitos reais no gás à medida que ele passa pelo sistema. Para o Método de Recuperação de Pressão, normalmente recomendado, deve-se observar que a medição da densidade está em uma condição de temperatura após a recuperação completa da pressão, e a condição da pressão é a na rosca do flange a montante.

C-2

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

A taxa da vazão de volume, qv é fornecida por:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ρ

= mv

qq ………………………………………… ............................................................. (D5)

Quando a densidade, ρ, na equação acima, estiver na mesma temperatura e pressão iguais às na qual o volume é indicado. A velocidade do fator de aproximação E corrige a equação da vazão para o efeito da energia cinética a jusante na pressão diferencial através do orifício. O último é proporcional ao quadrado da velocidade, que é inversamente proporcional ao quadrado do diâmetro do orifício e, assim, E e beta estão relacionados como segue:

⎟⎟⎟

⎜⎜⎜

β−=

41

1E ………………………………….. ................................................................... (D6)

Assim, a equação (Dl) pode ser escrita:

1

2

41

m p24d

1

Cq ρΔ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ π⎟⎟⎟

⎜⎜⎜

β−

∈= ……………….. …... ............................................................. (D7)

C-3

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

C-4

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

Appendix D Efeito da velocidade do som (VOS)

D.1 Métodos de correção da VOS O elemento de detecção dentro do Medidor de densidade do gás 7812 consiste em um cilindro de metal fino que é ativado para que ele vibre em um modo de aro na sua frequência natural. Como o gás que está sendo medido está em contato com o cilindro vibratório, isso influenciará a massa vibratória total, alterando, então, a frequência natural da ressonância. A densidade do gás para qualquer frequência ressonante particular pode, portanto, ser determinada. Existe, entretanto, uma segunda propriedade, mas consideravelmente menos significativa do gás, que influencia a frequência natural da vibração do elemento de detecção. Este segundo efeito é causado pela Velocidade do Som (VOS) no gás. Normalmente, os medidores 7812 são calibrados usando nitrogênio puro ou argônio, com a densidade sendo medida usando Instrumentos padrão de transferência. Em geral, a precisão desta calibração é melhor que 0,1% da densidade. Quando utilizar o 7812 em gases que não sejam o gás de calibração e onde a VOS for diferente, poderá ocorrer um pequeno desvio da calibração. Uma vez que este desvio pode ser previsto com precisão, é aconselhável introduzir correções da VOS para manter a melhor precisão de medição do 7812. O 7812 é menos sensíveis à influência da VOS do que os modelos anteriores deste instrumento e, como consequência, a necessidade de aplicar correções da VOS é menos provável. No entanto, quando isso for necessário, sugerimos usar um dos métodos de correção a seguir:

D.1.1 Método de equação do usuário de gás

Esta equação é mostrada nos certificados de calibração de nitrogênio ou argônio. Os coeficientes, que também são listados, são otimizados para misturas do gás de calibração e metano. Para outras misturas de gás, é necessário estabelecer novos valores de coeficiente, conforme descrito na Seção D.4. Este método de correção é recomendado para aplicações para as quais os dados de pressão não estão disponíveis, mas nas quais a composição do gás e a temperatura mudam.

D.1.2 Certificado de calibração do usuário de gás

Para a medição de um gás, que tem uma composição razoavelmente bem definida, um Certificado de calibração de usuário de gás pode ser fornecido – se for necessário, entre em contato com a fábrica usando os detalhes de contatos no verso da página. Este certificado especifica valores modificados de K0, K1, K2, K18 e K19 que são calculados a partir dos valores originais do nitrogênio ou argônio para incluir os efeitos da velocidade do som. Deve-se observar que esses valores modificados são otimizados para o range de densidade especificado e que os valores K18 e K19 agora incluem as mudanças da VOS com temperatura e devem ser aplicados com relação à temperatura de referência que agora é a Temperatura Média Operacional.

D.1.3 Método de pressão/densidade

Este método de correção é recomendado para medição de diferentes gases em condições operacionais diversas. Ele permite que a velocidade do som do gás seja calculada e que correções sejam aplicadas de uma maneira automática e com a melhor precisão. Para sua operação, é necessário ter uma medida da pressão da linha e um meio de realizar o cálculo, por exemplo, dentro de uma calculadora de vazão

A importância desses métodos de correção pode ser compreendida melhor examinando o efeito da velocidade do som em mais detalhes.

D-1

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

D.2 Influência da VOS no elemento de detecção da vibração Isso pode ser mostrado por um exame teórico do sistema vibratório que a VOS do gás de calibração e da influência do gás medido na densidade medida, conforme descrito pela equação a seguir:

⎥⎥⎥⎥⎥⎥

⎢⎢⎢⎢⎢⎢

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

τ+

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛τ

+ρ=ρ 2

g

2

c1A

cK1

cK1

............................................................................................... (E1)

Onde: ρA = Densidade verdadeira (kg/m3)

ρ1 = Densidade indicada do gás de calibração (kg/m2) cc = Velocidade do som do gás de calibração (m/s) cg = Velocidade do som do gás medido (m/s) τ = Tempo periódico do sinal de saída do sensor de densidade (μs K = Constante da velocidade do som do sensor de densidade = 2.10 x 104 para sensores 7812

Esta equação que forma a base de todos os métodos de correção foi verificada através de testes extensos em muitas misturas de gás. Uma ilustração aproximada deste efeito é mostrada na Figura D-1.

D-2

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

Densidade verdadeira = Densidade indicada - DESVIO

Para gases ideais: δρδ

γ=Pc e portanto

SGTc γ∝

Figura D-1: Desvio da velocidade do som do 7812 para nitrogênio e argônio

D-3

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

D.3 Cálculo da VOS do gás Para aplicar a correção, é necessário estabelecer a VOS nos gases de calibração e medido. Dentro do procedimento para gerar Certificados de calibração de usuário de gás existem métodos para calcular essa velocidade do som para o range de operação especificado e, assim, com a aplicação da equação E1, os novos fatores de calibração podem ser estabelecidos.

Ou então, a partir da termodinâmica de um gás, a VOS é fornecida pela equação:

T

Pc ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛δρδ

γ= ………………………….……………………………………………………(E2)

Onde: c = Velocidade do som no gás (m/s)

γ = Coeficiente de Cp/Cv de aquecimentos específicos

E: T

P⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛δρδ

= Coeficiente de alteração de pressão (Pa) para mudança de densidade (kg/m3) em

temperatura constante

Em baixas pressões e para gases ideais, esta equação pode ser simplificada para:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ρ

γ=Pc ………………………………………………………………….. ................ (E3)

Para considerar a situação não ideal, a equação E2 pode ser reescrita como:

320 6K5KPc ρ′+ρ′+⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛ρ

γ= ………………………………………………………….. . (E4)

Onde: c = Velocidade do som no gás (m/s)

γ0 = Coeficiente de baixa pressão de aquecimentos específicos P = Pressão (bar A)

K5’, K6’ = Coeficientes que podem ser estabelecidos a partir do conhecimento do comportamento real das misturas de gases relevantes

É a combinação das equações E1 e E3 ou E4 que forma a base do Método de pressão/densidade.

Além disso, desde que: ρP =

MZRTA

Onde: R = Constante universal dos gases

TA = Temperatura absoluta Z = Fator de compressibilidade M = Peso molecular

Decorre que: c =M

ZRTAγ ………………………………………………………………………….. .. (E5)

D-4

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

As equações E1 e E5 podem ser combinadas e simplificadas para formar a equação a seguir:

( ) ( ) ⎥

⎢⎢

⎟⎟

⎜⎜

⎛⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+γ

−⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+γ+ρ

+ρ=ρg0c01

1A 273TSG

273TSG

4K3K1 ..........................................(E6)

Onde: ρA = Densidade verdadeira (kg/m3)

ρ1 = Densidade indicada do gás de calibração (kg/m3)

SG = Gravidade específica do gás

γ0 = Coeficientes de aquecimento específicos de baixa pressão

( )c = Relacionados ao gás de calibração

( )g = Relacionados ao gás medido

K3, K4 = Coeficientes da equação do usuário de gás

T = Temperatura (°C)

A equação E6 é a base do Método de equação do usuário de gás. Observação: Os coeficientes da Equação do usuário de gás são calculados para produzir erro mínimo ao

mudar de um gás de calibração especificado para um gás medido típico em um range de densidade operacional especificado.

Os coeficientes mostrados no certificado principal de calibração são em relação às condições específicas no certificado. Valores alternativos para os coeficientes da equação do usuário de gás podem ser derivados de outras misturas de gases e condições.

D-5

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

D.4 Procedimento para derivação K3, K4 A partir da equação E1, o fator de correção para o efeito da velocidade do som (VOS) é:

Fator de correção de VOS = 2

g

2

c

cK1

cK1

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

τ+

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛τ

+ ............................................................... (E7)

Onde: cc = Velocidade do som do gás de calibração (m/s)

cg = Velocidade do som do gás medido (m/s)

τ = Tempo periódico do sinal de saída do sensor de densidade (μs)

K = Constante da velocidade do som para o sensor de densidade

= 2,10 x 104 para sensores 7812

Valores de τ nas densidades definidas são fornecidos no certificado de calibração. Os números da VOS são calculados a partir das equações fornecidas anteriormente ou diretamente a partir das tabelas de gás. Avalie os fatores de correção da VOS nas densidades mínima e máxima e, em seguida, calcule os fatores K3 e K4 como segue:

K4 = ( ) ( )BA

1A1B Ab

−ρ−−ρ− ................................................................................. (E8)

E: K3 = ( )( )C

4K1A A +ρ− ........................................................................................ (E9)

Onde: ρA = Densidade mínima (kg/m3)

ρB = Densidade máxima (kg/m3) A = Fator de correção da VOS em densidade mínima B = Fator de correção da VOS em densidade máxima

C = ( ) ( ) g0c0 273T

SG273T

SG⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+γ

−⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+γ

............................................................ (E10)

D-6

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

D.4.1 Exemplo

Para a calibração de um sensor 7812 usando nitrogênio a 20 °C, determine os fatores K3 e K4 para a operação em metano a 20 °C sobre um range de densidade de 10kg/m3 a 60kg/m3.

Fornecido em 10kg/m3: τ = 532 μs cc = 350m/s cg = 441m/s E a 60kg/m3: τ = 633 μs cc = 359m/s cg = 433m/s

Para gás nitrogênio: SG = 0,96716 γ0 = 1.400

( ) 00236.0

273TSG

c0=⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛+γ

Para gás metano: SG = 0,55883 γ0 = 1.292

( ) 00145.0

273TSG

g0=⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛+γ

Observação: O tempo periódico está disponível no certificado de calibração do sensor de densidade, enquanto os dados do gás podem ser extraídos das tabelas de referência do gás relevante. Da equação E7:

O fator de correção da VOS em 10kg/m3 A = 1,0046 O fator de correção da VOS em 60kg/m3 B = 1,0026

Da equação E10:

Fator C = 0,00236 - 0,00145 = 9,1 x 10-4

Da equação E8:

K4 = ( ) ( )0026.10046.1

1010046.16010026.1−

−−− = 55

Da equação E9:

K3 = ( )( )4101.9

551010046.1−×+− = 328,57

Na conclusão, a equação do usuário de gás para esta mistura de gás nitrogênio/metano é:

( ) ⎥

⎢⎢

⎟⎟

⎜⎜

⎛⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

+γ−

+ρ+ρ=ρ

g011A 273T

SG00236.05557.3281

Se desejável, esta equação pode ser simplificada ainda mais com pouca perda da precisão dispensando o termo do coeficiente de aquecimento específico (γ0). O valor modificado do fator VOS do gás de calibração é conhecido como fator K5’, embora o valor modificado resultante de K3 seja reclassificado como fator K6’ e é determinado como segue: Para gás nitrogênio, o fator K5’ é fornecido por:

K5’ = 273T

SG+

= 293

096716.0 = 0,00330

E: Fator C = 2935539.00033.0 − = 0,00141

D-7

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

D-8

com: K6’ = ( )( )00141.0

551010046.1 +− = 212,0

A versão simplificada da equação do usuário de gás para esta mistura de gás nitrogênio/metano é:

( ) ⎥

⎢⎢

⎟⎟

⎜⎜

⎛⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

−+ρ

+ρ=ρg1

1A 273TSG0033.0

552121

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

Appendix E Medição de etileno

E.1 Geral Com o aumento da importância do gás etileno na indústria petroquímica, junto com o aumento contínuo no custo da sua produção, está se tornando financeiramente evidente que um sistema preciso de medição de vazão é necessário para este gás. O sistema preferido é aquele com um medidor de vazão da turbina e densitômetro, pelo qual a vazão volumétrica e a densidade são usadas para calcular a vazão de massa. No entanto, a precisão na qual o densitômetro e o medidor são calibrados é de importância primordial.

As características do gás etileno são ilustradas na Figura E-1. Dentro da zona saturada, o etileno assume a forma de líquido e vapor saturado, as quantidades relativas de acordo com o volume da unidade dependem das condições existentes de pressão/temperatura. Nesta zona, nenhuma tentativa é feita para determinar a densidade de qualquer precisão razoável. Fora da zona saturada, o fluido tem fase única, exibindo as características de um gás em área de baixa pressão/densidade, embora na área de pressão/densidade alta as características sejam às de um líquido. A área sombreada na Figura E-1 representa o range normal de operação, onde a precisão mais alta da medição é essencial. Como esta é uma área de fronteira na região supercrítica de gás, os cálculos da densidade usando o método de pressão e temperatura são extremamente difíceis de serem obtidas com qualquer grau razoável de precisão. A Micro Motion criou o medidor 78125 especificamente para a medição de gás etileno supercrítico. A nova calibração é realizada usando argônio de alta pureza, considerando a correção das características da velocidade do som do elemento de detecção. Essas calibrações podem ser verificadas pela comparação com os instrumentos da norma de transferência com certificação NPL; em geral, a estipulação é melhor que 0,1% da leitura.

A Figura E-2 mostra o gráfico da Figura E-1 com uma sobreposição ilustrando a correção da velocidade do som como uma porcentagem da leitura. A Figura E-3 ilustra o procedimento rigoroso adotado para garantir o padrão de precisão do medidor 78125.

E-1

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

Figura E-1: Características do gás etileno

E-2

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

Figura E-2: Características do gás etileno com correção da VOS (velocidade do som) sobreposta

E-3

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

Figura E-3: Procedimento de verificação para calibração de instrumentos

E-4

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

E.2 Exemplo trabalhado

Figura E-4: Área ampliada do gráfico na Figura E-1

O gás etileno está em uma pressão constante de 72 bar e a variação de temperatura prevista é de 30°C a 35°C. Calcule a variação real da densidade e derive um conjunto de constantes KO, K1 e K2 modificadas para 7812.

A Figura E-4 ilustra a área apropriada do gráfico na Figura F-l, ampliada para mostrar o range das condições existentes para este exemplo.

Pela Figura E-4, são obtidos os seguintes valores da densidade indicada (1g/cm3 = 1000kg/m3):

ρA = 156,42 kg/m3 ρB = 177 kg/m3 ρC = 193.24 kg/m3

No certificado de calibração da 7812 as constantes do medidor são:

K0 = -84,991388 K1 = -0,02516094 K2 = 0,00045766 e os tempos periódicos relevante são obtidos usando a equação:

Densidade ρ = K0 + K1τ + K2τ2

Ou: τ = ( )2K2

0K2K41K1K 2 ρ−−+−

τA = 754,2942367 τB = 784,5977854 τC = 807,6803586

E-5

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

E-6

Agora, a partir da Figura F-4 e desviando a média dos deslocamentos da velocidade do som nos pontos A, B e C, os valores corrigidos da densidade do gás etileno nesses pontos são:

ρ’A = 156,42(1 + 0,007714) = 157,6266239 kg/m3

ρ’B = 177(1 + 0,007834) = 178,386618 kg/m3

ρ’C = 193,24(1 + 0,00737) = 194,6641788kg/m3

ou seja, os deslocamentos da velocidade do som são 0,7714%, 0,7834% e 0,737%, respectivamente

Como agora deve haver uma indicação diferente de densidade para os períodos τA, τB e τC, então, o conjunto de constantes K0, K1 e K2 modificadas é obrigatório. Elas são derivadas usando as seguintes equações:

Constante K2

( )( ) ( )( )( )( ) ( )( )AC

2A

2BAB

2A

2C

ACABABAC ''''2Kτ−ττ−τ−τ−ττ−τ

τ−τρ−ρ−τ−τρ−ρ= = 0.0003768812

Constante K1

( ) ( )( )AB

2A

2BAB 2K''1K

τ−ττ−τ−ρ−ρ

= = 0.1050886138

Constante K0

2AAA 2K1K'0K τ−τ−ρ= = -136.0713623

As constantes modificadas são aplicáveis apenas sobre o range de densidade de ρA a ρC, dentro das condições de temperatura e pressão estabelecidas e devem ser definidas no dispositivos eletrônico de leitura. Ao utilizar o 7950/7951/7955 (conversores de sinais/calculadoras de vazão), as alterações nas características da calibração do argônio ao etileno são realizadas dentro do instrumento. Isso pode ser feito continuamente no range operacional completo, adicionando uma entrada da pressão da linha no computador. As calibrações de argônio, combinadas com 7950/7951/7955 (que pode corrigir automaticamente os erros sistemáticos de 7812), oferecem o mais alto nível de precisão da medição em uma grande variedade de condições operacionais, no etileno puro e nas misturas de gases.

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

Appendix F Dados de referência

F.1 Tabelas de conversão

Parâmetro Unidades Unidades convertidas

Comprimento 1 polegada 1 pé

= 25,4 mm = 0,3048 m

Massa 1 lb 1 ton

= 0,45359237 kg = 1016,05 kg

Densidade lb/pé3 1 lb/gal 1 lb/US gal

= 16,0185 kg/m3 = 99,7763 kg/m3 = 119,8264 kg/m3

Pressão 1 lb/pol.2 1 atm 1 MPa 1 N/m2 1 mm Hg (0 °C) 1 mm WG (4 °C) 1 pol. Hg (0 °C) 1 pol. WG (4 °C)

= 68,9476 mbar = 1,01325 bar = 10 bar = 10 E-5 bar = 1,33322 E-3 bar = 98,0665 E-6 bar = 33,8639 E-3 bar = 2,49089 E-3 bar

Volume/Capacidade 1 pol.3 1 pé3 1 gal 1 US gal 1 barril EUA

= 16,8371 cm3 = 0,0283168 m3 = 4,54609 dm3 = 3,78541 cm3 = 0,158987 m3

Vazão de volume 1 pé3/min 1 gal/min 1 US gal/min 1 barril EUA/h MCFM (EUA) MMCFH (EUA)

= 40,776 m3/dia = 6,5463 m3/dia = 5,4510 m3/dia = 3,8157 m3/dia = 679,6 m3/dia = 679,6 E3 m3/dia

Vazão de massa 1 lb/h 1 ton/h

= 10,886 kg/dia = 1016,05 kg/h

Energia 1 BTU 1 kWh 1 therm

= 1,05506 kJ = 3,6 MJ = 105,506 MJ

Temperatura 0 °C x 1,8 = -32 °F

Viscosidade (dinâmica)

1 P 1 lb/pé/s ou 1 pdl s/pé2

1 slug/pé/s ou 1 lbf s/pé2

= 0,1 Pa s = 1,48816 Pa s = 47,8803 Pa s

Viscosidade (cinemática)

1 St 1 pé2/s

= 1 cm2/s = 9,29030 dm2/s

F-1

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

Observações: a viscosidade dinâmica (η) de um fluido newtoniano é dada por: η = τ x dv/dr onde r = tensão de cisalhamento entre dois planos paralelos com a direção de vazão; dv/dr = gradiente de velocidade em ângulos retos na direção da vazão. As dimensões da viscosidade dinâmica são M L-1 T-1 e a unidade SI é em segundos Pascal (Pa s). A viscosidade cinemática (υ) é a relação entre a viscosidade dinâmica e a densidade ρ. As dimensões da viscosidade cinemática são L2 T-1 e a unidade SI é em metros quadrados por segundo (m2/s)

F.2 Dados do produto

F.2.1 Lei da resistência da platina (em DIN 43 760)

°C Ohms °C Ohms °C Ohms °C Ohms °C Ohms

-200 18,53 -210 14,36 -220 10,41

-150 39,65 -160 35,48 -170 31,28 -180 27,05 -190 22,78

-100 60,20 -110 56,13 -120 52,04 -130 47,93 -140 43,90

-50 80,25 -60 76,28 -70 72,29 -80 68,28 -90 64,25

0 100,00 -10 96,07 -20 92,13 -30 88,17 -40 84,21

0 100,00 10 103,90 20 107,79 30 111,67 40 115,54

50 119,40 60 123,24 70 127,07 80 130,89 90 134,70

100 138,50 110 142,28 120 146,06 130 149,82 140 153,57

150 157,32 160 161,05 170 164,76 180 168,47 190 172,16

200 175,84 220 183,17 240 190,46 260 197,70 280 204,88

°F Ohms °F Ohms °F Ohms °F Ohms °F Ohms

-200 18,53 -210 14,36 -220 10,41

-150 39,65 -160 35,48 -170 31,28 -180 27,05 -190 22,78

-100 60,20 -110 56,13 -120 52,04 -130 47,93 -140 43,90

-50 80,25 -60 76,28 -70 72,29 -80 68,28 -90 64,25

0 100,00 -10 96,07 -20 92,13 -30 88,17 -40 84,21

0 100,00 10 103,90 20 107,79 30 111,67 40 115,54

50 119,40 60 123,24 70 127,07 80 130,89 90 134,70

100 138,50 110 142,28 120 146,06 130 149,82 140 153,57

150 157,32 160 161,05 170 164,76 180 168,47 190 172,16

200 175,84 220 183,17 240 190,46 260 197,70 280 204,88

F-2

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

F.2.2 Densidade do ar ambiente (em kg/m3)

Pressão do ar Temperatura do ar °C (°F)

(mb) 6 10 14 18 22 26 30

900 1,122 1,105 1,089 1,073 1,057 1,041 1,025

930 1,159 1,142 1,125 1,109 1,092 1,076 1,060

960 1,197 1,179 1,162 1,145 1,128 1,111 1,094

990 1,234 1,216 1,198 1,180 1,163 1,146 1,129

1020 1,271 1,253 1,234 1,216 1,199 1,181 1,163

Medido em uma umidade relativa de 50%

F.2.3 Densidade da água (em kg/m3 para escala de temperatura ITS - 90 )

Temp. em °C

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

0 999,840 999,940 999,972 999,940 999,848 999,699 999,497 999,244 998,943 998,595

20 998,203 997,769 997,295 996,782 996,231 995,645 995,024 994,369 993,681 992,962

40 992,212 991,432 990,623 989,786 988,922 988,030 987,113 986,169 985,201 984,208

60 983,191 982,150 981,086 980,000 978,890 977,759 976,607 975,432 974,237 973,021

80 971,785 970,528 969,252 967,955 966,640 965,305 963,950 962,577 961,185 959,774

100 958,345

Usar água pura, sem bolhas

F-3

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

F.3 Propriedades físicas dos compostos de gás

Composto Fórmula Peso molecular (1) Gravidade específica (2)

Hidrogênio Hélio Vapor de água Nitrogênio Monóxido de carbono Oxigênio Argônio Dióxido de carbono Ar (3) Sulfeto de hidrogênio Metano Etano Propano I-Butano N-Butano I-Pentano N-Pentano Hexano Heptano Octano

H2 He H20 N2 CO O2 Ar C02 - H2S CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C4H10 C5H12 C5H12 C6H14 C7H16 C8H18

2,01594 4,00260 18,01534 28,01340 28,01055 31,99880 39,94800 44,00995 28,96469 34,07994 16,04303 30,07012 44,09721 58,12430 58,12430 72,15139 72,15139 86,17848 100,20557 114,23266

0,069600 0,138189 0,621976 0,967157 0,967058 1,104752 1,379197 1,519435 1,000000 1,176603 0,553882 1,038165 1,522447 2,006730 2,006730 2,491012 2,491012 2,975294 3,459577 3,943859

Observações:

1. Com base nos pesos atômicos de 1961, referentes ao isótopo do carbono 12 (12 AMU), recomendado pela International Commission of Atomic Weights (Comissão Internacional de Pesos Atômicos) e a IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry, União Internacional de Química Pura e Aplicada).

2. A gravidade específica perfeita do gás representa a relação do peso molecular dos compostos com o

peso molecular do ar. 3. Peso molecular do ar com base nos componentes do ar atmosféricos fornecidos no Manual de Química

e Física, 53ª edição (1972-1973). O valor 28,96469 difere do número 28,966 fornecido pela Circular 564 da NBS devido às pequenas diferenças no conteúdo do componente e nas alterações nos pesos atômicos dos elementos estabelecidos em 1961; (valor de NBS baseado nos pesos atômicos de 1959).

A densidade relativa de gases de hidrocarbonetos mistos em 14,735 lb/pol.2 absoluta e 15,5 °C (60 °F) pela equação empírica é:

ργ = 0,995899G = 0,010096G2

Onde: G = A

G

MM

MG = Peso molecular do gás (ou mistura de gases) MA = Peso molecular do ar seco

F-4

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

F.4 Equações úteis Se 22k1K0K τ+τ+=ρ

Então ( )2K2

0K2K41K1K 2 ρ−−+−=τ

Derivação de constantes K0, K1 e K2 dados três pontos,

ρA em τA, ρB em τB, ρc em τc.

( )( ) ( )( )( )( ) ( )( )AC

2A

2BAB

2A

2C

ACABABAC2Kτ−ττ−τ−τ−ττ−τ

τ−τρ−ρ−τ−τρ−ρ=

( ) ( )( )AB

2A

2BAB 2K1K

τ−ττ−τ−ρ−ρ

=

2AAA 2K1K0K τ−τ−ρ=

F-5

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

F-6

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

Apêndice G Política de devolução

G.1 Orientações gerais Os procedimentos da Micro Motion devem ser seguidos ao devolver equipamentos. Estes procedimentos asseguram a conformidade legal com as agências governamentais de transporte e ajudam a proporcionar um ambiente de trabalho seguro para os funcionários da Micro Motion. A não observação dos procedimentos da Micro Motion fará com que os equipamentos não possam ser devolvidos.

Mais informações sobre os procedimentos e formulários de devolução estão disponíveis no sistema de suporte online no site www.micromotion.com, ou ligando para o departamento de Serviço de Atendimento ao Cliente da Micro Motion.

G.2 Equipamento novo e sem uso Apenas equipamento que não tenha sido retirado da embalagem de envio original será considerado como novo e sem ser usado. O equipamento novo e sem ser usado requer um formulário de Autorização de Devolução de Materiais preenchido.

G.3 Equipamento usado Todo o equipamento que não seja classificado como novo e sem ser usado é considerado usado. Esse equipamento deve ser completamente descontaminado e limpo antes de ser devolvido.

O equipamento usado deve ser acompanhado do formulário de Autorização de Devolução de Materiais preenchido e uma Declaração de Descontaminação para todos os fluidos de processo que estiveram em contado com o equipamento. Se a Declaração de Descontaminação não puder ser apresentada (por exemplo, para fluidos de processo de nível alimentar), será necessário incluir uma declaração certificando a descontaminação e documentando todas as substâncias estranhas que estiveram em contato com o equipamento.

G-1

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

G-2

Medidor de densidade do gás 7812 Manual de instalação e manutenção

Appendix H Desenhos certificados

do sistema H.1 GERAL

Todos os desenhos certificados neste manual são fornecidos aqui somente para fins de planejamento. Antes de iniciar a implementação, consulte sempre a edição atual dos desenhos certificados. Para obter mais detalhes, entre em contato com a fábrica.

Nº Referência do desenho Descrição

1. 78125039A Folha 1 de 4 Desenho do sistema CSA, barreira do diodo de derivação de grupos de gases A, B, C e D (opção de 2 fios)

2. 78125039A Folha 2 de 4 Desenho do sistema CSA, barreira do diodo de derivação de grupos de gases A, B, C e D (opção de 3 fios)

3. 78125039A Folha 4 de 4 Desenho do sistema CSA, unidades de interface isolada de grupos de gases A, B, C e D (opção de 2 fios)

4. 78125039A Folha 4 de 4 Desenho do sistema CSA, grupos de gases A, B, C e D (opção de 3 fios) Unidades de interface isolada

H-1

Manual de instalação e manutenção Medidor de densidade do gás 7812

Micro Motion® 7812

Manual de instalação e manutençãoMMI-20019566, Rev. AE

Novembro de 2012

© 2012 Micro Motion, Inc. Todos os direitos reservados. Os logotipos Micro Motion e Emerson são marcas comerciais e de serviços da Emerson Electric Co. Micro Motion, ELITE, MVD, ProLink, MVD Direct Connect e PlantWeb são marcas de uma das companhias da família Emerson Process Management. Todas as outras marcas registradas são propriedade de seus respectivos proprietários. A Micro Motion fornece esta publicação somente para fins informativos. Embora todos os esforços tenham sido feitos para garantir a precisão, esta publicação não se destina a fazer reivindicações de desempenho ou recomendações do processo. A Micro Motion não se responsabiliza, garante ou assume qualquer responsabilidade legal pela precisão, integridade, pontualidade, confiabilidade e usabilidade de qualquer informação, produto ou processo descritos neste documento. Nos reservamos o direito de modificar ou melhorar os projetos ou especificações de nossos produtos a qualquer momento sem aviso. Para obter informações e recomendações atuais sobre o produto, entre em contato com o seu representante local da Micro Motion.

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*MMI-20019566*