Apa alasan utama terjadinya histeresis dalam pengukuran Pengukur Tekanan Diafragma PP petrokimia

Dalam pengukuran fluida yang kompleks di industri perminyakan dan kimia, keakuratan dan stabilitas instrumentasi tekanan sangat penting. Pengukur tekanan diafragma polipropilena (PP) menonjol karena ketahanan korosinya yang sangat baik, menjadikannya ideal untuk menangani media korosif asam dan basa. Namun, pengguna profesional sering kali berfokus pada indikator kinerja utama: Histeresis.

Histeresis mengacu pada fenomena di mana nilai yang ditunjukkan pengukur tekanan berbeda ketika mencapai titik setel tertentu dari kondisi tekanan rendah (tekanan naik) versus mencapai titik yang sama dari kondisi tekanan tinggi (tekanan menurun). Perbedaan ini bukan kesalahan acak, melainkan penyimpangan sistematik yang disebabkan oleh karakteristik fisik internal dan keterbatasan struktural instrumen. Untuk pengendalian presisi tinggi dalam proses petrokimia, pemahaman dan meminimalkan histeresis sangat penting untuk memastikan kualitas produk dan keselamatan operasional.

I. Histeresis Mekanik Elemen Elastis: Sifat Intrinsik Material

Komponen inti a Pengukur tekanan diafragma PP adalah diafragma dan mekanisme pergerakan internal. Sumber utama histeresis berasal dari ketidaksempurnaan mekanis elemen elastis ini.

1. Histeresis Elastis Bahan Diafragma

Meskipun diafragma PP sering kali diperkuat dengan pelapis PTFE atau digunakan sebagai bagian dari struktur komposit, sebagai elemen elastis, jalur pemulihan regangan tidak sepenuhnya identik ketika tegangan diterapkan dan kemudian dilepaskan.

• Ketika tekanan meningkat, diafragma berubah bentuk.

• Ketika tekanan menurun, gesekan mikrostruktur internal dan penataan ulang rantai molekul di dalam diafragma menunda pengembalian penuh ke keadaan awal.

• Disipasi energi ini menyebabkan regangan (atau perpindahan) selama proses tekanan naik berbeda dari regangan selama proses turun pada nilai tekanan yang sama, yang bermanifestasi langsung sebagai histeresis penunjuk.

• Khusus untuk bahan polimer PP, sifat viskoelastiknya lebih terasa. Pada penerapan tekanan jangka panjang atau siklus, efek histeresis mekanis ini seringkali lebih signifikan dibandingkan pada diafragma logam.

2. Gesekan Kecil pada Mekanisme Pergerakan

Perpindahan diafragma harus disalurkan ke penunjuk melalui komponen mekanis presisi seperti batang penghubung, roda gigi sektor, dan roda gigi pusat. Gaya gesekan yang sangat kecil antara pasangan yang bergerak ini merupakan sumber histeresis utama kedua.

• Selama proses tekanan naik, gaya gesek melawan arah gerak.

• Selama proses penurunan tekanan, arah gaya gesekan berbalik.

• Pada saat tekanan berbalik, mekanisme harus mengatasi gesekan statis sebelum gerakan dimulai kembali, menyebabkan penundaan antara perubahan tekanan dan respons penunjuk.

• Bahkan gesekan tingkat mikron saja sudah cukup untuk menyebabkan penyimpangan yang dapat diamati pada indikasi tekanan.

II. Pengaruh Viskositas dan Kompresibilitas pada Sistem Transfer Fluida

Pengukur tekanan diafragma PP biasanya menggunakan sistem segel diafragma dengan cairan pengisi untuk mengisolasi media korosif. Sifat fisik sistem perpindahan fluida ini merupakan kontributor signifikan terhadap histeresis.

1. Viskositas Cairan Isi

Cairan pengisi (seperti minyak silikon atau minyak fluorokarbon) memiliki tingkat viskositas tertentu. Ketika diafragma berubah bentuk karena tekanan dan menggantikan cairan:

• Cairan harus mengalir melalui saluran internal dan kapiler.

• Gesekan internal cairan (tarikan kental) menghambat transmisi energi secara langsung.

• Hal ini terutama relevan selama perubahan tekanan yang cepat atau ketika suhu lingkungan yang rendah meningkatkan viskositas, memperlambat mobilitas fluida dan menunda transmisi tekanan, sehingga memperburuk fenomena histeresis.

2. Pelarutan Gas dan Sisa Gelembung Mikro

Jika proses degassing tidak selesai selama pengisian cairan, sisa gelembung mikro atau gas yang terlarut dalam cairan menyebabkan kompresibilitas ketika tekanan berubah.

• Hal ini menyebabkan perpindahan awal diafragma untuk memampatkan gelembung gas tersebut terlebih dahulu daripada segera meneruskan tekanan ke tabung Bourdon atau sensor internal.

• Proses kompresi dan pelepasan gas bersifat non-linier dan tertunda waktu, menciptakan efek "penyangga elastis" yang menyebabkan histeresis pengukuran.

AKU AKU AKU. Pelepasan Stres dan Relaksasi pada Komponen Struktural

Pengoperasian jangka panjang atau siklus termal dapat menyebabkan relaksasi tegangan pada wadah PP dan sistem sambungan, yang merupakan faktor tidak langsung lainnya yang berkontribusi terhadap histeresis.

• Sambungan pramuat (misalnya, rakitan yang dibaut) di tepi rumah PP dan diafragma dapat mengalami relaksasi mulur seiring waktu dan dengan variasi suhu.

• Relaksasi beban awal mengubah kondisi batas tetap diafragma, yang berarti keadaan awal dan jalur untuk setiap siklus tekanan mungkin tidak konsisten sempurna.

• Ketika tekanan diterapkan berulang kali, gerakan kecil dan redistribusi tegangan pada antarmuka sambungan menyebabkan sedikit penyimpangan pada titik nol elemen elastis, yang menyebabkan terpisahnya jalur tekanan naik dan turun.