سوئیچ فشار ویکا مدل MW

سوئیچ فشار ویکا مدل MW یک پرشر سوئیچ مکانیکی دیافراگمی با بدنه تمام استنلس استیل 316L است که برای کنترل فشار و ایجاد فرمان قطع، وصل یا آلارم در صنایع فرایندی طراحی شده است. این مدل برای انجام عملیات سوئیچینگ به منبع تغذیه جداگانه نیاز ندارد و با رسیدن فشار به نقطه تنظیم، میکروسوئیچ داخلی آن مستقیما تغییر وضعیت می دهد.

معرفی سوئیچ فشار ویکا مدل MW

دامنه گسترده تنظیم، از فشارهای بسیار پایین 16 میلی بار تا فشارهای بالا در محدوده 600 بار، یکی از مهم ترین مزایای خانواده MW محسوب می شود. این محصول در نسخه های فشار مثبت، خلأ و رنج های ترکیبی فشار و خلأ عرضه می شود و امکان انتخاب یک یا دو نقطه سوئیچ مستقل را در اختیار طراح سیستم قرار می دهد. تکرارپذیری نقطه سوئیچ نیز حداکثر یک درصد Span محدوده تنظیم است.

بدنه مقاوم 316L با درجه حفاظت IP66 و NEMA 4X، گزینه Ex ia، نسخه های دارای قابلیت SIL و امکان انتخاب قطعات خیس شونده از PTFE، مونل یا هستلوی، MW را برای محیط های خورنده و کاربردهای حساس مناسب می سازند. اتصالات فلنجی آن نیز راهکاری کاربردی برای سیالات ویسکوز، آلوده، رسوب گذار یا کریستالی هستند.

بررسی تخصصی سوئیچ فشار ویکا مدل MW

اساس عملکرد WIKA MW بر تغییر شکل یک دیافراگم تحت تاثیر فشار استوار است. فشار سیال به سطح دیافراگم وارد شده و نیروی حاصل در برابر مکانیزم فنر داخلی قرار می گیرد. هنگامی که فشار به مقدار تنظیم شده برسد، حرکت مکانیکی دیافراگم باعث فعال شدن میکروسوئیچ می شود.

کنتاکت میکروسوئیچ می تواند یک مدار هشدار، کنتاکتور، رله، شیر برقی یا ورودی سیستم کنترل را قطع یا وصل کند. پس از بازگشت فشار و عبور از مقدار Reset Point، کنتاکت به وضعیت اولیه خود باز می گردد.

در محدوده های فشار پایین تا متوسط، المان دیافراگمی استفاده می شود. برای رنج های بالاتر، خانواده MW می تواند از ترکیب پیستون و دیافراگم جوشی یا پیستون دارای آب بندی O-ring استفاده کند. نسخه پیستونی دارای آب بندی برای سیالات مایع و نسخه دیافراگم جوشی با متریال Hastelloy C276 برای بعضی کاربردهای گازی مناسب است.

مدل های مختلف خانواده MW

در بازار معمولا کل این خانواده با عنوان «سوئیچ فشار ویکا MW» شناخته می شود، اما انتخاب دقیق میان MWB، MW، MWG و MWH باید براساس رنج، نوع سیال و شرایط فرایند انجام شود.

محدوده های تنظیم فشار

این خانواده محدوده گسترده ای از فشار پایین، فشار مثبت، خلأ و رنج ترکیبی را پوشش می دهد. بعضی از رنج های استاندارد عبارت اند از:

رنج تنظیم با فشار کاری و Proof Pressure یکسان نیست. محدوده تنظیم، بازه انتخاب Set Point است؛ فشار کاری مقدار قابل اعمال به صورت مداوم و Proof Pressure حداکثر فشاری است که المان بدون آسیب دائمی تحمل می کند. فشار آزمون به هیچ عنوان فشار مجاز کار دائمی محسوب نمی شود.

تنظیم نقطه سوئیچ

نقطه سوئیچ را می توان هنگام سفارش در کارخانه تنظیم کرد یا پس از باز کردن درپوش، با پیچ تنظیم داخلی تغییر داد. علاوه بر مقدار فشار، جهت عملکرد نیز باید مشخص شود؛ برای مثال:

• SP1 روی 0.5 بار در فشار کاهشی
• SP2 روی 3 بار در فشار افزایشی

ویکا برای دستیابی به عملکرد بهینه پیشنهاد می کند نقطه تنظیم ترجیحا بین 25 تا 75 درصد محدوده انتخاب شود. تنظیم Set Point نزدیک انتهای رنج ممکن است به دلیل تکرارپذیری و Dead Band، محدوده قابل تنظیم واقعی را محدود کند.

یک یا دو نقطه سوئیچ مستقل

مدل MW می تواند با آرایش های زیر عرضه شود:

• یک کنتاکت SPDT
• دو کنتاکت SPDT با نقاط مستقل
• یک کنتاکت DPDT با عملکرد هم زمان دو مدار

در نسخه دو SPDT، هر میکروسوئیچ می تواند نقطه و جهت عملکرد جداگانه داشته باشد. برای مثال SP1 برای هشدار فشار پایین و SP2 برای Trip فشار بالا تنظیم می شود. فاصله دو نقطه مستقل باید بیش از 5 درصد Span محدوده تنظیم باشد.

در نسخه DPDT، دو میکروسوئیچ با یک Set Point مشترک و اختلاف عملکرد حداکثر 0.2 درصد Span تحریک می شوند. بنابراین DPDT را نباید با دو نقطه تنظیم مستقل اشتباه گرفت.

Dead Band ثابت و قابل تنظیم

Dead Band یا Switch Differential اختلاف میان نقطه فعال شدن و نقطه بازگشت کنتاکت است. این اختلاف از قطع و وصل سریع خروجی در اثر نوسان کوچک فشار جلوگیری می کند.

MW در پیکربندی های زیر قابل ارائه است:

• یک یا دو کنتاکت با Dead Band ثابت
• یک یا دو کنتاکت با Dead Band قابل تنظیم
• یک کنتاکت با Dead Band ثابت و یک کنتاکت با Dead Band قابل تنظیم

Dead Band ثابت معمولا برای آلارم و حفاظت مناسب است. Dead Band قابل تنظیم در کاربردهای کنترلی مانند روشن و خاموش کردن پمپ یا کمپرسور انعطاف بیشتری ایجاد می کند. محدوده قابل تنظیم Dead Band به رنج و محل قرارگیری Set Point وابسته است.

ظرفیت الکتریکی میکروسوئیچ

حداکثر ظرفیت اعلام شده 250 ولت AC و 20 آمپر تنها به نسخه SPDT نقره ای با Dead Band قابل تنظیم و بار مقاومتی مربوط است. ظرفیت کنتاکت در تمام کدها یکسان نیست:

در بارهای القایی مانند کنتاکتور، موتور و شیر برقی، جریان هجومی و ولتاژ برگشتی باید محاسبه شود. استفاده از رله واسط و مدار سرکوب اضافه ولتاژ می تواند طول عمر کنتاکت را افزایش دهد.

برای ورودی های کم توان PLC، میکروسوئیچ هرمتیک پرشده با گاز آرگون و کنتاکت طلایی انتخاب مناسب تری است. کنتاکت نقره ای پرقدرت ممکن است در جریان های بسیار پایین، عملکرد پایدار مورد انتظار را ارائه نکند.

نسخه Ex ia برای مناطق خطرناک

MW به صورت اختیاری با حفاظت Intrinsic Safety از نوع Ex ia قابل سفارش است. در این روش، انرژی الکتریکی مدار توسط بریر یا ایزولاتور مناسب به سطحی محدود می شود که توان ایجاد جرقه یا حرارت خطرناک را نداشته باشد.

نسخه Ex ia باید همراه با تجهیزات Associated Apparatus سازگار و براساس پارامترهای زیر طراحی شود:

• حداکثر ولتاژ ورودی Ui برابر با 30 ولت DC
• حداکثر جریان ورودی Ii برابر با 100 میلی آمپر
• حداکثر توان ورودی Pi برابر با 750 میلی وات
• ظرفیت داخلی Ci برابر با صفر میکروفاراد
• اندوکتانس داخلی Li برابر با صفر میلی هانری

نسخه Ex ia برای سوئیچ مستقیم بارهای 250 ولت و جریان بالا طراحی نشده است. در مدار ذاتا ایمن، مقادیر مجاز گواهی، بریر، کابل و ورودی سیستم کنترل بر ظرفیت مدار حاکم هستند.

قابلیت SIL 2 و SIL 3

مدل MW به صورت اختیاری با قابلیت SIL 3 براساس IEC 61508 عرضه می شود و می تواند در طراحی توابع ایمنی SIL 2 یا SIL 3 به کار رود. با این حال تمام کدهای این خانواده دارای مستندات SIL نیستند.

برای استفاده در سیستم ایمنی باید موارد زیر بررسی شوند:

• کد دقیق دارای تاییدیه SIL
• Safety Manual
• نرخ خرابی و مقادیر PFD یا PFH
• معماری رای گیری
• فاصله زمانی Proof Test
• درصد پوشش آزمون
• جهت ایمن خرابی
• شرایط محیطی و فرایندی
• ظرفیت واقعی کنتاکت
• محاسبات کامل حلقه SIF

SIL مشخصه کل تابع ایمنی است؛ بنابراین استفاده از یک پرشر سوئیچ دارای قابلیت SIL 3، به تنهایی کل مدار را SIL 3 نمی کند.

متریال قطعات در تماس با سیال

در نسخه استاندارد، بدنه و اتصال فرایندی از استنلس استیل ساخته می شوند. بسته به محدوده و نوع سنسور، المان اندازه گیری می تواند از 316، 304، Inconel 718 یا Hastelloy C276 باشد.

برای شرایط خاص، گزینه های زیر قابل سفارش هستند:

• پوشش PTFE برای برخی مواد خورنده
• مونل برای بعضی رنج های حداکثر 10 بار
• Hastelloy C276 برای مقاومت شیمیایی بیشتر
• آب بندی FPM/FKM
• آب بندی NBR
• دیافراگم جوشی بدون آب بندی الاستومری
• نسخه مناسب سرویس اکسیژن و بدون روغن
• نسخه مطابق NACE برای محیط های حاوی H₂S
• نسخه مخصوص آمونیاک، Offshore، زمین گرمایی یا اقلیم گرمسیری

انتخاب متریال باید با توجه به نوع سیال، غلظت، دما، فشار و احتمال نفوذ یا تورم آب بندی انجام شود. عبارت «مناسب سیال خورنده» به معنای سازگاری یک کد استاندارد با تمام مواد شیمیایی نیست.

اتصال فرایندی رزوه ای و فلنجی

اتصالات رزوه ای متداول شامل ¼ NPT، ½ NPT، G¼ و G½ هستند. مدل های MW و MWB با اتصالات فلنجی مطابق ASME B16.5 یا EN 1092-1 نیز قابل سفارش هستند.

اتصال فلنجی برای سیالات زیر مزیت دارد:

• مواد بسیار ویسکوز
• دوغاب و سیالات آلوده
• مواد کریستالی و رسوب گذار
• سیالات دارای ذرات جامد
• فرایندهای نیازمند سطح تماس بزرگ تر
• نقاطی که پورت باریک مستعد گرفتگی است

برای بعضی فرایندها می توان MW را همراه با دیافراگم سیل مونتاژ کرد. نوع سیال پرکننده، اثر دما، ارتفاع نصب و زمان پاسخ مجموعه باید در انتخاب سیستم دیافراگم سیل بررسی شود.

مشخصات فنی سوئیچ فشار WIKA MW

سوئیچ فشار ویکا مدل MW؛ ویژگی ها و عملکرد

فشار فرایند نیرویی متناسب با سطح دیافراگم ایجاد می کند. این نیرو با پیش بار فنر داخلی مقایسه می شود و در مقدار تنظیم شده، میکروسوئیچ را فعال می کند. عملکرد کاملا مکانیکی بخش اندازه گیری باعث می شود قطع برق تغذیه روی تشخیص فشار اثر نگذارد.

کنتاکت SPDT دارای پایه مشترک، مسیر Normally Open و مسیر Normally Closed است. طراح می تواند مدار را به گونه ای سیم کشی کند که در شرایط عادی وصل یا باز باشد. انتخاب منطق Energise-to-Trip یا De-energise-to-Trip باید براساس فلسفه ایمنی سایت انجام شود.

نسخه دارای دو نقطه مستقل می تواند دو مرحله حفاظتی ایجاد کند. برای مثال، کنتاکت اول در فشار 8 بار هشدار و کنتاکت دوم در فشار 10 بار فرمان توقف صادر می کند. همچنین می توان یک نقطه را برای فشار پایین و نقطه دیگر را برای فشار بالا تنظیم کرد.

MW مقدار لحظه ای فشار را نشان نمی دهد و خروجی آنالوگ 4 تا 20 میلی آمپر ندارد. اگر نمایش محلی یا انتقال پیوسته مقدار فشار لازم باشد، باید گیج یا ترانسمیتر فشار مناسبی نیز در همان نقطه اندازه گیری نصب شود.

درپوش بدنه با قفل بایونتی بسته می شود و امکان پلمپ برای جلوگیری از دسترسی غیرمجاز دارد. این ویژگی احتمال تغییر ناخواسته Set Point را در مدارهای حفاظتی کاهش می دهد.

کاربردهای سوئیچ فشار ویکا مدل MW

صنایع نفت و گاز

MW برای پایش فشار خطوط، پکیج های تزریق، سیستم های روغن کاری، واحدهای تقویت فشار، شیرهای اضطراری و تجهیزات جانبی مناسب است. نسخه مطابق NACE باید برای سرویس ترش و محیط های حاوی H₂S بررسی شود.

صنایع شیمیایی و پتروشیمی

بدنه 316L و امکان انتخاب PTFE، Monel یا Hastelloy، استفاده از این مدل را در بسیاری از فرایندهای خورنده ممکن می سازند. سازگاری دقیق دیافراگم، اتصال و آب بندی با ماده شیمیایی الزامی است.

نیروگاه ها و بویلرها

نسخه های مطابق EN 12952 و EN 12953 می توانند به عنوان Limiting Device در بویلرهای واترتیوب و Shell Boiler استفاده شوند. کد محصول، جهت عملکرد و مدار ایمنی باید با الزامات سازنده بویلر هماهنگ باشند.

ذکر نیروگاه هسته ای در کاربردهای سازنده به معنای Qualification هسته ای تمام نسخه ها نیست. مدارک لرزه ای، پرتویی، محیطی و کیفیت هسته ای باید برای پروژه مورد نظر جداگانه بررسی شوند.

صنایع آب و فاضلاب

کنترل فشار پمپ، تشخیص انسداد، هشدار افت فشار و حفاظت خطوط انتقال از کاربردهای متداول MW هستند. بدنه IP66 برای محیط های مرطوب مناسب است، مشروط بر اینکه گلند، کابل و نصب نیز درجه حفاظت لازم را حفظ کنند.

صنایع معدنی

سیالات معدنی و دوغاب ها ممکن است پورت های باریک را مسدود کنند. اتصال فلنجی یا دیافراگم سیل مناسب، تماس مستقیم با سیال را بهتر مدیریت کرده و احتمال گرفتگی را کاهش می دهد.

کمپرسورها و پمپ ها

یک یا دو Set Point مستقل می توانند برای روشن و خاموش کردن تجهیز، هشدار اولیه و Trip نهایی استفاده شوند. نسخه دارای Dead Band قابل تنظیم برای کنترل سیکلی فشار انعطاف بیشتری دارد.

سیالات ویسکوز و کریستالی

اتصالات فلنجی MW برای رزین، دوغاب، روغن غلیظ، مواد کریستالی و سیالات رسوب گذار مناسب هستند. برای جلوگیری از تجمع ماده روی دیافراگم باید جهت نصب و امکان شست وشوی اتصال نیز در نظر گرفته شود.

کاربردهای ایمنی

نسخه دارای قابلیت SIL می تواند به عنوان عنصر تشخیص فشار در یک Safety Instrumented Function استفاده شود. نمونه کاربردها شامل Trip فشار بالا، حفاظت پمپ در فشار پایین و بستن شیر قطع اضطراری هستند.

ویژگی های کلیدی سوئیچ فشار ویکا مدل MW

• سوئیچ فشار مکانیکی دیافراگمی
• عدم نیاز به منبع تغذیه برای مکانیزم سوئیچینگ
• رنج گسترده از 16 میلی بار تا 600 بار
• پشتیبانی از فشار مثبت، خلأ و رنج ترکیبی
• یک یا دو نقطه سوئیچ مستقل
• کنتاکت SPDT، دو SPDT یا DPDT
• تکرارپذیری حداکثر یک درصد Span
• قابلیت انتخاب Dead Band ثابت یا قابل تنظیم
• ظرفیت سوئیچینگ تا 250 ولت AC و 20 آمپر در نسخه مشخص
• کنتاکت طلایی هرمتیک برای سیگنال های کم توان
• بدنه مقاوم از استنلس استیل 316L
• درجه حفاظت IP66 و NEMA 4X
• گزینه Intrinsic Safety از نوع Ex ia
• نسخه اختیاری دارای قابلیت SIL
• اتصال فرایندی رزوه ای یا فلنجی
• مناسب سیالات گازی و مایع
• قابلیت استفاده برای سیالات ویسکوز، آلوده یا کریستالی
• امکان انتخاب PTFE، Monel و Hastelloy
• نسخه های مطابق الزامات NACE
• امکان سفارش برای سرویس اکسیژن، آمونیاک و Offshore
• امکان پلمپ درپوش برای جلوگیری از تغییر تنظیمات
• آزمون صد درصدی محصول در فرایند تولید

نتیجه گیری

سوئیچ فشار ویکا مدل MW یک راهکار مکانیکی قدرتمند برای پایش فشار و کنترل مستقیم مدارهای الکتریکی در صنایع فرایندی است. بدنه 316L، رنج 16 میلی بار تا 600 بار، یک یا دو نقطه مستقل، Dead Band قابل انتخاب و ظرفیت سوئیچینگ بالا، این مدل را از پرشر سوئیچ های عمومی متمایز می کنند.

این خانواده به ویژه برای فرایندهایی ارزشمند است که سیال خورنده، ویسکوز، آلوده یا کریستالی دارند. اتصالات فلنجی و امکان انتخاب PTFE، مونل و هستلوی، سازگاری محصول را با شرایط مختلف افزایش می دهند. با این حال متریال مناسب باید براساس اطلاعات واقعی سیال انتخاب شود.