পেট্রোকেমিক্যাল পিপি ডায়াফ্রাম প্রেসার গেজ পরিমাপে হিস্টেরেসিস হওয়ার প্রধান কারণ কী?

পেট্রোলিয়াম এবং রাসায়নিক শিল্পের জটিল তরল পরিমাপের ক্ষেত্রে, চাপ যন্ত্রের নির্ভুলতা এবং স্থিতিশীলতা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। পলিপ্রোপিলিন (পিপি) ডায়াফ্রাম চাপ পরিমাপকগুলি তাদের চমৎকার ক্ষয় প্রতিরোধের জন্য আলাদা, যা এসিডিক এবং ক্ষারীয় ক্ষয়কারী মিডিয়া পরিচালনার জন্য তাদের আদর্শ করে তোলে। যাইহোক, পেশাদার ব্যবহারকারীরা প্রায়শই একটি মূল কর্মক্ষমতা সূচকের উপর ফোকাস করেন: হিস্টেরেসিস।

হিস্টেরেসিস সেই ঘটনাকে বোঝায় যেখানে নিম্ন-চাপের অবস্থা (অর্ধোহী চাপ) থেকে একটি নির্দিষ্ট সেট বিন্দুতে পৌঁছানো বনাম উচ্চ-চাপের অবস্থা (অবরোহী চাপ) থেকে একই বিন্দুতে পৌঁছানোর সময় চাপ গেজের নির্দেশিত মান ভিন্ন হয়। এই বৈষম্যটি একটি এলোমেলো ত্রুটি নয় বরং যন্ত্রের অভ্যন্তরীণ শারীরিক বৈশিষ্ট্য এবং কাঠামোগত সীমাবদ্ধতার ফলে একটি পদ্ধতিগত বিচ্যুতি। পেট্রোকেমিক্যাল প্রক্রিয়াগুলিতে উচ্চ-নির্ভুলতা নিয়ন্ত্রণের জন্য, পণ্যের গুণমান এবং কর্মক্ষম নিরাপত্তা নিশ্চিত করার জন্য হিস্টেরেসিস বোঝা এবং হ্রাস করা অপরিহার্য।

I. ইলাস্টিক উপাদানের যান্ত্রিক হিস্টেরেসিস: উপাদানের অন্তর্নিহিত বৈশিষ্ট্য

ক এর মূল উপাদান পিপি ডায়াফ্রাম প্রেসার গেজ ডায়াফ্রাম এবং অভ্যন্তরীণ আন্দোলন প্রক্রিয়া। হিস্টেরেসিসের প্রাথমিক উৎস এই স্থিতিস্থাপক উপাদানগুলির যান্ত্রিক অপূর্ণতা থেকে উদ্ভূত হয়।

1. ডায়াফ্রাম উপাদানের ইলাস্টিক হিস্টেরেসিস

যদিও পিপি ডায়াফ্রামগুলিকে প্রায়শই PTFE আবরণের সাথে উন্নত করা হয় বা একটি যৌগিক কাঠামোর অংশ হিসাবে, একটি স্থিতিস্থাপক উপাদান হিসাবে ব্যবহার করা হয়, স্ট্রেস প্রয়োগ করা এবং পরবর্তীতে মুক্তির সময় স্ট্রেন পুনরুদ্ধারের পথটি পুরোপুরি অভিন্ন নয়।

চাপ বাড়ার সাথে সাথে ডায়াফ্রাম বিকৃত হয়।
চাপ কমার সাথে সাথে, অভ্যন্তরীণ মাইক্রোস্ট্রাকচারাল ঘর্ষণ এবং ডায়াফ্রামের মধ্যে আণবিক শৃঙ্খল পুনর্বিন্যাস প্রাথমিক অবস্থায় সম্পূর্ণরূপে ফিরে আসতে বিলম্ব করে।
এই শক্তির অপচয়ের ফলে আরোহী চাপ প্রক্রিয়ার সময় স্ট্রেন (বা স্থানচ্যুতি) একই চাপের মানের সাথে অবরোহ প্রক্রিয়ার থেকে ভিন্ন হয়, যা সরাসরি পয়েন্টার হিস্টেরেসিস হিসাবে প্রকাশ পায়।
বিশেষ করে পলিমারিক উপাদান পিপির জন্য, এর ভিসকোয়েলাস্টিক বৈশিষ্ট্যগুলি আরও স্পষ্ট। দীর্ঘমেয়াদী বা চক্রাকার চাপ প্রয়োগের অধীনে, এই যান্ত্রিক হিস্টেরেসিস প্রভাব প্রায়ই ধাতব ডায়াফ্রামের তুলনায় বেশি উল্লেখযোগ্য।

2. নড়াচড়া প্রক্রিয়ায় ক্ষুদ্র ঘর্ষণ

ডায়াফ্রামের স্থানচ্যুতি অবশ্যই সূক্ষ্ম যান্ত্রিক উপাদান যেমন লিঙ্কেজ রড, সেক্টর গিয়ার এবং কেন্দ্রীয় গিয়ারের মাধ্যমে পয়েন্টারে প্রেরণ করা উচিত। এই চলমান জোড়ার মধ্যে মিনিট ঘর্ষণ শক্তি হিস্টেরেসিসের দ্বিতীয় প্রধান উত্স গঠন করে।

আরোহী চাপ প্রক্রিয়া চলাকালীন, ঘর্ষণ শক্তি গতির অভিমুখের বিরোধিতা করে।
অবরোহী চাপ প্রক্রিয়া চলাকালীন, ঘর্ষণ শক্তির দিক বিপরীত হয়।
যে মুহুর্তে চাপ বিপরীত হয়, প্রক্রিয়াটিকে অবশ্যই স্থির ঘর্ষণকে অতিক্রম করতে হবে আন্দোলন পুনরায় শুরু করার আগে, যার ফলে চাপ পরিবর্তন এবং পয়েন্টার প্রতিক্রিয়ার মধ্যে বিলম্ব হয়।
এমনকি মাইক্রন-স্তরের ঘর্ষণ চাপের নির্দেশে পর্যবেক্ষণযোগ্য বিচ্যুতি ঘটাতে যথেষ্ট।

২. তরল স্থানান্তর সিস্টেমে সান্দ্রতা এবং সংকোচনের প্রভাব

পিপি ডায়াফ্রাম প্রেসার গেজগুলি সাধারণত ক্ষয়কারী মিডিয়াকে বিচ্ছিন্ন করতে একটি ফিল ফ্লুইড সহ একটি ডায়াফ্রাম সিল সিস্টেম ব্যবহার করে। এই তরল স্থানান্তর ব্যবস্থার ভৌত বৈশিষ্ট্য হিস্টেরেসিসের উল্লেখযোগ্য অবদানকারী।

1. ফিল ফ্লুইডের সান্দ্রতা

ভরাট তরল (যেমন সিলিকন তেল বা ফ্লুরোকার্বন তেল) একটি নির্দিষ্ট মাত্রার সান্দ্রতা ধারণ করে। যখন ডায়াফ্রাম চাপে বিকৃত হয় এবং তরল স্থানচ্যুত করে:

তরল অবশ্যই অভ্যন্তরীণ চ্যানেল এবং কৈশিকগুলির মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হবে।
তরলের অভ্যন্তরীণ ঘর্ষণ (সান্দ্র টেনে) শক্তির তাৎক্ষণিক সংক্রমণে বাধা দেয়।
এটি বিশেষ করে দ্রুত চাপের পরিবর্তনের সময় বা যখন নিম্ন পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা সান্দ্রতা বৃদ্ধি করে, তরলের গতিশীলতাকে ধীর করে দেয় এবং চাপের সংক্রমণে বিলম্ব করে, যার ফলে হিস্টেরেসিস ঘটনাকে বাড়িয়ে তোলে।

2. গ্যাস দ্রবীভূতকরণ এবং অবশিষ্ট মাইক্রোবুবল

যদি তরল ভরাট করার সময় ডিগ্যাসিং প্রক্রিয়াটি অসম্পূর্ণ থাকে, তবে তরলে দ্রবীভূত অবশিষ্ট মাইক্রোবুবল বা গ্যাসগুলি চাপের পরিবর্তনের সাথে সংকোচনযোগ্যতার পরিচয় দেয়।

এটি বোর্ডন টিউব বা অভ্যন্তরীণ সেন্সরে অবিলম্বে চাপ প্রেরণ করার পরিবর্তে প্রথমে এই গ্যাস বুদবুদগুলিকে সংকুচিত করার জন্য ডায়াফ্রামের প্রাথমিক স্থানচ্যুতি ঘটায়।
গ্যাস সংকোচন এবং মুক্তি প্রক্রিয়া অ-রৈখিক এবং সময়-বিলম্বিত, একটি "ইলাস্টিক বাফার" প্রভাব তৈরি করে যা পরিমাপ হিস্টেরেসিস প্রবর্তন করে।

III. স্ট্রাকচারাল কম্পোনেন্টে স্ট্রেস রিলিজ এবং রিলাক্সেশন

দীর্ঘমেয়াদী অপারেশন বা থার্মাল সাইক্লিং পিপি হাউজিং এবং সংযোগ ব্যবস্থায় চাপ শিথিল করতে পারে, যা হিস্টেরেসিসে অবদানকারী আরেকটি পরোক্ষ কারণ।

পিপি হাউজিং এবং ডায়াফ্রামের প্রান্তে প্রিলোড সংযোগ (যেমন, বোল্ট করা সমাবেশ) সময়ের সাথে সাথে এবং তাপমাত্রার তারতম্যের সাথে ক্রীপ শিথিলতা অনুভব করতে পারে।
প্রিলোডের শিথিলকরণ ডায়াফ্রামের স্থির সীমানা অবস্থার পরিবর্তন করে, যার অর্থ প্রতিটি চাপ চক্রের জন্য শুরুর অবস্থা এবং পথ পুরোপুরি সামঞ্জস্যপূর্ণ নাও হতে পারে।
যখন বারবার চাপ প্রয়োগ করা হয়, তখন সংযোগ ইন্টারফেসে ক্ষুদ্র নড়াচড়া এবং স্ট্রেস পুনঃবন্টন ইলাস্টিক উপাদানের শূন্য বিন্দুতে সামান্য প্রবাহ ঘটায়, যার ফলে আরোহী এবং অবরোহের চাপের পথ আলাদা হয়।