Informations techniques

Séparateurs et montages sur séparateur
Application - Fonctionnalité - Exécution
Fiche technique WIKA IN 00.06

Définition
Les séparateurs sont utilisés pour la mesure de pression
lorsque le fluide de process ne doit pas entrer en contact
avec les parties sous pression de l'instrument de mesure.
Un séparateur a deux missions principales :1. Séparation de l'instrument de mesure du fluide process
2. Transfert de la pression vers l'instrument de mesure

Fonctionnement d'un séparateur
Le fonctionnement d'un séparateur est illustré sur la figure dedroite.

Instrument de mesure depression■ Manomètre■ Transmetteur de process■ Pressostat
Liquide de transmission
Type de montage■ Montage direct■ Capillaire■ Puits de chaleur

Membrane
Séparateur à membrane

Principe
Le côté process du séparateur est isolé par une membrane
flexible. Le volume interne entre cette membrane et l'instrument de mesure de pression est complètement remplid'un liquide de transmission. La pression du process est
transmise par la membrane élastique dans le fluide, puis àl'élément de mesure de l'instrument de mesure de pression.

■ Partie supérieure duDans de nombreux cas, on utilise entre le séparateur etl'instrument de mesure de pression un capillaire afin par
exemple d'éliminer ou minimiser les effets de la températured'un fluide chaud au niveau de l'instrument de mesure. Le
capillaire affecte le temps de réponse du système.

Exemple d'installation d'un montage sur séparateur

Le séparateur, le capillaire et l'instrument de mesure forment
un système fermé. En conséquence, les vis de remplissage scellées sur le séparateur et l'instrument de mesure
ne doivent jamais être déserrées, puisque la fonction dusystème est affectée après toute fuite de liquide de remplissage !
La membrane et le raccord process sont des éléments dusystème qui entrent en contact avec le fluide. Par conséquent, le matériau à partir duquel ils sont fabriqués doivent
satisfaire aux exigences pertinentes en termes de température et de résistance à la corrosion.

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séparateur■ Partie inférieure duséparateur

Raccord process■ Raccord fileté■ Raccord à bride■ Raccord hygiénique

Si la membrane fuit, le liquide de transmission peut pénétrer
dans le fluide. Pour les applications dans l'industrie alimentaire, elle doit être agréée pour le contact alimentaire.
En choisissant le liquide de remplissage, les facteurs decompatibilité, de température et de conditions de pression
dans le fluide sont d'une importance cruciale. Des solutions
spécifiques au client peuvent être mises en oeuvre pour lesdifférentes conditions de fonctionnement des applications.
Les montages sur séparateur sont capables de résister à des températures extrêmes de -130 ... +450 °C[-202 ... +842 °F] et des pressions de 35 mbar ... 3.600 bar[0,5 ... 52.200 psi].

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Domaines d'application
L'utilisation de séparateurs permet à l'utilisateur d'employer un grand nombre d'instruments de mesure de pression pour lesconditions de process les plus difficiles.
Exemples■ Le fluide est corrosif, et l'instrument de mesure de pression

lui-même (par exemple l'intérieur d'un tube manométrique)ne peut pas être suffisamment protégé contre celui-ci.
■ Le fluide est hautement visqueux et fibreux, ce qui entraîne
des problèmes de mesure dus à des volumes morts et deszones d'étranglements dans les canaux internes de l'instrument de mesure de pression (canal de pression, tube
manométrique).
■ Le fluide présente une tendance à la cristallisation ou à lapolymérisation.
■ Le fluide a une température très élevée. Par conséquent,l'instrument de mesure de pression est fortement chauffé. Ceréchauffement conduit à une erreur de température importante dans la mesure de l'instrument de mesure de pression.
L'augmentation de la température peut également entraîner le dépassement des limites supérieures de la charge
thermique des composants de l'instrument de mesure.
■ Le point de mesure n'est pas favorablement situé. Pour desraisons de place, l'instrument de mesure de pression ne peutpas être monté, ne peut pas être lu ou ne peut être lu quedifficilement. Par l'installation d'un séparateur et à l'aide d'uncapillaire plus long, l'instrument de mesure de pression peutêtre installé dans un endroit où il peut être facilement vu.

■ Dans la fabrication du produit et dans l'installation deproduction, des contraintes hygiéniques doivent êtrerespectées. Pour cette raison, il faut éviter les volumes
morts et les dégagements des parties en contact avec lefluide.
■ Le fluide est toxique ou nocif pour l'environnement. Il nedoit pas pénétrer dans l'atmosphère ou l'environnement
par des fuites. Pour des raisons de sécurité et de protection
de l'environnement, les mesures de protection appropriées
doivent donc être prises.
Grâce à ses nombreuses années d'expérience, WIKA est en
mesure de transformer des tâches exigeantes en solutions à lapointe de la technologie.
Avantages de l'utilisation de séparateurs■ Longue durée de vie de l'installation de mesure■ Facilitation de l'installation■ Elimination de l'entretien

Combinaisons pour les montages sur séparateur
Un montage sur séparateur est défini par l'instrument de mesure de pression, le type de montage et le séparateur avec
raccord process.
Les meilleures versions de séparateurs, matériaux, fluides de remplissage de système et accessoires sont disponibles pourchaque application.

Manomètre

Capteur de pression

Montage direct

Raccord à bride
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Transmetteur de process

Puits de chaleur

Raccord fileté

Pressostat

Capillaire

Raccord hygiéniquePage 2 sur 8

Types de montage
Le type de montage requis pour les instruments de mesurede pression avec séparateurs dépend, entre autres, desconditions de fonctionnement du montage sur séparateur.
Il est possible de choisir un montage direct, un capillaire
flexible ou un puits de chaleur. Cela permet d'adapter lemontage sur séparateur aux conditions spécifiques du client.
Lors du choix du type de montage, il faut tenir compte desinfluences sur la capacité de mesure du montage sur séparateur. Le montage via un capillaire ou un puits de chaleur
entraîne un temps de réponse plus long que le montage
direct, par exemple.

Puits de chaleurDans le cas de fluides chauds, le puits de chaleur assure
un refroidissement suffisant du fluide de remplissage dusystème pour garantir une mesure précise.
Puits de chaleur (exemples)Montage direct
Le montage direct est réalisé en soudant l'instrument demesure directement sur le séparateur par l'intermédiaire d'unadaptateur de connexion.
Installation directe via adaptateur de connexion axial

Capillaire
Le capillaire est une pièce de liaison flexible entre l'instrument de mesure et le séparateur, qui comprend généralement un tube, un tuyau de protection du capillaire et, en
option, une autre gaine. Les capillaires sont utilisés lorsqueles fluides process sont à haute température, car ils sontrefroidis par la ligne de raccordement. En outre, ce type demontage convient pour découpler les fortes vibrations, ou
dans les cas où l'instrument de mesure ne peut pas êtremonté au point de mesure ou s'il est plus facile à lire à unautre point.
Capillaire (exemple)

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Page 3 sur 8Raccord process et exécution
Les montages sur séparateur sont utilisés dans des applications exigeantes dans un large éventail d'industries. Il existe desraccords process et des exécutions adaptés à chaque application.
Le choix du bon séparateur dépend à la fois des spécifications, des options d'installation et des exigences de chaque tâchede mesure spécifique.
Classification des raccords process■ Raccord à bride■ Raccord fileté■ Raccord hygiénique

Raccord à brideLes séparateurs avec raccord à bride peuvent être utiliséspour des process avec des fluides agressifs, adhésifs,
corrosifs, hautement visqueux, dangereux pour l'environnement ou toxiques. Les séparateurs avec raccord à bridesont disponibles avec des dimensions adaptées à toutes lesbrides standard courantes. La face d'étanchéité est affleurante et la membrane est exécutée pour être affleurante ou
interne.

Version à membrane avec extension

14206602.02

14217473.01

Séparateur avec membrane en
retrait

14219130.01

Séparateur à membrane affleurante

Version à membrane avec extension
Les séparateurs avec extension sont utilisés, entre autres,
sur les lignes produit à parois épaisses et/ou isolées, sur lesparois de cuves, etc. La version à membrane avec extension
est disponible pour les exécutions à bride et à cellule.

Séparateur à celluleLe séparateur à cellule est une variante spécifique deséparateur avec raccord à bride. Il est constitué d'une plaquecylindrique dont le diamètre est adapté à la zone de surfaced'étanchéité des brides standards correspondantes. La
membrane est affleurante et adaptée à la largeur nominale.
Une bride aveugle est utilisée pour monter le séparateur
à cellule, disponible pour toutes les normes de brides
courantes.

Séparateur tubulaire à raccord à brideCes séparateurs sont particulièrement adaptés à la mesurede fluides en écoulement. Le séparateur tubulaire est
directement fixé dans la tuyauterie à l'aide de brides aux
deux extrémités. Cette intégration dans la ligne de processpermet d'éviter les turbulences gênantes, car cette exécution
ne comporte pas d'angles, de volumes morts ou d'autres
obstructions dans le sens de l'écoulement. Des largeurs
nominales différentes permettent aux séparateurs tubulairesd'être adaptés à toute section de tube. Les séparateurs
tubulaires sont également disponibles en version à cellule.
Séparateur tubulaire à raccord à bride

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14484905.01

14219250.01

Séparateur à cellule

Page 4 sur 8Raccord fileté

Les séparateurs avec raccord fileté peuvent être utilisés pourdes process avec des fluides agressifs, adhésifs, corrosifs,
hautement visqueux, dangereux pour l'environnement ou
toxiques. Le raccordement des corps supérieur et inférieur duséparateur est disponible en version filetée ou soudée. Ces
séparateurs sont disponibles avec filetage femelle ou mâledans leur version de base. La grande variété de raccords
process disponibles permet de nombreuses adaptations
différentes sans aucun problème. Les matériaux des corps
supérieur et inférieur du séparateur peuvent être identiques
ou différents.

14265415.01

Exécution soudée

14204961.02

Exécution vissée

Raccord hygiénique

Les séparateurs en exécution hygiénique peuvent êtreutilisés pour des process avec des gaz, de l'air comprimé
ou de la vapeur, ainsi qu'avec des fluides liquides, pâteux,
poudreux et cristallisants. Les séparateurs à membranerésistent aux températures qui se produisent et répondent
aux exigences de raccordement stérile. La membrane affleurante peut être intégrée de manière hygiénique dans toutes
les applications grâce aux différents raccords process.
Les process utilisant le SEP et le NEP, caractéristiques desapplications sanitaires, recourent à des systèmes de mesure
sur séparateur WIKA.

Séparateur tubulaire pour une connexion hygiénique

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14216061.01

14216061.01

Ecrou-chapeau

14204961.02

Raccord Clamp

Séparateur tubulaire pour une connexion hygiénique
Le séparateur tubulaire convient parfaitement à un usage
avec un fluide en écoulement. Avec le séparateur totalement
intégré dans la ligne process, les mesures ne provoquentpas de turbulences perturbatrices, d'angles, de volumes
morts ou d'autres obstructions dans le sens de l'écoulement.
Le séparateur tubulaire est directement fixé dans la tuyauterie. Avec les séparateurs tubulaires, le fluide s'écoule sansentrave et assure l'auto-nettoyage de la chambre de mesure.
Des largeurs nominales différentes permettent aux séparateurs tubulaires d'être adaptés à toute section de tube.

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Matériaux et revêtements
Le matériau prédominant utilisé pour les séparateurs est
l'acier inox 316L. Pour les parties en contact avec le fluide,
une vaste gamme de matériaux spéciaux et de revêtements
est disponible pour des domaines d'application spécifiques.
WIKA propose cette variété de matériaux différents afin detrouver la meilleure solution possible pour les exigences dupoint de mesure.
Le choix des matériaux pour les séparateurs dépend largement des conditions de fonctionnement. En plus de la charge
de pression, les exigences en matière de température etde résistance au fluide doivent être connues. Ensuite, lematériau du séparateur peut être choisi. La sélection peutêtre conçue avec différents matériaux pour le corps de base,la face d'étanchéité et la membrane, car ces éléments nesont pas en contact avec le fluide de la même manière pourchaque exécution.

Combinaisons de matériaux et revêtements
L'utilisation de matériaux spéciaux, en particulier, peut entraîner des coûts élevés et de longs délais de livraison.
Ces circonstances peuvent être résolues par un choix
judicieux de combinaisons de matériaux ou de revêtements.
Un matériau de base peu coûteux est par exemple utilisé
pour les parties porteuses et seules les parties en contact
avec le fluide sont réalisées dans un matériau spécial ou
avec un revêtement. Les techniques d'assemblage et deliaison joue un rôle important dans ce domaine, car il n'est
pas toujours possible de souder des matériaux différents.
Indépendamment du type de technologie de connexion, cesséparateurs peuvent résister à des conditions de fonctionnement extrêmes.

Matériau

Système unifié de numération (UNS)

Acier inox 904L (1.4539)

N08904

Acier inox 321 (1.4541)

S32100Acier inox 316Ti (1.4571)

S31635

Acier inox 1.4466 (urée)

S31050

Duplex 2205 (1.4462)

S31803

Superduplex 1.4410

S32750

Tantale (également revêtement)

R05200

Hastelloy C276 (2.4819)

N01276

Hastelloy C22 (2.4602)

N06022

Inconel 600 (2.4816)

N06600Incoloy 825 (2.4858)

N08825

Inconel 625 (2.485)

N06625

Monel 400 (2.4360)

N04400

Nickel 200 (2.4066)

N02200

Nickel 201 (2.4068)

N02201

Titane 3.7035 (classe 2)

R50400Titane 3.7235 (classe 7)

R52400

Zirconium GR702

R60702

Acier inox 316L (1.4404 ou 1.4435)

S31603La température process maximale admissible est limitée par la méthode de liaison et le fluide de remplissage du système. La
température process maximale est indiquée dans la fiche technique du séparateur.
Revêtements

Acier inox avec revêtement ECTFE
Acier inox avec PFA (FDA, 21 CFR 177.1550 et 21 CFR 177.2440)
Acier inox avec PFA, antistatique (pour applications Ex)
Acier inox avec plaquage or
Acier inox avec rhodium doréAcier inox avec Wikaramic®

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Fluides de transmission
Lors de la sélection du fluide de remplissage du système
pour les séparateurs, des facteurs tels que la compatibilité
du fluide et les conditions de température et de pression
au point de mesure sont d'une importance capitale afind'éviter de compromettre le process. En fonction du liquidede remplissage du montage, la plage de température defonctionnement minimale et maximale appropriée doit êtrerespectée. En outre, le changement de volume du fluide deremplissage du système à des températures d'applicationextrêmes doit être pris en compte.
Les applications hautement inflammables, telles que les applications d'oxygène et de chlore, et les exigences élevées desapplications sanitaires et de l'industrie des semi-conducteurssont également cruciales dans le choix du fluide adapté.
Désignation

Numérod'identification

Point desolidification

Pointd'ébullition / dedégradation

Les propriétés des fluides de remplissage du systèmeaffectent la température de fonctionnement admissible
du montage sur séparateur. Comme les paramètres desdifférents fluides de remplissage du système varient, WIKA
propose une large gamme adaptée aux différentes applications.
Agrément FDA
La FDA ("Food and Drug Administration") est une autorité
américaine relevant du ministère de la Santé. Elle est responsable du contrôle des produits alimentaires et pharmaceutiques, et a vocation à protéger la santé publique aux
Etats-Unis.
Les liquides susceptibles de se retrouver dans le produit final
en cas de défaillance doivent être en conformité avec la FDA.
Densité à
25 °C

Viscosité cin. à
25 °C

Remarque

KN

°C

°C

g/cm³

cSt

54,5

Application universelle

Glycérine

7

-35

+240

1,26

759,6

FDA 21 CFR 182.1320

Huile silicone

17

-90

+200

0,92

4,4

Températures basses

Huile halocarbone

21

-60

+175

1,89

10,6

Oxygène1) et chlore

Méthylcyclopentane

30

-130

+60

0,74

0,7

Pour les très basses
températures

Huile silicone hautetempérature

32

-25

+400

1,06

47,1

Pour hautes températures

Neobee® M-20

59

-35

+260

0,92

10,0

FDA 21 CFR 172.856,
21 CFR 174.5

Eau désionisée

64

+4

+85

1,00

0,9

Pour fluides ultra-pursHuile silicone

68

-75

+250

0,93

10,3

Mélange eau DI/
propanol

75

-30

+60

0,92

3,6

Pour fluides ultra-pursHuile minérale
médicinale

92

-15

+260

0,85

45,3

FDA 21 CFR 172.878,
21 CFR 178.3620(a);USP, EP, SP

Huile silicone

2

-45

+300

0,96

Autres fluides de remplissage du système sur demande
Remarque :■ La limite de température déclarée est une caractéristique purement physique du fluide de remplissage du système. Le temps de réponse qui en résulte doit être calculé et évalué

séparément.

■ La limite supérieure de température pour un système de séparateurs est restreinte en plus par la pression de service et la membrane. Un calcul est requis pour déterminer la limite

supérieure de température pour un montage séparateur individuel.

1) Pour les applications avec de l'oxygène, les valeurs suivantes selon le test BAM (Federal Institute for Materials Research and Testing) s'appliquent :Température maximale

Pression maximale d'oxygène> 60 °C à 100 °C

30 barà 60 °C> 100 °C à 175 °C

50 bar
25 barFiche technique WIKA IN 00.06 ∙ 05/2022

Page 7 sur 8Facteurs influençant les mesures
Temps de réponse
Une combinaison des différents composants entraîne
généralement un retard dans la sortie de la valeur mesurée.
Ce retard est défini comme temps de réponse et varie enfonction de l'assemblage.
Des facteurs tels que le volume de contrôle de l'instrument
de mesure ainsi que la longueur du capillaire et la section
transversale associée sont pris en compte dans le calcul. On
peut donc conclure que le temps de réponse augmente avec
un grand volume de contrôle ou un long capillaire. Cet effet
peut être évité en choisissant un instrument de mesure avec
un volume de contrôle plus petit, un capillaire plus court ou
un capillaire avec une section transversale plus grande.
Outre les variables géométriques du montage sur séparateur, la viscosité du fluide de remplissage, entre autres, doitégalement être prise en compte. Plus la valeur de viscosité
est élevée, plus le fluide est visqueux. Il est donc possible
d'optimiser le temps de réponse en choisissant un fluide deremplissage à faible viscosité.
En outre, les températures appliquées influencent les
propriétés physiques du fluide de remplissage du système.
Si la température augmente, le fluide devient moins visqueux
et le temps de réponse se réduit. Inversement, le temps deréponse de l'instrument de mesure augmente lorsque latempérature baisse en raison de la viscosité croissante.

12/2023 FR based on 05/2022 EN

Effet de la température
Les montages sur séparateur sont généralement remplis à
température ambiante. Si des changements de température
se produisent dans l'environnement ou dans le process, ils
ont un effet négatif sur les valeurs de sortie de l'instrument
de mesure. Cela s'explique par la modification des propriétés
physiques du fluide de remplissage du système. Si lesystème de mesure subit une augmentation de température,
il se produit une augmentation de volume qui entraîne une
déviation de la membrane dans le sens du process. La
force de rappel de la membrane assure simultanément undécalage positif du point zéro sur l'instrument de mesure.

Pour éviter cette erreur, il convient de choisir des membranes
de grand diamètre qui offrent une faible rigidité. Autres
facteurs qui contrebalancent le décalage du point zéro :un volume mort plus faible de l'ensemble du système et uncoefficient de dilatation thermique plus faible du fluide deremplissage.
L'effet inverse est observé lorsque la température baisse. La
diminution du volume entraîne la déviation de la membranedans le sens du lit de membrane. La réduction de la température entraîne un décalage négatif du point zéro en raison dela force de rappel de la membrane.
Différence de hauteur
Toute différence de hauteur entre l'instrument de mesurede pression et le séparateur (notamment en cas d'utilisationde capillaires) affecte la mesure. Ceci est dû à la pressionhydrostatique de la colonne de liquide dans le capillaire.
L'affichage est réduit lorsque l'instrument de mesure depression est placé plus haut que le séparateur. Il augmente
lorsque l'instrument de mesure de la pression est placé plusbas. Cette différence de hauteur doit être connue lors del'exécution de l'ensemble du système à l'usine, afin qu'elle
puisse être prise en compte en conséquence.
Remarque : après l'installation, il est recommandé de procéder à un test et, si nécessaire, à une correction du point zéro.

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Les spécifications mentionnées ci-dessus correspondent à l'état actuel de la technologie au moment de l'édition du document.
Nous nous réservons le droit de modifier les spécifications et matériaux.
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