Niyə RTD Sensorları Orifis Plitələrinin Aşağı Axınında Quraşdırılmalıdır
Termoquyuq vortex ayrılması, axın pozulması və diferensial təzyiq axın ölçməsində sensor ardıcıllığının mühəndislik məntiqi
Əsas Problem: Vortex Küçələri və Təzyiq Qarışıqlığı
Orifis lövhəsi axınölçənləri dəqiq diferensial təzyiq ölçümünə əsaslanır. Hər hansı bir yuxarı axın pozulması dəqiqliyi azaldır. Yuxarı axına quraşdırılmış termoquyuq von Kármán vortex küçəsi kimi tanınan növbələşən vortexlərin proqnozlaşdırıla bilən nümunəsini yaradır. Bu vortexlər yuxarı axına yayılan və orifis tıxac nöqtələrində diferensial təzyiq siqnalını pozan dalğalanan təzyiq dalğaları yaradır.
Yokogawa-nın axın mühəndisləri 1.5–3% axın ölçmə səhvlərini adətən tək bir əsas səbəbə bağlayırlar: orifis lövhəsindən əvvəl RTD-nin səhv yerləşdirilməsi. Termoquyuqdan gələn təzyiq dalğalanma tezliyi axın sürəti ilə ölçülür və Strouhal əlaqəsinə uyğundur. 3–8 m/s tipik proses sürətlərində bu tezlik əksər DP ötürücülərinin cavab bant genişliyində olur, yəni ötürücü onu avtomatik olaraq süzgəcdən keçirə bilmir.
Buna görə də, ISO 5167-1 və ASME MFC-3M standartları hər ikisi temperatur elementlərinin əsas axın elementindən aşağı axına yerləşdirilməsini tələb edir. Bu tövsiyə deyil — bu, ölçmə sisteminin bütövlüyü üçün tələbdir.
Aşağı Axına Yerləşdirmənin Fizikası
Bir boru kəsiyinə daxil edilmiş termoquyuq kütləvi bədən kimi fəaliyyət göstərir. Termoquyuqda axının ayrılması gövdənin əks tərəflərində növbələşən iki aşağı təzyiqli zonalar yaradır. Bu ayrılma dövri və təkrarlanan olsa da, yuxarı axın sahəsinə dalğalanan təzyiq komponenti əlavə edir.
Termoquyuq orifis lövhəsindən yuxarıda olduqda, üç uğursuzluq rejimi yaranır. Birincisi, növbələşən vortexlər orifis borusuna yaxınlaşan sürət profilini pozur və qeyri-bərabər oxial sürət paylanmasına səbəb olur. İkincisi, aşağı təzyiq impulsları yuxarı tıxacda statik təzyiq oxunuşunu dəyişdirir və yalnış yüksək və ya aşağı diferensial təzyiq yaradır. Üçüncüsü, əgər vortex ayrılma tezliyi orifis lövhəsi və ya flanş montajının mexaniki rezonans tezliyi ilə uyğunlaşarsa, struktur yorğunluğu sürətlənir.
Termoquyuqu aşağı axına yerləşdirmək bu üç uğursuzluq rejimini aradan qaldırır. Bu mövqedə vortex küçəsi bərpa olunmuş axın zonasinda, aşağı axın tıxac nöqtəsindən çox uzaqda yaranır. DP ölçümü hər hansı termal element pozulmasından əvvəl tamamlanır.
GE Sensing təlimatları aşağı axın tıxac nöqtəsi ilə termoquyuq ön kənarı arasında ən azı 5 boru diametri (5D) məsafə tələb edir. 30 m/s-dən yüksək buxar tətbiqlərində mühəndislər rezonansın boru divarı ilə uyğunlaşmasının qarşısını almaq üçün bu məsafəni 10D-ə qədər artırırlar.
Quraşdırma Proseduru və Aralıq Qaydaları
1-ci addım: Axın istiqamətini müəyyən edin və orifis daşıyıcı halqasındakı yuxarı və aşağı axın flanşlarını işarələyin. Orifis lövhəsinin kənarının aşağı axına baxdığını və yuxarı axın tıxacının lövhə üzündən 0–0.5D məsafədə olduğunu təsdiqləyin.
2-ci addım: Orifis lövhəsinin quraşdırılmasını tamamlayın və flanş boltlarını göstərilən tork dəyərinə qədər sıxın. Karbon poladdan olan ANSI Class 150 flanşlar üçün tork adətən 80–110 Nm olur və kəsişmə naxışı ilə tətbiq edilir.
3-cü addım: Boru mərkəz xətti boyunca aşağı axın tıxac nöqtəsindən 5D ölçün. Bu mövqeyi termoquyuqun minimum icazə verilən giriş nöqtəsi kimi işarələyin.
4-cü addım: Termoquyuq batma dərinliyini seçin ki, sensor ucu boru mərkəz xəttində yerləşsin, bu daxili diametrin 50–60%-inə uyğun gəlir. 100 mm nominal diametrli boru üçün batma dərinliyi boru divarının daxili səthindən 50–60 mm olmalıdır.
5-ci addım: Termoquyuqu proses təzyiq sinfinə görə qaynaq yuvası və ya flanşlı boss ilə quraşdırın. 40 bar-dan yüksək təzyiqlər üçün ASME PTC 19.3 TW-2016 oyanma tezliyi hesablaması tələblərinə cavab verən flanşlı termoquyuq istifadə edin.
6-cı addım: Pt100 RTD elementini termoquyuğa daxil edin və təsdiqlənmiş uzatma kabeli ilə qoşun. 3-simli Pt100 konfiqurasiyası üçün ötürücü daxilində kabel müqavimətinin kompensasiyasının aktiv olduğunu yoxlayın — Yokogawa YTA510 bu xidmətdə yerli dəstəyi təmin edir.
7-ci addım: Sabit axın zamanı ötürücü çıxışını istinad termometri ilə müqayisə edərək canlı yoxlama aparın. Custody transfer tətbiqləri üçün qəbul edilən sapma ±0.5°C-dir.
Ümumi Sahə Səhvləri və Düzəldici Tədbirlər
Quraşdırma ardıcıllığının tərsinə olması — Bəzi podratçılar boru sahəsini qənaət etmək üçün termoquyuqu yuxarı axın düz xəttinə quraşdırır, DP ötürücüsünün səhvi ortalamağa çalışacağını düşünürlər. Bu fərziyyə yanlışdır. DP ötürücü anlıq diferensial təzyiqə cavab verir, zamanla ortalama dəyərə yox. Termoquyuqu dərhal aşağı axına köçürün.
Yuxarı axın düz xəttinin kifayət qədər olmaması — ISO 5167 beta nisbətinə və yuxarı axın fitinq növünə görə 10D–40D yuxarı axın düz boru tələb edir. Beta-0.6 orifis lövhəsinin dərhal yuxarı axınında 90° dirsək varsa, 26D düz xətt tələb olunur. Mühəndislər çox vaxt yalnız termoquyuq mövqeyini yoxlayır, yuxarı axın boru uyğunluğunu tamamilə nəzərdən qaçırırlar.
Termoquyuq batma dərinliyinin mərkəz xəttindən aşağı olması — Boru radiusunun yalnız 40%-nə çatacaq termoquyuq sərhəd təbəqəsinin təsir etdiyi temperaturu ölçür, bulk maye temperaturunu yox. Buxar xidmətində bu səhv 3°C-dən çox ola bilər və bu, axın kompüterinin sıxlıq düzəlişinə birbaşa təsir edir.
GE Panametrics və Yokogawa tətbiq mühəndisləri termoquyuq titrəməsinin RTD elementinin 90 gün ərzində qırılmasına səbəb olduğu hallar sənədləşdiriblər. Həll ASME PTC 19.3 TW cədvəlindən istifadə edərək quraşdırmadan əvvəl oyanma tezliyi nisbətini (fn/fs) yoxlamaqdır. 0.8-dən yuxarı nisbət daha sərt termoquyuq dizaynı və ya fərqli batma dərinliyi tələb edir.
Nəticə və Tədbir Tövsiyəsi
RTD-nin orifis lövhəsindən aşağı axına quraşdırılması tərtibat seçimi deyil — ISO 5167 və ASME PTC 19.3 tərəfindən dəstəklənən ölçmə dəqiqliyi tələbi. Yuxarı axın termoquyuqlarından yaranan vortex ayrılması DP oxunuşlarını pozur və struktur yorğunluğa səbəb ola bilər. Aşağı axın tıxacından 5D minimum məsafə qaydasına əməl edin, batma dərinliyini boru mərkəz xəttində yoxlayın və quraşdırmadan əvvəl oyanma tezliyi uyğunluğunu təsdiqləyin. Bu addımlar ölçmə sürüşməsinin qarşısını alır, axın kompüterinizin sıxlıq kompensasiyasını qoruyur və custody transfer ölçmə stansiyalarında tənzimləmə uyğunluğunu təmin edir.
