Niyə RTD Sensorları Orifis Plitələrinin Aşağı Axınında Quraşdırılmalıdır

Əsas Problem: Vorteks Axınları və Təzyiq Qarışıqlığı

Orifis lövhəsi axınölçənləri dəqiq diferensial təzyiq ölçümünə əsaslanır. Hər hansı bir yuxarı axın pozuntusu dəqiqliyi azaldır. Yuxarı axına quraşdırılmış termoburc, von Kármán vorteks axını kimi tanınan növbələşən vorteks nümunəsi yaradır. Bu vortekslər yuxarı axına yayılan və orifis bağlantı 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. Termoburcun 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 genişliyinə düşür, yəni ötürücü onu avtomatik olaraq süzgəcdən keçirə bilmir. Yokogawa DPharp EJA Seriyası Təzyiq Ötürücüsü yüksək dəqiqlikli DP ötürücüsüdür və yuxarı axın pozuntularının aradan qaldırılması tələb olunan orifis lövhəsi ölçmə sistemlərində geniş istifadə olunur.

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 kəsişməsinə daxil edilmiş termoburc, kütləvi bədən kimi fəaliyyət göstərir. Termoburcda axının ayrılması gövdənin əks tərəflərində növbələşən iki aşağı təzyiqli zona yaradır. Bu ayrılma dövri və təkrarlanan xarakter daşıyır, lakin yuxarı axın sahəsinə dalğalanan təzyiq komponenti əlavə edir.

Termoburc orifis lövhəsindən yuxarıda olduqda, üç uğursuzluq rejimi yaranır. Birincisi, növbələşən vortekslər orifis borusuna yaxınlaşan sürət profilini pozur və qeyri-bərabər oxial sürət paylanmasına səbəb olur. İkincisi, aşağı təzyiq impulsları yuxarı axın bağlantısında statik təzyiq oxunuşunu dəyişdirərək yalnış yüksək və ya aşağı diferensial təzyiq yaradır. Üçüncüsü, əgər vorteks ayrılma tezliyi orifis lövhəsi və ya flanş montajının mexaniki rezonans tezliyi ilə uyğunlaşarsa, struktur yorğunluğu sürətlənir.

Termoburcun aşağı axına yerləşdirilməsi bu üç uğursuzluq rejimini aradan qaldırır. GE Sensing təlimatları aşağı axın bağlantısı ilə termoburcun qabaq ucu arasında minimum 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 Məsafə 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 bağlantısının lövhə üzündən 0–0.5D məsafədə olduğunu təsdiqləyin.
• 2-ci addım: Orifis lövhəsinin quraşdırılmasını tamamlayın və flanş boltlarını göstərilən tork dəyərinə qədər sıxın. Karbon polad xidmətində ANSI Class 150 flanşlar üçün tork adətən 80–110 Nm olur və kəsişmə naxışı ilə sıxılır.
• 3-cü addım: Boru mərkəz xətti boyunca aşağı axın bağlantısından 5D ölçün. Bu mövqeyi minimum icazə verilən termoburc giriş nöqtəsi kimi işarələyin.
• 4-cü addım: Termoburcun batma dərinliyini seçin ki, sensor ucu boru mərkəz xəttində yerləşsin, bu da daxili diametrin 50–60%-inə uyğundur. 100 mm nominal diametrli boru üçün batma dərinliyi boru divarının daxili səthindən 50–60 mm olmalıdır.
• 5-ci addım: Termoburcu proses təzyiq sinfinə görə qaynaq soketi və ya flanşlı boss ilə quraşdırın. 40 bar-dan yüksək təzyiqlər üçün ASME PTC 19.3 TW-2016 oyanma tezliyi hesablamalarına cavab verən flanşlı termoburc istifadə edin.
• 6-cı addım: Pt100 RTD elementini termoburca daxil edin və təsdiqlənmiş uzatma kabeli ilə birləşdirin. 3-simli Pt100 konfiqurasiyası üçün ötürücü daxilində kabel müqavimətinin kompensasiyasının aktiv olduğunu yoxlayın — Yokogawa YTA510 bu xidməti neft emalı üçün təbii dəstəkləyir.
• 7-ci addım: Sabit axın zamanı ötürücü çıxışını istinad termometri ilə müqayisə edərək canlı yoxlama aparın. Custody transfer tətbiqlərində qəbul edilən sapma ±0.5°C-dir.

Ümumi Sahə Səhvləri və Düzəldici Tədbirlər

Təcrübəli texniklər belə orifis-RTD sistemlərində ardıcıl səhvlər edirlər. Birinci ümumi səhv quraşdırma ardıcıllığını tərsinə etməkdir — termoburcu boru sahəsini qənaət etmək üçün yuxarı axın düz xəttinə yerləşdirmək. DP ötürücü anlıq diferensial təzyiqə cavab verir, zaman ortalaması dəyərinə yox. Termoburcu dərhal aşağı axına köçürün.

İkinci səhv orifis lövhəsinin yuxarı axınında kifayət qədər düz boru olmamasıdır. 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 boru tələb olunur. Mühəndislər çox vaxt yalnız termoburc mövqeyini yoxlayır, yuxarı axın boru uyğunluğunu tamamilə nəzərdən qaçırırlar.

Üçüncü səhv termoburcun mərkəz xəttindən aşağı batma dərinliyidir. Boru radiusunun yalnız 40%-ni əhatə edən termoburc sərhəd təbəqəsinin təsir etdiyi temperaturu ölçür, bulk maye temperaturunu yox. Buxar xidmətində bu səhv 3°C-dən çox ola bilər və bu, axın kompüterinin tətbiq etdiyi sıxlıq düzəlişinə birbaşa təsir edir.

Üstəlik, GE Panametrics və Yokogawa tətbiq mühəndisləri termoburc titrəməsinin RTD elementinin quraşdırmadan sonra 90 gün ərzində sınmasına səbəb olduğu hallarını 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 termoburc 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 vəzifəsidir. Yuxarı axından gələn vorteks ayrılması DP oxunuşlarını pozur və struktur yorğunluğuna səbəb ola bilər. Aşağı axın bağlantısından 5D minimum məsafə qaydasına əməl edin, batma dərinliyini boru mərkəz xəttində yoxlayın və quraşdırmadan əvvəl oyanma tezliyi uyğunluğunu təsdiqləyin. Bu addımlar ölçmə sapmasını önləyir, axın kompüterinizin sıxlıq kompensasiyasını qoruyur və custody transfer ölçmə stansiyalarında tənzimləmə uyğunluğunu təmin edir.

Müəllif: Marcus Chen, PLC, DCS və idarəetmə sistemləri sahəsində 10 ildən çox təcrübəsi olan sənaye avtomatlaşdırma mühəndisidir.