Csíptethető ultrahangos áramlásmérő telepítése és üzembe helyezése: terepi útmutató a GE PT878 és a Yokogawa ADMAG sorozat használatával

Miért határozza meg a csőadatok pontossága a mérő teljesítményét

A csőre rögzíthető ultrahangos mérők az áramlás irányában haladó és visszafelé haladó impulzusok közötti áthaladási idő különbségét mérik. Ez a különbség arányos a folyadék sebességével. A mérő a sebességet a cső keresztmetszeti területének felhasználásával térfogati áramlássá alakítja. Egy 1 mm-es hiba a falvastagságban megváltoztatja az átalakítók távolságát, és 2-3%-os szisztematikus hibát okoz. A GE PT878 négy bemenetet igényel: külső átmérő, falvastagság, csőanyag és bélésanyag.

Először mérje meg a külső átmérőt Pi szalaggal — ne tolómérővel. A Pi szalagok figyelembe veszik a cső nem kör alakú keresztmetszetét, és 0,1 mm pontosságot biztosítanak. Másodszor, mérje meg a falvastagságot ultrahangos mérővel. A korrózió miatt a tényleges falvastagság 1-3 mm-rel eltérhet az előírt adatoktól. Harmadszor, válassza ki a megfelelő csőanyagot. A GE PT878 tárol referenciaértékeket acélra (5900 m/s), PVC-re (2340 m/s), öntöttvasra (4500 m/s) és rozsdamentes acélra (5800 m/s). A helytelen anyagbevitellel az akusztikus út geometriai elrendezése eltolódik, és hibás távolságot eredményez. Alternatív inline elektromágneses áramlásméréshez az ABB FSM4000 Elektromágneses Áramlásmérő magas pontosságú nedves mérési lehetőséget kínál vezetőképes folyadékokhoz, ahol a csőre rögzíthető mérők pontossága nem elegendő.

Átalakító konfiguráció: V-módszer, W-módszer és Z-módszer

A V-módszer 25 és 300 mm közötti csőátmérőkhöz alkalmas. Az akusztikus jel egyszer visszaverődik a távoli csőfalról. Ez a konfiguráció az alapértelmezett a legtöbb tiszta folyadékos alkalmazásnál. Egy 150 mm-es acélcsőn (10 mm falvastagság, vízszolgáltatás) az átalakók távolsága általában 110 és 140 mm között van. A W-módszer két visszaverődést használ, és kis csövekhez, 13 és 50 mm között, alkalmas. Azonban a W-módszerhez a GE PT878 kijelzőjén legalább 60%-os jelerősség szükséges — 50% alatt az olvasat megbízhatatlanná válik.

A Z-módszer az átalakítókat közvetlenül egymással szemben helyezi el, visszaverődés nélkül. A Z-módszert nagy, 300 mm feletti csöveknél, 3%-nál nagyobb szilárdanyag-tartalmú folyadékoknál vagy belső méretezett vagy bélelt csöveknél használják. A Yokogawa ADMAG RSF sorozat a Z-módszert írja elő minden DN300 feletti csőhöz. Vízszintes telepítés esetén az átalakítókat a 3 és 9 órás pozícióban kell felszerelni. Soha ne szerelje fel őket a 12 órás pozícióba, ahol gázzsákok gyűlhetnek össze.

Csatoló anyag alkalmazása és felület előkészítése

A gyenge csatolás az átalakító és a csőfelület között a leggyakoribb oka az alacsony jelerősségnek. A GE magas hőmérsékletű Soundout gélt szállít 90°C-ig terjedő szolgáltatáshoz, és viszkózus Couplant D-t 175°C-ig terjedő hőmérséklethez. Ne helyettesítse vízvezeték-szerelő szilikonzsírral — annak akusztikus impedancia eltérése az acéltól 15-25 dB-lel csökkenti a jelátvitelt.

• 1. lépés: Távolítsa el a laza méretezést, festéket és korróziót a mérési zónából drótkefével vagy sarokcsiszolóval. A csőfelületnek tiszta, sima, csupasz fémnek kell lennie.
• 2. lépés: Vigyen fel csatoló anyagot körkörös gyöngyként, 5-8 mm átmérővel az átalakító közepére.
• 3. lépés: Nyomja az átalakítót erősen a felülethez, és forgassa el 10 fokkal, mielőtt rögzíti a bilincset. Ez megtöri a csatoló anyagban lévő légbuborékokat, és javítja a kapcsolat egyenletességét.

Jelminőség ellenőrzése és hatlépéses hibakeresés

A GE PT878 a jelerősséget százalékban mutatja. 75% felett jó csatolást jelez. 50 és 75% között határértékű. 50% alatt megbízhatatlan adatokat ad. A Yokogawa ADMAG korrelációs tényezőt mutat — 0,98 felett megbízható mérés, 0,95 alatt áthelyezés szükséges.

• 1. lépés: Ellenőrizze újra a cső külső átmérőjét és falvastagságának bemeneti értékeit. Egy 2 mm-es falvastagság-hiba 5-8 mm-rel eltolja az átalakók távolságát egy 150 mm-es csőn.
• 2. lépés: Tisztítsa meg az átalakító felületét és a csőfelületet. A megszáradt csatoló anyag vagy rozsda részecskék akusztikus szóródást okoznak, ami 20 dB-lel csökkenti a jelet.
• 3. lépés: Ellenőrizze, hogy nincs-e gázbefogás vagy erős levegőztetés a folyadékban. A gázbuborékok teljesen szórják az ultrahangos jeleket. Helyezze át a mérési pontot lejjebb az áramlás irányában.
• 4. lépés: Váltson V-módszerről Z-módszerre olyan csöveknél, amelyek belső méretezéssel vagy béléssel rendelkeznek, és a réteg vastagsága meghaladja a 3 mm-t. A Z-módszer csökkenti az akusztikus út kereszteződéseit, és fenntartja a jelerősséget a romlott belső felületeken.
• 5. lépés: Ellenőrizze a hangsebesség értékét. 20°C-os víz esetén 1484 m/s az érték. Könnyű nyersolaj esetén 1300-1400 m/s. Ha az eltérés több mint 5% a referenciaértéktől, az átalakítók gázzsákhoz vagy méretezett réteghez csatolódnak a tömegfolyadék helyett.
• 6. lépés: Ellenőrizze a Reynolds-számot. A GE PT878 ±1%-os pontossági előírása Re érték felett 10 000 szükséges. Számítsa ki: Re = (ρ × v × D) / µ. 4000 alatti Re esetén a pontosság ±2-5%-ra romlik. Telepítse a mérőt lejjebb az áramlásban, vagy válasszon beépített mérőt alacsony sebességű alkalmazásokhoz.

Következtetés és javaslatok

A csőre rögzíthető ultrahangos mérők megbízható, nem invazív mérést biztosítanak, ha helyesen vannak telepítve. A legtöbb üzembe helyezési hiba a helytelen csőadat-bevitellel és a nem megfelelő felület-előkészítéssel magyarázható. Mindig mérje meg a falvastagságot ultrahangos mérővel, ne csak a névleges értékekre hagyatkozzon. Nagy csöveknél, méretezett belső felületeknél és magas szilárdanyag-tartalmú folyadékoknál használja a Z-módszert. Ellenőrizze a jelerősséget 75% felett a GE PT878-nél, és a korrelációs tényezőt 0,98 felett a Yokogawa ADMAG-nál, mielőtt az adatokat átadja a DCS-nek. Ezek az ellenőrzések 30 percet vesznek igénybe, és hónapokig tartó megmagyarázhatatlan áramlási hibákat előznek meg.

Szerző: Liu Yang ipari automatizálási mérnök, több mint 10 éves tapasztalattal PLC, DCS és vezérlőrendszerek területén.