Uputstvo za montažu i puštanje u rad ultrazvučnog merača protoka sa stezaljkom: Terenski vodič za GE PT878 i Yokogawa ADMAG seriju

Zašto tačnost podataka o cevi određuje performanse merača

Ultrazvučni merači sa stezaljkom mere razliku u vremenu prolaska između impulsa uzvodno i nizvodno. Ova razlika je proporcionalna brzini fluida. Merač pretvara brzinu u zapreminski protok koristeći poprečni presek cevi. Greška od 1 mm u debljini zida pomera razmak između pretvarača i uvodi sistemsku grešku od 2 do 3%. GE PT878 zahteva četiri ulaza: spoljašnji prečnik, debljinu zida, materijal cevi i materijal obloge.

Prvo, izmerite spoljašnji prečnik pomoću Pi trake — ne pomoću klješta. Pi trake uzimaju u obzir nepravilan oblik cevi i obezbeđuju tačnost do 0,1 mm. Drugo, izmerite debljinu zida ultrazvučnim meračem. Korozija uzrokuje da stvarna debljina zida odstupa 1 do 3 mm od podataka iz specifikacije. Treće, izaberite pravi materijal cevi. GE PT878 čuva referentne vrednosti za čelik (5900 m/s), PVC (2340 m/s), liveno gvožđe (4500 m/s) i nerđajući čelik (5800 m/s). Pogrešan unos materijala pomera geometriju akustičnog puta i daje netačan razmak. Za inline elektromagnetno merenje protoka kao alternativu, ABB FSM4000 elektromagnetni merač protoka pruža visokoprecizno merenje za provodljive fluide gde tačnost merača sa stezaljkom nije dovoljna.

Konfiguracija pretvarača: V-metod, W-metod i Z-metod

V-metod je pogodan za prečnike cevi od 25 do 300 mm. Akustični signal se jednom reflektuje od dalekog zida cevi. Ova konfiguracija je podrazumevana za većinu primena sa čistim fluidima. Razmak pretvarača na čeličnoj cevi od 150 mm (debljina zida 10 mm, vodovodna voda) obično je između 110 i 140 mm. W-metod koristi dve refleksije i pogodan je za male cevi od 13 do 50 mm. Međutim, W-metod zahteva minimalnu jačinu signala od 60% na GE PT878 displeju — ispod 50% očitavanje postaje nepouzdano.

Z-metod postavlja pretvarače direktno jedan naspram drugog bez refleksija. Koristite Z-metod na velikim cevima preko 300 mm, na tečnostima sa opterećenjem česticama većim od 3% čvrstih materija ili na cevima sa unutrašnjim kamencem ili oblogom. Yokogawa ADMAG RSF serija propisuje Z-metod za sve cevi preko DN300. Za horizontalne instalacije, montirajte pretvarače na pozicije 3 i 9 sati. Nikada ne montirajte na poziciju 12 sati gde se nakupljaju gasni džepovi.

Nanošenje spoja za povezivanje i priprema površine

Loš spoj između pretvarača i površine cevi je najčešći uzrok niske kvalitete signala. GE isporučuje gel Soundout za visoke temperature do 90°C i viskozni Couplant D za temperature do 175°C. Nemojte koristiti silikonsku mast za vodoinstalatera — njena akustična impedancija u odnosu na čelik smanjuje prenos signala za 15 do 25 dB.

• Korak 1: Uklonite labavi kamenac, farbu i koroziju sa zone merenja pomoću žičane četke ili brusilice. Površina cevi mora biti gola, čista i glatka.
• Korak 2: Nanesite spoj za povezivanje u obliku kružne trake prečnika 5 do 8 mm na sredinu lica pretvarača.
• Korak 3: Čvrsto pritisnite pretvarač i rotirajte ga za 10 stepeni pre fiksiranja stezaljke. Ovo razbija mehuriće vazduha u sloju spoja i poboljšava uniformnost kontakta.

Provera kvaliteta signala i šestostepena izolacija grešaka

GE PT878 prikazuje jačinu signala u procentima. Vrednosti iznad 75% ukazuju na dobar spoj. Između 50% i 75% je granično. Ispod 50% daje nepouzdane podatke. Yokogawa ADMAG prikazuje korelacioni faktor — iznad 0,98 ukazuje na pouzdano merenje, ispod 0,95 zahteva promenu položaja.

• Korak 1: Ponovo proverite unete vrednosti spoljašnjeg prečnika cevi i debljine zida. Greška od 2 mm u debljini zida pomera razmak pretvarača za 5 do 8 mm na cevi od 150 mm.
• Korak 2: Očistite lice pretvarača i površinu cevi. Osušeni spoj ili čestice rđe izazivaju akustično rasipanje koje smanjuje signal za 20 dB.
• Korak 3: Proverite da li u tečnosti ima zarobljenog gasa ili jake aeracije. Gasni mehurići potpuno rasipaju ultrazvučne signale. Premestite mesto merenja dalje nizvodno.
• Korak 4: Pređite sa V-metoda na Z-metod na cevima sa unutrašnjim kamencem ili oblogom debljine preko 3 mm. Z-metod smanjuje ukrštanje akustičnih puteva i održava jačinu signala na oštećenim unutrašnjim površinama cevi.
• Korak 5: Proverite očitavanje brzine zvuka. Voda na 20°C ima brzinu 1484 m/s. Laka sirova nafta ima brzinu od 1300 do 1400 m/s. Odstupanje veće od 5% od referentne vrednosti ukazuje da se pretvarači povezuju sa gasnim džepom ili slojem kamenca, a ne sa glavnim fluidom.
• Korak 6: Proverite Rejnoldsov broj. GE PT878 specifikacija tačnosti ±1% zahteva Re iznad 10.000. Izračunajte Re = (ρ × v × D) / µ. Ispod Re = 4.000, tačnost opada na ±2 do 5%. Instalirajte merač dalje nizvodno ili izaberite merač sa umetkom za primene sa niskom brzinom.

Zaključak i saveti za akciju

Ultrazvučni merači sa stezaljkom pružaju pouzdano neinvazivno merenje kada su pravilno instalirani. Većina neuspeha pri puštanju u rad nastaje zbog pogrešnog unosa podataka o cevi i neadekvatne pripreme površine. Uvek merite debljinu zida ultrazvučnim meračem umesto da se oslanjate na nominalne vrednosti iz specifikacije. Koristite Z-metod za velike cevi, unutrašnje kamence i fluide sa visokim sadržajem čvrstih materija. Proverite kvalitet signala iznad 75% na GE PT878 i korelacioni faktor iznad 0,98 na Yokogawa ADMAG pre nego što podatke prosledite DCS-u. Ove provere traju 30 minuta i sprečavaju mesece neobjašnjenih grešaka u protoku.

Autor: Liu Yang je inženjer industrijske automatizacije sa više od 10 godina iskustva u PLC, DCS i kontrolnim sistemima.