Какво е не{0}}инвазивно измерване?
„Не{0}}натрапчив“ се отнася до фундаментална философия на дизайна: сензорите за измерване остават напълно извън тръбата, като никога не проникват в стената на тръбата или в контакт с течащата среда. Това рязко контрастира с традиционните разходомери, които изискват нарязване на тръби, инсталиране на фланци или поставяне на сензори директно в пътя на потока.
Не{0}}натрапчивите ултразвукови разходомери използват преобразуватели, монтирани на външната повърхност на тръбата с помощта на скоби-върху приспособления. Тези преобразуватели предават и получават ултразвукови сигнали, които преминават през стената на тръбата, през протичащия флуид и обратно през противоположната стена на тръбата-всичко това без да се нарушава структурната цялост или чистота на тръбопроводната система.
В много индустрии тази концепция за-затягане извън--тръбата също се описва с термини катонеинвазивен ултразвуков разходомер, a безконтактен ултразвуков разходомер, или anвъншен ултразвуков разходомер-като се подчертава, че сензорите остават извън тръбата и не докосват средата.
Основни принципи на измерване
Не-ултразвуковите разходомери работят на два различни физически принципа, всеки от които е подходящ за различни изисквания на приложението:
Измерване на транзитно-време (метод-на-полет)
Theпринцип на транзитно{0}}времеизползва основно свойство на разпространението на звука: ултразвуковите вълни се движат по-бързо, когато се движат с посоката на потока, и по-бавно, когато се движат срещу него.
Технологични предимства:
Прецизност:Постига ±0,5% точност (-моделите от висок клас достигат ±0,2%)
Широк диапазон на скоростта:Измерва от 0,01 до 12 m/s
Независимост от течности:Не се влияе от плътност, вискозитет, проводимост или температурни промени
Двупосочна възможност:Автоматично открива и измерва обратния поток
Изисквания за кандидатстване:
Чистота на течността:Суспендираните частици трябва да останат под 50 mg/L
Съдържание на газови мехурчета:Не трябва да надвишава 2% обемни
Състояние на тръбата:Трябва да се напълни напълно с течност
Яснота на сигнала:Изисква относително чист акустичен път за предаване на сигнала
Измерване на ефекта на Доплер
Принципът на Доплер използва изместването на честотата, което възниква, когато ултразвуковите вълни се отразяват от движещи се частици или мехурчета в течността.
Технологични предимства:
Толерантност към частици:Специално проектиран за течности, съдържащи суспендирани твърди вещества или мехурчета
Имунитет към мехурчета: High gas content (>2%) не влошава измерването
Ефективност на разходите:Обикновено по-евтини от системите-за транзитно време
Здрава работа:Функционира надеждно в предизвикателни индустриални среди
Изисквания за кандидатстване:
Минимална концентрация на частици:Изисква най-малко 100 ppm частици или мехурчета, по-големи от 100 микрона
Не е подходящ за ултра{0}}чисти течности:Дестилирана вода, кондензат или течности от-фармацевтичен клас нямат достатъчно отражатели
Ограничения на точността:Обикновено ±1-2% в сравнение с ±0,5% за системите за транзитно време
Основни предимства на не-натрапчивите ултразвукови разходомери
Удобство на монтажа
Най-непосредственото и завладяващо предимство наскоба-на ултразвукови разходомерие техният забележително прост процес на инсталиране. Тъй като сензорите остават извън тръбата, aбезконтактен ултразвуков разходомерподходът често може да се прилага без спиране, източване или врязване в тръбопровода.
Традиционен вграден процес на инсталиране:
Изключете операциите и източете тръбопровода
Изкопайте достатъчно работно пространство (може да изисква достъп с кран)
Нарежете тръбата, за да създадете монтажни точки
Заварете фланци или резбови съединения
Повдигнете и позиционирайте тялото на разходомера
Пълно изпитване под налягане и проверки за течове
Операции за възстановяване
Скоба-при ултразвуков процес на инсталиране:
Почистете външната повърхност на тръбата
Нанесете акустичен свързващ гел
Прикрепете скоби на трансдюсера към тръбата
Свържете кабелите и въведете параметрите
Проверете качеството на сигнала и започнете измерването
Clamp{0}}Изисквания към метода:
Минимално излагане на тръбата (само зона за монтиране на сензора)
Съвместим с тесни пространства (може да работи на разстояние от 0,5 метра)
Не е необходимо тежко оборудване
Удобен за подземни и надземни тръби
Този компактен монтажен отпечатък е особено ценен в:
- Претоварена градска инфраструктура
- Модернизирани приложения в съществуващи съоръжения
- Подземни комунални приложения
- Офшорни платформи с ограничено пространство на палубата
Всеобхватни икономически ползи
Директно спестяване на разходи: 40-75% намаляване на разходите за инсталиране
Икономическите предимства се простират далеч отвъд удобството при инсталиране. В много сценарии за преоборудване и поддръжка, анвъншен ултразвуков разходомерможе да намали сложността на инсталацията и свързаните с това разходи за престой, тъй като избягва проникване на тръби, заваряване и стъпки за повторно -сертифициране.
Техническа производителност
Без движещи се части
Най-надеждната машина е тази без движещи се части. Скобата-на ултразвукови разходомери е пример за този принцип.
Сравнение на средното време между отказите (MTBF).
| Тип разходомер | Типичен MTBF | Основни режими на отказ |
|---|---|---|
| Турбина | 2-3 години | Износване на лагери, повреда на острието, повреда на вала |
| Електромагнитна | 5-8 години | Замърсяване на електродите, разграждане на обвивката, повреда на бобината |
| Вихър | 8-12 години | Дрейф на сензора, блъф ерозия на тялото |
| Скоба-на ултразвук | 15-20+ години | Само стареене на електронни компоненти |
Скобите-на ултразвукови измервателни уреди издържат 5-10 пъти по-дълго от механичните разходомери със значително по-малко режими на отказ.
Изключителна точност и повторяемост
Модерните не{0}}натрапчиви ултразвукови разходомери осигуряват ефективност на измерване, сравнима или надвишаваща традиционните вградени конструкции.
Области на приложение
Химия / Производство
Химически, нефтохимически и общи индустриални водни системи: онлайн измерване на циркулационна вода, технологична вода, разтвори и др.
Измерване на потока на корозивни среди (съвместимостта на материалите е трудна) или санитарни/чисти приложения (където отварянето на тръбата може да причини замърсяване). Скобите-на ултразвуковите измервателни уреди имат ясно предимство, тъй като има нулев контакт със средата-една от причините те често да се наричатнеинвазивенултразвуков разходомеррешение в тръбопроводи,-чувствителни към корозия или-критични за хигиената.
Петролна, газова и енергийна промишленост (главно за мониторинг на процеси / проверка на поддръжката)
Тръбопроводи за течности в рамките на станции или съоръжения, временни измервания по време на поддръжка, проверка на работните условия, откриване на течове и отстраняване на неизправности при необичайни условия.
Някои решения могат също така да покриват газове/пара и други не{0}}натрапчиви изисквания за измерване, в зависимост от модела на измервателния уред и работните условия.
Общински води и опазване на околната среда
Пренос и разпределение на сурова вода и питейна вода, зони с районно измерване (DMA) и мониторинг на дебита на тръбопроводи на помпени станции.
Пречиствателни станции за отпадъчни води: входящи и отпадъчни води, тръбопроводи, свързани с обратен поток/утайка-и отчитане на потока в секциите на процеса.
Откриване на теч/разследване на необичаен поток и проверка на работата и поддръжката (инсталация без рязане на тръбата).
Временно измерване, одити на инвентара и "Проверка на измервателни уреди"
Временно тестване на потока, балансиране и въвеждане в експлоатация на системата и проверка на точността на съществуващи инструменти.
Преносимите скоби-на ултразвуковите измервателни уреди се използват много често за краткосрочни-тестове и проверки.
Инсталиране Ключови точки
Потвърждение за инсталиране: определете дали приложението е подходящо за не-натрапчиво ултразвуково измерване на потока
Тръбопроводът трябва да е напълно пълен (не-пълните тръби ще причинят сериозни грешки или нестабилност).
Вертикалният възходящ поток обикновено е по-лесен за поддържане на тръбата пълна; за вертикален поток надолу трябва да се осигури достатъчно обратно налягане, за да се поддържа пълна тръба.
За предпочитане е средата да е еднофазна-, с малко мехурчета и ниско съдържание на твърдо вещество.
Място на монтаж: прави тръбопроводи и избягване на мехурчета/утаяване
Изберете възможно най-дългата права част от тръбата. Обичайната инженерна практика изисква: нагоре по веригата по-голямо или равно на 10D, надолу по веригата по-голямо или равно на 5D (D е диаметърът на тръбата).
Не монтирайте на самия връх или на дъното на хоризонтални тръби: горната част е податлива на натрупване на газ, а долната е склонна към отлагане на утайки. Обикновено се препоръчва инсталиране на позиции 2–4 часа или 8–10 часа.
Пазете от източници на силни смущения, като изходи на помпи, клапани, колена и редуктори (смущенията изкривяват профила на потока и причиняват нестабилни показания).
Подготовка на външната повърхност на тръбата
Почистете покритията, корозията и неравностите на мястото на монтаж; повърхността трябва да е възможно най-гладка. Леко шлайфане е приемливо, ако е необходимо, но не повреждайте извивката на тръбата.
Изберете свързващ агент (съединителен агент), съвместим с температурата и материала, и го нанесете равномерно без кухини.
Монтаж на трансдюсера: ориентация, разстояние и метод на монтаж
Инсталирайте сондите точно според разстоянието, изчислено от инструмента; обърнете внимание на ориентацията на сондата, стрелките и изискванията за посока на кабела (много ръководства изрично посочват правилната ориентация и разстоянието между референтните точки).
Използват се две общи конфигурации: V метод (рефлективен) и Z метод (директен). Изборът зависи от диаметъра на тръбата, затихването и качеството на сигнала; когато сигналът е слаб, преминаването към метода Z често прави получаването на сигнал по-лесно.
Закрепете сондите здраво със скоби или стоманени ленти, за да предотвратите изместване поради дълготрайни-вибрации; не позволявайте сондите да бъдат "окачени на кабелите".
Методи за конфигуриране на инсталацията
Не{0}}натрапчивите преобразуватели могат да бъдат монтирани в няколко конфигурации, всяка оптимизирана за различни размери на тръбите и изисквания за измерване:
V-Метод (отразяващ):
И двата преобразувателя се монтират от една и съща страна на тръбата, като ултразвуковият лъч се отразява от противоположната стена на тръбата. Тази конфигурация е подходяща за тръби с диаметър от 20 mm до 300 mm и осигурява отлична сила на сигнала за по-къси акустични пътища.
Z-метод (директен):
Преобразувателите се монтират на противоположните страни на тръбата, като ултразвуковият лъч се движи директно между тях. Този метод е оптимален за тръби с диаметър от 100 mm до 500 mm, като предлага най-директния път на сигнала и най-висока точност за средни-размерни тръби.
W-Метод (Двойно отражение):
Използван за тръби с малък -диаметър (15 mm до 50 mm), ултразвуковият лъч отразява два пъти вътре в тръбата, като ефективно утроява дължината на акустичния път, за да подобри разделителната способност на измерването и чувствителността при ниски скорости на потока.
Изборът между тези методи зависи от диаметъра на тръбата, дебелината на стената, материала и изискваната точност, като съвременните разходомери често автоматично препоръчват оптималната конфигурация въз основа на въведените параметри.
