Накладные расходомеры – одни плюсы?

Накладные ультразвуковые расходомеры – это доступное и относительно простое оборудование для оперативного измерения расхода жидкости.

Накладные расходомеры обладают рядом преимуществ, среди которых:

  • возможность в короткое время организовать точку измерения расхода на новых и существующих объектах
  • низкие затраты на установку расходомера
  • использование для измерения расхода в различных отраслях: от простых измерений (вода) до применений на нефтеперерабатывающих предприятиях

В связи с растущей популярностью расходомеров такого типа мы бы хотели обсудить с вами, насколько оправданы и актуальны преимущества накладных расходомеров, и могут ли накладные УЗР стать заменой традиционным врезным приборам.

Немного о точности

Одна из важных характеристик расходомеров - точность. Не просто так во всех опросных листах помимо характеристик по диапазонам расхода и свойствам измеряемой среды указывается еще и погрешность прибора.

Этот параметр может оказывать влияние на технологический процесс. Там, где присутствует коммерческая составляющая, например, в применениях на узлах учета, - соответствие расходомера своим метрологическим характеристикам на протяжении межповерочного интервала является одним из важнейших моментов!

Вот факторы, которые могут повлиять на погрешность УЗР:

  • Измеряемая среда (вязкость, наличие твердых включений, свободного газа в измеряемой жидкости);
  • Характеристика потока (например, УЗР хорошо работают на турбулентных потоках при числах Рейнольдса от 4000 и более);
  • Количество измерительных каналов расходомера и их расположение относительно сечения трубы. Не забываем, первичный измеряемый параметр - скорость среды!
  • Корректная установка прибора на трубопроводе, в соответствии с руководством по эксплуатации – наиважнейший фактор!

Для расходомеров накладного типа этот список необходимо дополнить:

  • Состояние стенок трубопровода. Ультразвуковой сигнал от сенсоров проходит через стенку трубопровода;
  • Контакт датчиков с трубопроводом. Качество измерения сильно завит от того, насколько правильно был установлен расходомер;
  • Калибровка прибора. Указанных характеристик по погрешности можно добиться при калибровке прибора по месту. Но вопрос, можно ли сделать это на практике?

Как мы видим, для накладных расходомеров факторов, влияющих на качество измерений, больше и, что самое главное, они могут оказать огромное влияние в том числе и на погрешность прибора.

Краткое резюме:

  • относительная погрешность врезного расходомера от 0,3%; погрешность накладного расходомер от 1% и может быть достигнута только калибровкой по месту;
  • количество факторов, влияющих на стабильность и точность измерений, для накладного расходомера больше. Их необходимо учитывать.

Никаких проблем с монтажом?

Одно из очевидных преимуществ «накладников» - быстрый и экономичный монтаж/демонтаж без вмешательства в трубопровод. Еще бы: не нужно останавливать процесс, разрезать трубопровод, достаточно просто закрепить прибор на трубу.

Но есть оговорки - это действительно так, при соблюдении двух очень критичных и редко встречающихся на практике условиях:

  • Ваш трубопровод в ИДЕАЛЬНОМ состоянии, выполнен из новых материалов
  • Монтаж выполняет высококвалифицированный персонал, обученный на установку подобных приборов, имеющий опыт в этом.

В остальных же случаях перед установкой накладного расходомера трубопровод необходимо подготовить:

  • Зачистить или зашлифовать поверхности трубопровода с помощью специальных инструментов либо агрессивных химических средств.

Или

  • снять верхний слой трубопровода с помощью электрорубанка или аналогичных инструментов.

Или

  • Если трубопровод совсем в плачевном состоянии с внешней стороны, либо имеет большой слой отложений на внутренней стенке трубы, то из него попросту вырезают прямой участок, необходимый для монтажа прибора, и «вваривают» новый, чистый участок трубы.

Как видите, на практике без вмешательств в трубопровод монтаж не обходится.

Еще один заявляемый плюс накладных УЗР – при установке или демонтаже оборудования нет необходимости прерывать процесс. Так ли это на практике?

Даже если исключить необходимость подготовки трубопровода, это преимущество актуально лишь в случае простых применений. При использовании расходомера для учета, например, нефтепродуктов при высоких температурах, необходимость прерывать технологический процесс в трубопроводе все равно остается актуальной.

Ведь установка расходомера на линию не ограничивается фактическим монтажом прибора на трубу и требует дальнейшей его настройки (калибровки/юстировки).

Расходомер должен быть установлен на трубопровод в «холодном» состоянии (20℃) - то есть протекающий через него тех. процесс с высокими температурами должен быть полностью остановлен, до полного остывания измерительного участка), а затем расходомер должен быть настроен, для работы, в условиях высоких температур.

Для обоих случаев требуется квалифицированный сервисный специалист.

Не универсальный солдат.

При выборе средства измерения расхода потребитель, как правило, обращает внимание и на такую важную характеристику, как «универсальность» прибора. Под этим подразумевается возможность применения одного прибора для измерения расхода в разных точках. И действительно, это очень удобно, так как теоретически позволяет иметь некоторый запас «универсальных» расходомеров на складе и возможность быстрой замены расходомера или организации новой точки учета расхода.

Вышеуказанному требованию по «универсальности», в первом приближении хорошо соответствую ультразвуковые расходомеры накладного типа. И действительно, монтаж расходомера осуществляется на трубопровод, что позволяет быстро организовать точку учета.

Здесь необходимо обратить внимание на следующие факторы:

  • Накладные ультразвуковые расходомеры позволяют производить измерения расхода на трубопроводах на диаметрах, например от DN15 до DN4000. Для того, чтобы охватить вышеуказанный диапазон необходимо применить три версии накладных расходомеров OPTISONIC 6300: small, medium, large;
  • Необходимо обратить внимание на диапазоны расходов. Очень часто можно наблюдать ситуацию, когда в трубопроводе наблюдается медленная скорость измеряемой среды (меньше 0,5 м/с). В этом случае говорить о погрешности накладного расходомера достаточно тяжело…
  • Необходимо обратить внимание на характеристики измеряемой среды. Например, от вязкости ( и от диаметров) зависит схема измерения (V- режим, W-режим, Z- режим, частота используемых сенсоров).

Исходя из вышесказанного можно сделать следующий вывод:

Расходомеры накладного типа позволяют быстро организовать точку учета расхода. Однако утверждать, что одним накладным расходомером можно будет измерить расход на всех позициях было бы достаточно «громким заявлением», так как качество измерения зависит от многих факторов, которые необходимо учитывать.

Считайте внимательно!

Стоимость – зачастую решающий фактор выбора. Особенно когда речь идет о трубах больших диаметров.

Первоначальные затраты на приобретение и монтаж накладного расходомера безусловно ниже затрат при использовании врезных аналогов. Но это только одна сторона медали. При выборе расходомера необходимо обращать внимание еще и на эксплуатационные качества прибора. Тем более, вопрос сокращения эксплуатационных затрат на оборудование весьма актуален.

Поэтому при выборе накладного расходомера следует учесть, что может произойди следующее:

Ухудшение контакта датчика с трубопроводом. Это достаточно часто встречающаяся ситуация. Причин такой проблемы может быть немало:

  • вибрация трубопровода приводит к ослаблению крепежной арматуры;
  • износ контактного материала между поверхностью трубы и датчиком;
  • коррозия трубопровода в месте крепления датчика;
  • перепады температуры окружающей среды, осадки.

Образование отложений или коррозии на внутренней стенке трубы. Необходимо помнить, что накладной УЗР - это оборудование не из разряда «поставил и забыл», оно требует к себе внимание во время установки и в процессе работы.

Вышеуказанные моменты могут привести к значительному увеличению погрешности в измерениях до 2-3% (при сертификации на 0,25%). Такая погрешность – это вопрос не только ухудшения метрологических характеристик, но и безопасности процесса, а также немалых финансовых потерь для предприятия.

Простые расчеты показывают, что при погрешности 2,5%, диаметре трубопровода 3000, потери предприятия в год могут доходить до 500 млн руб. в год (в случае измерения расхода воды).

Накладные УЗР – безусловно удобное оборудование для измерения расхода, но подходить к его выбору и установке нужно внимательно, учитывая все факторы!

Будьте внимательны при выборе оборудования!