تُدار درجة الحرارة واللزوجة في قياس البيتومين بإبقاء العدّاد وخط القياس المحيط به كاملًا عند درجة حرارة مستقرة ضمن نطاق المناولة الآمنة للمنتج. ويُسخَّن جسم العدّاد والمصفاة والصمامات والشفاه بغلاف تسخين أو بالتتبع الحراري، وتُختار تقنية القياس بحيث تتحمل اللزوجة العالية وتقلبات الحرارة، ويُعالَج الغاز الذي يدخل الخط في بداية النقل ونهايته معالجةً صريحة. أما الهندسة العامة لوحدات القياس المسخّنة، كالنقاط الباردة والتحكم في التسخين والعزل، فتتناولها صفحة وحدات القياس المسخّنة للزيوت الثقيلة وزيت الوقود، وتركّز هذه الصفحة على ما يخص البيتومين.
ما الذي يجعل قياس البيتومين صعبًا؟
· حرارة تشغيل مرتفعة: يُحمَّل البيتومين ساخنًا، وتشير Eurobitume إلى درجات تحميل تصل إلى 200 °C لبيتومين الرصف و230 °C للبيتومين المؤكسد؛ لذا يجب أن تناسب المستشعراتُ والحشوات والإلكترونيات هذا المستوى.
· لزوجة شديدة التأثر بالحرارة: تتغير لزوجة المنتجات البترولية بوضوح مع الحرارة، فيغيّر تبريد بسيط فقدَ الضغط وسلوك العدّاد، وقد يتصلّب المنتج داخل العدّاد إذا برد.
· الغاز والهواء: أفادت دراسة حالة لإحدى الشركات المصنّعة بأن انطلاق الغاز من البيتومين المعدَّل بالبوليمر أثناء التعبئة سبّب انحرافات واضحة للعدّاد السابق مقارنة بالميزان الجسري، كما يدخل الهواء في تطبيقات التفريغ عند البداية والنهاية.
· التسخين الزائد: أسطح التسخين الشديدة الحرارة قد تسبب التفحّم والرواسب، وهو ما يؤثر في القياس داخل أنابيب العدّاد والممرات الضيقة.
اختيار تقنية القياس
أكثر الخيارات دراسةً للبيتومين هما عدّاد التدفق الكتلي بتأثير كوريوليس وعدّاد الإزاحة الموجبة، ويتوقف الاختيار على كون الكمية التجارية كتلةً أم حجمًا، وعلى نطاق اللزوجة، وعلى أسلوب الصيانة.
· عدّاد كوريوليس: يقيس الكتلة مباشرة ويعطي الكثافة أيضًا، فيتيح التسليم على أساس الكتلة دون تحويل حجمٍ يتأثر بالحرارة. ويوفر المصنّعون أغلفة تسخين وأطقم بخار للمستشعرات. ويزداد فقد الضغط مع اللزوجة وقد تتراجع الدقة عند التدفقات المنخفضة، لذا يُختار المقاس بحيث يعمل العدّاد في الجزء الأعلى من نطاقه.
· عدّاد الإزاحة الموجبة: يقلّ التسرب الداخلي بارتفاع اللزوجة، لكن فقد الضغط يزداد فيُجهد المحامل والحشوات. ويجب أن تكون لزوجة التشغيل قريبة من لزوجة سائل المعايرة تجنبًا لخطأ القياس، وقد تلزم مصفاة للمواد الصلبة.
· الميزان الجسري: تحدد منشآت بيتومين كثيرة الكمية المسلَّمة من وزن المركبة محمّلة وفارغة، ويُستخدم العدّاد حينئذٍ للتحكم في التعبئة المسبقة الضبط وللمراقبة داخل المنشأة.
تستثني بعض الأدلة القطاعية المنشورة لاختيار العدّادات في منصات تعبئة الصهاريج البرية والسككية المنتجاتِ المسخّنة والثقيلة صراحةً. لذلك لا تُنقل الممارسات الراسخة في محطات المنتجات الخفيفة إلى البيتومين كما هي، بل تُراجع مع بيانات المصنّع الخاصة بالحرارة العالية واللزوجة المرتفعة.
تسخين جسم العدّاد والوحدة
يوفر المصنّعون لمستشعرات كوريوليس أغلفة تسخين من نصفين يحيطان بجسم المستشعر، وتُغذّى بوسط تسخين مثل الزيت الحراري أو البخار أو الماء الساخن للحفاظ على ثبات حرارة المستشعر. ويحدد المصنّع الضغط والحرارة المسموح بهما لوسط التسخين، ويجب مواءمتهما مع مرافق التسخين في الموقع.
وعلى خلاف المستشعر، تتحمل إلكترونيات المرسِل حرارة محيطة محدودة؛ فإذا كان الجسم الساخن والعزل قد يرفعان حرارتها يُستخدم إصدار بإلكترونيات منفصلة (Remote) أو بعنق ممدود يسمح بالعزل. وتُسخَّن المصافي والصمامات ووصلات الحرارة والضغط في الوحدة بالتتبع الحراري الكهربائي أو البخاري، مع ملاحظة أن التتبع الكهربائي يخضع لعائلات معايير مختلفة في المناطق الخطرة وغير الخطرة. وينبغي أن يكون العزل قابلًا للفك عند الصيانة.
ثبات الصفر وأثر الحرارة
قد يتأثر صفر عدّاد كوريوليس بدرجة الحرارة. وفي تطبيقات مثل البيتومين التي تعمل بحرارة أعلى كثيرًا من المحيط، تقضي الممارسة الهندسية العامة بضبط الصفر أو التحقق منه عند حرارة التشغيل والعدّاد ممتلئ تمامًا والتدفق متوقف وخالٍ من الغاز. ويذكر بعض المصنّعين أنهم يعايرون العدّادات المخصصة للحرارة العالية عند عدة درجات حرارة. ويحدّ ثبات حرارة الغلاف والخط من انجراف الصفر وتذبذب قراءة الكثافة.
إدارة الغاز وترتيب خط القياس
· يُركَّب العدّاد في موضع يبقى فيه ممتلئًا حتى عند تصريف الخط، ويُفضَّل عند نقطة منخفضة، مع صمام تحكم بعده يحافظ على ضغط كافٍ داخله.
· يوصي دليل تعبئة البيتومين ببدء بطيء وإنهاء بطيء عبر صمام التحكم في التدفق، وهذا التدرّج يخفف أيضًا مرحلتي البداية والنهاية الأكثر إجهادًا للعدّاد.
· تستحق العدّادات المزوّدة بوظائف تشخيص الغاز المحتبس ومعالجته اهتمامًا خاصًا في البيتومين المعدَّل بالبوليمر.
· يمكن نقل إشارة الكثافة إلى نظام التحكم لمراقبة ثبات المنتج واكتشاف دخول الغاز غير المعتاد.
حساب الكمية والسجلات
قد يُتداول البيتومين بالكتلة أو بالحجم، ويتطلب التحويل بينهما كثافة البيتومين المرتبطة بالحرارة التي ينبغي الحصول عليها من المورّد. ويتوقف خضوع القياس للمترولوجيا القانونية على التشريعات الوطنية، علمًا بأن التوصية الدولية لأنظمة القياس الديناميكي للسوائل تقيّم نظام القياس كاملًا لا العدّاد وحده. ولا تغطي موافقة عدّاد واحد الوحدة بأكملها بما فيها التسخين وترتيب الأنابيب.
معايير التصميم
المعامل | سبب أهميته | أثره في الاختيار |
صنف البيتومين وتعديله | تختلف اللزوجة ونزعة انطلاق الغاز والحرارة القصوى حسب الصنف | نوع العدّاد وإدارة الغاز وضبط التسخين |
نطاق حرارة التشغيل | يحدد حدود المستشعر والحشوات والإلكترونيات | إصدار للحرارة العالية وإلكترونيات منفصلة |
نطاق اللزوجة والتدفق | يؤثر في فقد الضغط والدقة عند التدفق المنخفض | مقاس العدّاد وضاغط المضخة |
الأساس التجاري (كتلة، حجم، ميزان) | يغيّر بنية الحساب والسجلات | كوريوليس أو إزاحة موجبة وبيانات الكثافة |
وسط التسخين | يحدد تصميم الغلاف والتتبع | زيت حراري أو بخار أو تتبع كهربائي |
تصنيف المنطقة الخطرة | يؤثر في التسخين الكهربائي وطريقة حماية المعدات | معدات محمية للأجواء المتفجرة والمعايير المعنية |
أسلوب الصيانة والتحقق | فحوص الصفر والحاجة إلى الفك تؤثر في التشغيل | خط تجاوز وصمامات عزل وعزل قابل للفك |
ما تقدّمه TLY Enerji
تدعم TLY Enerji مشاريع قياس البيتومين بتقييم بيانات العملية والمساعدة في تحديد تقنية القياس المناسبة. وتضم محفظة منتجاتها عدّادات التدفق الكتلي والكثافة بتأثير كوريوليس وأجهزة قياس الحرارة والضغط وصمامات التحكم. وبحسب نطاق المشروع يمكن توريد هذه المعدات وتركيب مقاييس التدفق وتشغيلها ودمجها مع أنظمة PLC أو DCS وتقديم الدعم الفني بعد التشغيل.
البيانات اللازمة لدراسة القياس
· أصناف البيتومين والتعديل بالبوليمر وبيانات اللزوجة والحرارة من المورّد
· التدفق الأدنى والعادي والأقصى، والحرارة والضغط عند نقطة القياس
· غرض القياس: نقل الملكية أو التحكم في التعبئة المسبقة الضبط أو المراقبة داخل المنشأة
· الأساس التجاري: كتلة أو حجم أو مقارنة بالميزان الجسري
· وسط التسخين المتاح وظروفه، والتغذية الكهربائية
· تصنيف المناطق الخطرة والإشارات المطلوب نقلها إلى نظام التحكم
صفحات ذات صلة
· وحدات القياس المسخّنة للزيوت الثقيلة وزيت الوقود: هندسة النقاط الباردة والعزل في الوحدات المسخّنة.
· أنظمة التعبئة المسخّنة للبيتومين: سلسلة التسخين الكاملة التي يقع فيها العدّاد.
· وحدات قياس الزيوت الثقيلة: أثر اللزوجة في اختيار التقنية.
· أنظمة تفريغ صهاريج البيتومين: الكمية وإدارة الغاز عند نقطة الاستلام.
الأسئلة الشائعة
هل يُقاس البيتومين بعدّاد كوريوليس أم بعدّاد إزاحة موجبة؟
يبرز عدّاد كوريوليس عندما تكون الكمية التجارية كتلةً ويُراد رصد الكثافة، وخيارات غلاف التسخين له متاحة على نطاق واسع. أما عدّاد الإزاحة الموجبة فقد يناسب القياس الحجمي حين تبقى اللزوجة في نطاق ضيق، بشرط مراعاة فقد الضغط ولزوجة المعايرة. ويُتخذ القرار بناءً على بيانات المنتج ونطاق التدفق.
لماذا لا يكفي غلاف العدّاد وحده؟
يسخّن الغلاف جسم المستشعر فقط، أما الشفاه والمصافي والصمامات غير المسخّنة قبل العدّاد وبعده فتبرد وتتجمع فيها الرواسب. كما أن لإلكترونيات المرسِل حدودًا حرارية. لذلك تُصمَّم الوحدة ككل بالجمع بين غلاف العدّاد وتسخين الخط وتركيب مناسب للإلكترونيات.
في أي ظروف يُضبط الصفر؟
الممارسة الشائعة هي ضبط الصفر أو التحقق منه عند حرارة التشغيل والعدّاد ممتلئ والتدفق متوقف ولا غاز فيه، لأن الصفر المضبوط عند حرارة المحيط قد ينجرف عندما يعمل العدّاد ساخنًا. ويجب تأكيد الإجراء الدقيق وفق تعليمات مصنّع العدّاد.
لماذا يحتاج البيتومين المعدَّل بالبوليمر إلى عناية إضافية؟
لأنه أعلى لزوجة، وقد أفادت دراسة حالة لإحدى الشركات المصنّعة بأن انطلاق الغاز منه سبّب انحرافات واضحة في العدّاد مقارنة بالميزان الجسري. لذا تصبح وظائف إدارة الغاز وموضع العدّاد وتصميم الضغط الخلفي أكثر أهمية في هذه الأصناف.
هل يخضع قياس البيتومين للمترولوجيا القانونية؟
يتوقف ذلك على التشريعات الوطنية وعلى الاستخدام التجاري للقياس. وعند انطباقها يشمل التقييم نظام القياس كاملًا بما فيه التسخين والأنابيب، لا العدّاد وحده. وينبغي توضيح متطلبات الجهة المختصة وأساس القياس التعاقدي في بداية المشروع.