Измерительные трубопроводы EPS Leading для узлов учета с диафрагмой

Что такое измерительный трубопровод?

Измерительный трубопровод (ИТ) — это совокупность участков трубы, присоединяемых к входу и выходу расходомера переменного перепада давления и изготовленных с длинами и допусками, которые установлены стандартом на измерения. В англоязычной практике его называют meter run или meter tube. Его задача — подвести среду к измерительному элементу с полностью развитым осесимметричным профилем скоростей без закрутки и ограничить влияние возмущений, возникающих после расходомера, на отборы давления.

Коэффициент истечения диафрагмы справедлив при условии, что она установлена в трубопроводе стандартной геометрии. Если внутренний диаметр, овальность или шероховатость внутренней поверхности ИТ, а также уступ между трубопроводом и устройством отклоняются от этого допущения, неопределенность измерений растет. Поэтому ИТ рассматривается не как обычная трубная катушка, а как неотъемлемая часть узла учета: его проектируют, изготавливают и проверяют вместе с системой.

Измерительные трубопроводы EPS Leading совместимы со всеми расходомерами переменного перепада давления EPS и могут поставляться также без расходомера — только участками ИТ. На трубопроводе можно предусмотреть присоединения для защитных гильз, плотномеров и других приборов, а формирователь потока, датчики и вычислитель расхода включить в тот же объем поставки. Так формируется интегрированный узел учета под единой ответственностью.

Как измерительный трубопровод определяет точность системы

ИТ подготавливает поток для измерительного элемента и обеспечивает отбор измеряемых величин в правильных точках. По направлению потока его функции можно описать в следующем порядке:

1.      Прямолинейный участок до расходомера: Поток после отвода, арматуры или коллектора, проходя по прямой трубе, теряет закрутку, и профиль скоростей развивается. Требуемая длина задается в диаметрах трубопровода в зависимости от относительного диаметра, типа местного сопротивления перед расходомером и применяемого стандарта.

2.      Формирователь потока или струевыпрямитель: Если компоновка площадки не позволяет разместить достаточный прямолинейный участок, формирователь потока на входном участке уменьшает закрутку и выравнивает профиль, помогая сократить длину ИТ. Его положение определяется расстояниями, установленными стандартом.

3.      Соосность расходомера и трубопровода: Смещение осей или уступ внутреннего диаметра между устройством для замены диафрагмы и участками до и после него искажают профиль, подходящий к диафрагме. На фланцевых исполнениях штифтовое центрирование сохраняет соосность и после повторной сборки на объекте.

4.      Прямолинейный участок после расходомера: Участок за диафрагмой не дает элементам на выходе — арматуре или отводам — влиять на отборы давления. Здесь же, как правило, в предписанном стандартом месте располагается точка измерения температуры.

5.      Подключение приборов и сбор данных: Измерения перепада давления, статического давления, температуры и, при необходимости, плотности объединяются в вычислителе расхода. Диагностика для мониторинга технического состояния (CBM) помогает отслеживать работу узла учета в течение всего срока эксплуатации.

Контроль геометрии: радиография, качество поверхности и соосность

На ИТ целостность сварных швов подтверждается радиографическим контролем, а качество внутренней поверхности и соосность измеряются по требованиям заказчика. Эти записи вместе с протоколами проверки измерений и сертификатами на материалы входят в комплект сопроводительной документации и служат основой для аудита узла учета.

Подход к точности системы

Точность системы складывается из точности изготовления и размеров как самого расходомера, так и трубопровода ИТ. Поэтому расходомер и ИТ рекомендуется получать из одного производственного и контрольного процесса, с обработкой по месту друг к другу. Сборка на объекте деталей от разных поставщиков повышает риск несовпадения внутренних диаметров и ошибок центрирования — а такие ошибки невозможно впоследствии компенсировать калибровкой.

Ключевые особенности

·         Проектирование под задачу: Каждый ИТ проектируется под задачу измерения, трубную обвязку и спецификацию заказчика; по запросу доступна индивидуальная разработка.

·         Полный объем узла учета: В состав ИТ могут входить расходомеры переменного перепада давления EPS, формирователь потока или струевыпрямитель, датчики перепада давления и технологических параметров, вычислитель расхода, шкаф и диагностика CBM.

·         Точки подключения приборов: Присоединения для защитных гильз, плотномеров и аналогичных приборов закладываются в конструкцию на входном и выходном участках.

·         Широкий диапазон давлений: Помимо классов давления ANSI 150#–2500# возможны исполнения высокого давления до 10 000 psi.

·         Материалы для тяжелых условий: Выбор материалов — от стандартных углеродистых сталей до дуплексных, супердуплексных сталей и сплавов на никелевой основе; при необходимости — изготовление с внутренней наплавкой по спецификации.

·         Гибкие варианты присоединения: Концы фланец–фланец, фланец–под приварку или под приварку–под приварку; уплотнительные поверхности фланцев плоские, с выступом (RF) или под металлическое кольцо (RTJ).

·         Штифтовое центрирование: На фланцевых исполнениях центрирование на штифтах помогает сохранить соосность расходомера и трубопровода после монтажа и обслуживания.

·         Подтвержденное качество изготовления: Радиографический контроль, контроль качества поверхности и соосности выполняются по требованиям заказчика и документируются.

·         Участки ИТ без расходомера: Для работы с уже имеющимся расходомером можно поставить только участки ИТ.

Технические характеристики

Поскольку ИТ изготавливаются под требования проекта, приведенные ниже данные описывают объем проектирования. Диаметр, длина, толщина стенки и точки подключения определяются по данным проекта.

Класс давления, материал и тип присоединения взаимосвязаны; окончательное сочетание подтверждается с учетом применимых норм проектирования и условий процесса.

Основные преимущества

·         Неопределенность устраняется у источника: Изготовление расходомера и ИТ с подгонкой друг к другу с самого начала ограничивает систематические погрешности от уступов внутреннего диаметра и смещения осей.

·         Быстрый и надежный монтаж: Проверенные на заводе участки ИТ со штифтовым центрированием встают на место без дополнительной подгонки на объекте.

·         Минимальное обслуживание: Прецизионно обработанные участки трубы с неизменной геометрией почти не требуют обслуживания в течение срока службы.

·         Одна ответственность, один комплект документов: Поставка расходомера, ИТ и принадлежностей в едином объеме собирает записи о качестве и документацию на оборудование, работающее под давлением, в одном досье.

·         Для тяжелых условий эксплуатации: Для высокого давления, сероводородсодержащих и коррозионных сред предлагаются подходящие материалы и варианты наплавки.

·         Гибкость на действующих узлах учета: Поставка участков без расходомера позволяет обновить только трубную часть, сохранив работающие расходомеры.

Области применения

Измерительные трубопроводы образуют механическую основу точек измерения переменного перепада давления на газотранспортных и газораспределительных, энергетических и технологических трубопроводах, на которые распространяются нормы проектирования.

Газоизмерительные станции

Для узлов учета с диафрагмой на магистральных и распределительных газопроводах в области действия ASME B31.8 входной и выходной участки ИТ проектируются вместе с формирователем потока и присоединениями приборов.

Промысловые и сборные трубопроводы высокого давления

Фланцы по API 6A и исполнения до 10 000 psi позволяют создавать точки измерения на трубопроводах высокого давления.

Электростанции

ИТ могут изготавливаться для точек измерения расхода на энергетических трубопроводах, на которые распространяется ASME B31.1.

Технологические установки и коррозионные среды

На технологических трубопроводах по ASME B31.3 исполнения из дуплексных, супердуплексных сталей или с наплавкой обеспечивают долгий срок службы при коррозионных средах; работа в сероводородсодержащих средах оценивается по NACE MR0175.

Реконструкция действующих узлов учета

В проектах, где установленные расходомеры сохраняются, соответствие геометрических размеров можно восстановить заменой только участков ИТ.

Критерии проектирования измерительного трубопровода

Для расчета размеров ИТ и определения объема изготовления рекомендуем уточнить в начале проекта следующие данные:

Условия измерения и потока

·         Тип применяемого расходомера, диаметр трубопровода и ожидаемый диапазон относительного диаметра

·         Среда, диапазон расходов, рабочие давление и температура

·         Местные сопротивления до и после точки измерения (отвод, арматура, коллектор, переход)

·         Длина прямолинейного участка, доступная на площадке, и необходимость формирователя потока

Механическое проектирование и нормы

·         Применяемые нормы проектирования трубопроводов и требования к оборудованию, работающему под давлением

·         Класс давления, толщина стенки и прибавка на коррозию

·         Материал, требования к работе в сероводородсодержащих средах и необходимость внутренней наплавки

·         Тип присоединения, стандарт фланцев и тип уплотнительной поверхности

Приборы и точки подключения

·         Место установки защитной гильзы и тип присоединения для измерения температуры

·         Присоединения для плотномера или дополнительных измерений

·         Схема установки датчиков перепада давления и статического давления

·         Объем поставки вычислителя расхода, шкафа и диагностики CBM

Качество и документация

·         Объем радиографического контроля, требования к измерению качества поверхности и соосности

·         Тип сертификатов на материалы и ожидаемый протокол проверки измерений

·         Необходимость соответствия PED либо региональным нормам и нормам заказчика

·         Транспортировка, монтажные зазоры и удобство демонтажа для обслуживания (в пользу фланцевых концов)

Требования к электронным приборам на ИТ, связанные с работой во взрывоопасной зоне, оцениваются в каждом проекте по классификации зон узла учета.

Нормы проектирования, стандарты на фланцы и измерения

Измерительные трубопроводы EPS Leading проектируются и изготавливаются по следующим стандартам и нормам в объеме, требуемом проектом.

Дополнительные нормы заказчика или региона рассматриваются для каждого проекта; перечень применимых норм следует согласовать на стадии подготовки предложения.

Инжиниринг измерительных трубопроводов от TLY Enerji

TLY Enerji рассматривает измерительный трубопровод как механическую и метрологическую основу узла учета. Наши инженеры изучают существующую или проектируемую трубную обвязку, оценивают потребность в прямолинейных участках и формирователе потока по местным сопротивлениям перед расходомером, определяют места присоединений приборов и формируют объем поставки ИТ вместе с расходомером, датчиками и вычислителем расхода.

Мы помогаем вашим проектным командам подготовить технические требования, отслеживать план качества изготовления и сопроводительную документацию, интегрировать измерение в систему управления и выполнить пусконаладку. В проектах реконструкции вместе с вами оцениваем, можно ли сохранить установленные расходомеры, каково геометрическое состояние существующего ИТ и какая последовательность работ сократит простой узла учета. В результате новый ИТ становится частью системы, которая с первого дня дает прослеживаемые и проверяемые данные измерений.

Часто задаваемые вопросы

Что такое измерительный трубопровод?

Измерительный трубопровод — это участки трубы, присоединяемые к входу и выходу расходомера переменного перепада давления и изготовленные с длинами и допусками, установленными стандартом на измерения. Он обеспечивает подход потока к измерительному элементу с правильно сформированным профилем скоростей и исключает влияние возмущений после расходомера на результат. В измерениях с диафрагмой это одна из основ точности системы.

Почему измерительный трубопровод рекомендуется поставлять вместе с расходомером?

Точность системы складывается из точности изготовления и размеров как расходомера, так и трубопровода ИТ. Обработка расходомера и ИТ с подгонкой друг к другу сводит к минимуму несовпадение внутренних диаметров и смещение осей. Если на объекте собирают детали от разных поставщиков, такие ошибки труднее контролировать и, как правило, невозможно исправить впоследствии.

Какой длины нужны прямолинейные участки до и после диафрагмы?

Требуемая длина не является постоянной величиной: она рассчитывается в диаметрах трубопровода в зависимости от относительного диаметра, типа местного сопротивления перед расходомером (одиночный отвод, отводы в разных плоскостях, арматура, переход) и применяемого стандарта. Для участка после диафрагмы также установлена отдельная минимальная длина. Значения определяются для проекта на основе ISO 5167 или API MPMS 14.3.2.

Сокращает ли формирователь потока длину измерительного трубопровода?

Да. Подходящий формирователь потока уменьшает закрутку и выравнивает профиль скоростей, что позволяет сократить длину входного прямолинейного участка, требуемую стандартами. Насколько именно — зависит от типа формирователя, его положения и применяемого стандарта. На станциях с ограниченным пространством формирователь потока следует рассматривать как часть проекта ИТ.

Какие приборы можно подключить к измерительному трубопроводу?

На стадии проектирования на входном и выходном участках можно предусмотреть присоединения для защитных гильз, плотномеров и аналогичных приборов. В поставку узла учета можно также включить датчики, вычислитель расхода, шкаф и диагностику для мониторинга технического состояния. Места присоединений выбираются по требованиям соответствующего стандарта на измерения.

Что выбрать: фланцевый или сварной измерительный трубопровод?

Фланцевые концы облегчают демонтаж ИТ для осмотра и обслуживания, а штифтовое центрирование сохраняет соосность при повторной сборке. Концы под приварку уменьшают число потенциальных мест утечки и могут быть предпочтительны на трубопроводах высокого давления или ответственных линиях. Возможна и комбинация фланец–под приварку; выбор зависит от норм проектирования, стратегии обслуживания и ограничений площадки.

С какой документацией поставляется измерительный трубопровод?

Измерительные трубопроводы поставляются с подробными протоколами проверки измерений и сертификатами на материалы. Результаты радиографического контроля, контроля качества поверхности и соосности оформляются по требованиям заказчика. Где применимо, предоставляется также документация о соответствии PED 2014/68/EU и нормам заказчика или региона; объем уточняется на стадии подготовки предложения.

Можно ли на действующем узле учета заменить только измерительный трубопровод?

Да. Участки ИТ поставляются и без расходомера. Однако нужно подтвердить совместимость новых участков с существующим расходомером по внутреннему диаметру и центрированию. По геометрическим данным имеющегося расходомера и схеме узла учета TLY Enerji оценивает варианты реконструкции и помогает решить, нужно ли обновлять расходомер и ИТ вместе.