Общие положения к исполнению и установке сужающих устройств

Конструкция сужающего устройства и способ его крепления обеспечивают возможность периодического осмотра с целью проверки соответствия сужающего устройства требованиям правил ГОСТ8.563.1-97.

Материал сужающего устройства [32], сталь 12Х18Н10Т, коррозионно- и эрозионостойкий по отношению к протекающему потоку и с известным коэффициентом температурного расширения в рабочем диапазоне температур. Неперпендикулярность входного торца сужающего устройства к его оси не превышает 1,0°. Не плоскостность (волнистость) поверхности входного торца сужающего устройства, характеризуемая высотой волн, не превышает 0,005D20.

Смещение оси отверстия сужающего устройства относительно оси трубопровода ex не превышает 0,0005 D20 / 0,1+2,3m2. Когда значение ex находится в пределах 0,0005 D20 / 0,1+2,3m2 < ex ? 0,005 D20 / 0,1+2,3m2, [Л-1] вводят дополнительную погрешность ?ae=0,3, которую арифметически добавляют к погрешности коэффициента расхода.

Действительный диаметр цилиндрической части отверстия сужающего устройства определяют как среднее арифметическое результатов измерений не менее чем в четырех равноотстоящих друг от друга диаметральных направлениях. Результаты отдельных измерений не отличаются от среднего значения более чем на 0,05%.

Рисунок 3.13 - Виды отводов при угловом способе отбора перепада давления для диафрагм

При изготовлении и периодических поверках сужающих устройств предельная относительная погрешность измерения диаметра отверстия не превышает: для диафрагм ±0,02.

Уплотнения изготовлены и установлены таким образом, чтобы они не заходили ни внутрь трубы, ни в отверстия для отбора давления. Толщина уплотнений не должна превышать 0,03 D20.

Перепад давления при угловом способе отбора измеряют через отдельные цилиндрические отверстия или через две кольцевые камеры, каждая из которых соединена с внутренней полостью трубопровода кольцевой щелью (сплошной или прерывистой) или группой равномерно распределенных по окружности отверстий, показано на рисунках 3.13а, б. При применении отдельных отверстий наилучшие результаты обеспечивает установка устройства в обойму.

Кольцевая камера выполняется либо непосредственно в «теле» сужающего устройства, либо в каждом из фланцев (между которыми оно зажимается), либо в специальной промежуточной детали - корпусе, показана на рисунках 3.13а - д. При малых давлениях кольцевая камера может быть образована также полостью трубки, согнутой вокруг трубопровода в кольцо или прямоугольник, как показано на рисунке 3.13е.

Обойма, камера и отверстия для измерения перепада давления удовлетворяют следующим требованиям:

- внутренняя кромка отверстия (в трубопроводе, фланце, обойме или камере) без заусенцев;

- закругляют - кромку по радиусу, не превышающему 0,1 диаметра отверстия;

- ось отверстия образовывает с осью сужающего устройства угол 90° для камерных диафрагм.

При применении камер, показанных на рисунок 3.13д число отверстий, соединяющих камеру с полостью трубопровода, не менее четырех. Площадь каждого щелевого отверстия (указано на рисунке 3.13д) не менее 12 мм2.

Размер с (диаметр отдельного отверстия, диаметр отверстия или ширина кольцевой щели, соединяющие камеру с трубопроводом) при m ? 0,45 не превышает 0,03D20, а при m > 0,45 находиться в пределах 0,01D20 ? с ? 0,02D20 Одновременно соблюдаются следующие условия:

- для чистых жидкостей и газов 1 мм ? с ? 12 мм;

- для паров и жидкостей, которые могут испаряться в соединительных линиях: при измерении перепада давления через отдельные отверстия 4 мм ? с ? 12 мм; при измерении перепада давления через камеры 1 мм ? с ? 12 мм.

Площадь диаметрального (продольного) сечения камеры, определенная по одну сторону от оси трубопровода, не менее 1/2 площади кольцевой щели или группы отверстий, соединяющих камеру с внутренней полостью трубопровода. Математически это условие выражается следующим образом:

- для кольцевой камеры ab ? 1/2 ?сD20 (в соответствии с рисунком 3.14);

- для кольцевой камеры ab ? 1/2 nf (в соответствии с рисунком 3.13д);

- для кольцевой камеры ?d02 ? nf (в соответствии с рисунком 3.13е);

Рисунок 3.14 - Основные геометрические размеры стандартных диафрагм

где n - число отверстий; f -- площадь одного отверстия; d0 - внутренний диаметр внешней кольцевой трубки.

На рисунке 3.14 показаны основные геометрические размеры стандартных диафрагм:

- внутренний диаметр корпуса кольцевой камеры или обоймы равен (с допустимым отклонением +1 %) диаметру трубопровода D20;

- толщина h стенки корпуса камеры или длина цилиндрической части отдельного отверстия, отсчитанная от внутренней поверхности трубопровода (фланца, обоймы), не менее 2c.

Перепад давления при фланцевом способе отбора ?Р измеряют через отдельные цилиндрические отверстия на следующих расстояниях l1 от входной плоскости диафрагмы вверх по потоку и l2 от выходной плоскости диафрагмы вниз по потоку, как показано на рисунках 3.15а, б.

Рисунок 3.15 - Фланцевый способ отбора перепада давления для диафрагм

Перепад давления для диафрагм определяется по формуле 3.1 [51]:

L1 = l2 =25.4 ± A мм, (3.1)

где А = 0,5 мм при m > 0,36 и 58 мм < D< 150 мм;

где А = 1 мм при m ? 0,36;

где А = 1 мм при m > 0,36 и 50 мм ? D? 58 мм;

где А = 1 мм при m > 0,36 и 150 мм ? D? 760 мм.

Оси отверстий для отбора давления до и после сужающего устройства находятся в разных меридиональных плоскостях. Расстояние, на котором отбирают давление, измеряют между осью отверстия для отбора давления и плоскостью одной из указанных поверхностей диафрагмы. Диаметры отверстий для отбора давления вверх и вниз по потоку одинаковы.

Сужающие устройства, обоймы и корпусы кольцевых камер изготавливаются из материалов, устойчивых против длительного воздействия измеряемой среды. К каждому сужающему устройству прикреплена табличка, на которой указаны: товарный знак предприятия-изготовителя; порядковый номер по системе нумерации предприятия-изготовителя, марка материала. На сужающем устройстве должны быть нанесены: со стороны входа потока знак «+»; со стороны выхода потока знак «-»; диаметр отверстия сужающего устройства при температуре 20°С в мм; порядковый номер по системе нумерации предприятия-изготовителя. К сужающему устройству прилагается паспорт, в котором указывают действительный диаметр отверстия сужающего устройства d20 в мм; условное давление в кгс/см2; марку материала сужающего устройства; наименование измеряемой среды; обозначение, порядковый номер по системе нумерации предприятия-изготовителя; сведения, удостоверяющие, что сужающее устройство изготовлено в соответствии с требованиями правил РД 50-213-80 [51] и ГОСТ 8.563.1-97 [1]. Паспорт сужающего устройства на заводах-изготовителях проверяются местными органами метрологической службы Госстандарта.