|
|
|
|
全面了解(jiě)儀表回路， 确保(bǎo)精确使用(yòng)
|
在測(cè)量壓力、流量或液(yè)位的流程儀(yí)表應用中(zhōng)，工程師或技術員會專(zhuān)注于精确度，将其作爲工作的重中之重。發射器是設備的一個關鍵(jiàn)組成(chéng)部分。工程師通(tōng)常(cháng)會(huì)購買他們能夠買到的(de)最精确的發射器，并對(duì)它投入極(jí)大的關注。
然而，發射器(qì)的精确(què)度取決于系統提供給它的輸(shū)入。流程儀表回路（将(jiāng)流程連接(jiē)到發射器(qì)的管道和部件組(zǔ)）也同樣重要。此(cǐ)回路的作用在于向發射器(qì)提供一組流程狀态信息。這些狀态必須與流程中的狀态精(jīng)确地保持相同。如果(guǒ)不相同，發(fā)射器将無法提供有用的測量(liàng)結果。
而且，我們往往很難知道流程儀表(biǎo)回路何時表現不佳(jiā)。沒有報警聲會響起。因此，盡管工程師或技術員可能會專注于發射(shè)器，但儀(yí)表回(huí)路可能是破壞任何成功可能性的原因。
因此，我(wǒ)們有充分的理由需要去了解流程(chéng)儀(yí)表回路中可能(néng)出現的任何問題(tí)，包括與整體(tǐ)設計和布局(jú)以及單個部件的(de)質量和安裝有關的(de)問題。
緊耦合
在(zài)我們詳細了解流程儀表回路之前，讓我們先(xiān)來看看最(zuì)近開發的一種替代方案。這是(shì)一種簡單而精緻的解決方案，如果您(nín)的應用允(yǔn)許您采用這種解決方案，我們建議您采用它。
通常情況下，流程儀表設置(zhì)至少需要流程接口閥、引壓管線、歧管和發射器（見圖1）。引(yǐn)壓管線的安(ān)裝和維護成本可(kě)能比較昂貴，并且面臨諸多(duō)挑戰，如(rú)堵塞、洩漏點(diǎn)、溫度控制和(hé)腐蝕。緊耦合設置消(xiāo)除了引壓管線的需要。流(liú)程接口閥和歧管(guǎn)變成一個單(dān)元（見(jiàn)圖2），并将發射器直接安裝到它上面。然後，将整個組件連接到流程回路。了解(jiě)這種替代方(fāng)案的人大多數都(dōu)會喜歡它(tā)。挑戰(zhàn)在于找到适當(dāng)的位置來使用它。
第一(yī)個局限性在于溫(wēn)度。傳統設置(zhì)采用引壓管線的一個原因在于防止發射器受到流程回路高溫的(de)影響。如(rú)果流程回路過熱，發射器可能無(wú)法在緊耦合安裝中(zhōng)距離僅幾英寸的位置運行。
第二個局限性在于進出便利性。如果您需要到達發射器的安裝位置進行校準，發射器位置則(zé)需要确保進出方便，因此，如果将一個耦合器安裝在流程回路上方50英尺高的位(wèi)置(zhì)，将沒(méi)有很大的意義。
最後(hòu)一個障礙在于(yú)成本。緊耦合需要一筆初始投資，但從長遠來看，特别是(shì)如果您(nín)将緊耦(ǒu)合系統維護成本較低考慮進去的話，那麽，相比傳統的替代方案(àn)，它可(kě)能沒有那麽昂(áng)貴。如果您有機會采用這種解決方案(àn)，我們建議您(nín)采用它。
标準化——簡化維護的關鍵步驟
如果您的目标是(shì)獲(huò)取最佳設計，那麽将隻有幾種方法可以設置流(liú)程儀(yí)表回路。然而，大多數工廠都有多種變體設計，而且其中許多變體設計(jì)也不是最佳的。随(suí)着時間的推(tuī)移，不(bú)同的(de)工程師和(hé)/或(huò)者承包商出于(yú)不的原因爲不同的項(xiàng)目開發了這些變體(tǐ)設(shè)計。這樣複雜的情況可(kě)能會耗盡您的(de)時間和精力。每個系統都有不同的維護(hù)需求，并且一旦(dàn)出現(xiàn)問題，将存在許多可(kě)能性。
理想(xiǎng)情況下，所(suǒ)有的系統應(yīng)當按照(zhào)一套統一的标準來(lái)設計，包括預算和容(róng)許的(de)停機時間、維護和精确度。結果将是高度标準化。舉個例子，在标準化(huà)之前，一家精煉廠可(kě)能擁有(yǒu)30種不同的(de)流程儀表回路配置。而在标準化之後，同一家工廠可能僅擁有5種配置(zhì)，并且每種(zhǒng)配置均包含相同的基本(běn)部件：發射(shè)器安裝、歧管系(xì)統和冗餘壓力測量。唯一的變化可能(néng)是管道路徑(jìng)和流程(chéng)接(jiē)口閥類型（基于溫度(dù)、壓力和閥門位置(zhì)而變化）。
通過标準化，許多事情将變得更加(jiā)簡單，包括維護、安裝(zhuāng)、培訓和診(zhěn)斷。同時(shí)，錯(cuò)誤也減少了。另外，工(gōng)廠也可以減少更換(huàn)備件存貨，從而減少開支。
基本構建(jiàn)塊
對(duì)于流程儀表(biǎo)回路中的每個基(jī)本構建塊(kuài)，包括(kuò)流程接口閥、引壓管(guǎn)線和歧管，材料和設計的選擇至關重要，否則可能會影響精确性。關于(yú)材(cái)料，我們強烈建議在大多數應用(yòng)中選擇不鏽鋼或其他耐腐蝕合金。盡管如此，許多工業工廠仍可能采(cǎi)用碳鋼材料的流程接口閥、管(guǎn)道和歧管（或者歧管零部件(jiàn)）。在某些低水分應用中，如石油，碳(tàn)鋼是可以接受的，但對于多數(shù)其(qí)他應用而言，選擇碳鋼材料可能會面臨風險。通常積聚在碳鋼表面的結垢可能會脫落(luò)，并向下遊流動，然後停留在閥(fá)座上，從而阻止閥門精确關閉。其結果是導緻(zhì)發射器校準不(bú)精确，和/或者發射(shè)器讀數不精确(què)（詳細的讨論見下文）。如果您在儀表回路中(zhōng)采用碳鋼部件，它們将需要非常密切的監測，以确保結垢不會響系統中(zhōng)閥(fá)門的操作。
流程接口閥（PIV）
流(liú)程接口閥是關閉流程回路的第一個閥門。從曆史(shǐ)上來看，流程接口閥的(de)選擇一直是單閘闆式閘閥或(huò)球閥。這兩種閥門(mén)目前仍在繼續使用，尤其是在美國，但最佳選擇是雙(shuāng)關雙斷閥（DBB），其(qí)包含兩個隔離閥，兩(liǎng)個隔離閥(fá)之間還有一個排放閥。采用雙關雙斷(duàn)閥的主要原(yuán)因在于安全性。如果您需要關閉流程儀表回路以進行維護，您将需要關閉兩個隔斷閥，并打開排(pái)放(fàng)閥。如果第(dì)一個隔斷閥出于任何原因發生洩漏，第個隔斷閥将會阻止(zhǐ)壓力或液體積聚在流程儀表回路(lù)中。
雖然雙關雙(shuāng)斷閥的功能可(kě)以使用三個單獨的閥(fá)門(mén)來構建，但單一的獨立式裝置是更好的選擇，其具有以下優點：
●減(jiǎn)少洩漏點；
●通過(guò)使用(yòng)不同尺寸的孔(kǒng)口和法(fǎ)蘭連接，靈活地配置産品；
●減(jiǎn)少尺寸和重量，從而(ér)減少了儀表系統結構支撐的需求及相關費用（見圖3）；
●降低成本；
●安裝更快速、更容易；
●可提供廣泛的壓力等(děng)級和材(cái)料範圍，确保可與特定的管道系統設計相兼容；以及消防安全評級(jí)。
圖3中所示的(de)是雙關雙斷閥的替代産品(pǐn)單法蘭，它的尺寸更小、設計更緊湊(còu)，由三個針(zhēn)閥組(zǔ)成——兩個隔斷閥和一個排放閥。針閥孔口比球閥孔(kǒng)口更小，因此，單法蘭适用于更(gèng)輕質且粘性更(gèng)小的流體。
傳統設計(jì)的雙關雙斷閥适用于所有流體，使(shǐ)用球閥時特别适用于那些粘度較高的流體。事實上(shàng)，當系統流體較髒或者含有蠟時，良好的雙關雙(shuāng)斷閥設(shè)計應當是“可以通過閥杆旋(xuán)轉的(de)”。“可(kě)以通過閥杆旋轉”意味着您可以(yǐ)繞着雙關雙(shuāng)斷閥的中間位置旋閥杆，以清除(chú)堵塞物。
引壓管線
引壓管線将流程接口閥連接到歧管(guǎn)和發射器。與所有流程儀(yí)表(biǎo)部件一樣，它們的用途在于将流程狀況信息精(jīng)确地傳遞給發射器。鋪設引壓管線(xiàn)時，需要考慮以下三(sān)個主要(yào)目标：
●防止腐蝕或結(jié)垢
●減(jiǎn)少洩漏(lòu)點
●使(shǐ)溫度保持在一(yī)定(dìng)範圍内
前兩個目标可通過(guò)采用由适當的合金（至少是不(bú)鏽鋼(gāng)）制造的管道和管道配件來實現，而不是碳鋼管道和螺紋連接。不鏽鋼管道可以彎曲(qǔ)和成形，從而減少了機械連接的數(shù)量。當需要(yào)機械連接時，不同于碳鋼材料和螺紋連接，優質的雙套(tào)圈機械鎖緊環式管道配件(jiàn)不會因熱循環或振動而後退(tuì)。
第三個目标是使溫度(dù)保持在一定範圍内，這可以(yǐ)通過加熱引壓管線來實現。您可以(yǐ)手動對引壓管線(xiàn)進行隔熱(rè)處理——“現場跟蹤(zōng)”，或者購買出廠時預先經過隔熱處(chù)理并采用聚合(hé)物護套包裹(guǒ)的管道。預先(xiān)經過隔熱(rè)處理的成束管道可以按照線卷長(zhǎng)度随時進行安裝。您可以根據應用需求，利用(yòng)蒸(zhēng)汽将其加熱，或(huò)者不對其加熱。如果選用預先經過隔熱處(chù)理的成束管道，很重要的一點(diǎn)是，當您将管道拼(pīn)接或切割成預先經過隔熱處理的成束管道時，必須遵守生産商有關(guān)隔(gé)熱密封的操作指南。
歧管
歧管由一組閥門組成，閥體采用單塊金屬(shǔ)（通常爲不鏽鋼）加(jiā)工而(ér)成。将歧管安裝到發射器的側(cè)面，其提供關鍵的功能，可實現對發射器的校準或維修。
歧管的質量非常重要。在校準或正常(cháng)運行期(qī)間，歧(qí)管中至少有一(yī)個閥門處于關閉位置。如果關閉不夠徹底，将導緻發射器讀(dú)數不(bú)準确。
舉個(gè)例子，當在标準(zhǔn)壓差設置下校準發射器時，技術員會關閉兩個隔離閥，并打開平衡閥（見圖(tú)4）。此程序将使發射(shè)器處(chù)于“歸零”狀态(tài)，以便進行校(xiào)準。然而，如果兩個隔離閥中有一個發生洩漏，校準将(jiāng)不會(huì)成功，所有後續的讀數都将不(bú)準确。
此外，校準(zhǔn)後，操作員将關閉平(píng)衡閥，并打(dǎ)開兩個隔離閥，以便使發射器返回(huí)到服務狀态。如果平衡閥未實現精确關閉，那麽，高壓會通過(guò)整個閥座洩漏到低壓側，從而呈現不準确的壓差讀數。
這些閥門爲什(shí)麽會發生洩漏？一(yī)個原因在于(yú)碎屑的存在，包括腐蝕産生的結垢（見上文）或其他碎屑，如毛刺。毛(máo)刺是生産(chǎn)過程中加工工(gōng)藝的副産(chǎn)品。在生産和安裝過程中，一個關鍵步驟應當是去除所有濕潤表面上的全(quán)部毛刺。否則，當歧管處于服務狀态(tài)時，這些毛刺可能會離開原位(wèi)，卡住或劃傷閥杆或閥座，從而阻止閥(fá)門精确關閉。另外，毛刺(cì)在單法蘭和其他球型針閥中也可能導(dǎo)緻問題的發生。
針閥閥座密封
閥(fá)門發生洩漏的另(lìng)一個原因在于設計不佳。大多數(shù)針(zhēn)閥采用金屬對金屬密封(fēng)。閥杆(gǎn)金屬頭向下移動，密封住形狀相匹配的(de)金屬閥座(zuò)。閥杆金屬頭的(de)形狀(zhuàng)可能是球形或(huò)V字形。在任何一種情況下，很重(zhòng)要的一點是，閥杆金屬頭不能随着閥杆轉動。如果轉動的話，閥杆(gǎn)金屬(shǔ)頭可能會(huì)磨損閥座，形成劃痕，從而(ér)導緻出(chū)現洩漏通道。
實現非旋轉式閥杆頭的設(shè)計方法主要有兩(liǎng)種。如果是V字形閥杆頭，可以采用萬向接(jiē)頭，它使閥杆上部能夠轉向，而閥杆下部保持(chí)靜止不動，軸向（上下(xià)）移動除外。
如果是球形閥杆頭，将一個球漂浮在閥杆頭，就像圓珠筆一樣(yàng)。關于球形閥杆頭，一些(xiē)設計使球能夠在所有平面(miàn)上旋轉，而一些設計則(zé)限制球的活動，這樣，它僅可在(zài)一個平面上旋轉。後(hòu)者是首選(xuǎn)設計(jì)。每當球要密封住(zhù)閥座時(shí)，将形成一條密封線，在這裏(lǐ)，閥座将與球相遇。如果球可在所有平面上自由定位，它将形成多條(tiáo)縱橫交錯的密封線(xiàn)，從而導緻産生洩漏點。如果球僅可在一(yī)個平面上旋轉，它将僅形成一條密封線(xiàn)，通過這條密封線，它可以反複密封閥座，确保無任(rèn)何洩漏點産生。
球閥中的球通常(cháng)密封含氟聚合物閥座(zuò)。液體流中的高壓會将(jiāng)球朝着閥座方向推(tuī)動(dòng)，從而形成密封。然而，在低壓情況下，則可能需要額外力量來确保有效密封。這股力量有時(shí)也稱爲“活動荷載”，來自插(chā)入底(dǐ)端螺杆與閥座之間的彈簧或O形環。并(bìng)非所有(yǒu)球閥都含(hán)有這(zhè)些額外部件，但在不太理想的情況下，比如溫度和壓力出現波動，這些部件(jiàn)将非常有助于實現精确的閥門關(guān)閉(bì)效(xiào)果。在不含這些部件的閥門中，通常依靠過盈配合來提供閥座與球之間的低壓(yā)密封。對(duì)于幾次以上的驅動，過盈密封型閥座通常不提供低(dī)壓氣體密封功能。
結(jié)論
如果您非常重視精确的測量，并指定使用高端發射(shè)器，那麽，您的儀表回路将需要同等程度(dù)的關注。測量精度取決于(yú)發射器精度、儀表回(huí)路部(bù)件的質(zhì)量以及安裝和維護方法。将您的設備标準化，包(bāo)括一組核心的儀表回路元件、優質部件和優質發射器，有助于提高您的測(cè)量精度。更精确的測(cè)量将産生極富吸引力的回報，包括時間、效率和工(gōng)廠盈利能力等方面(miàn)。
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
發布時間：2015/3/9
|
該信息(xī)已(yǐ)被浏覽1773次！
|
【關閉窗口
】
|
|
|
