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全面了解(jiě)儀表(biǎo)回路(lù)， 确保(bǎo)精(jīng)确使用(yòng)
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在測量壓力、流(liú)量或液位的流(liú)程儀(yí)表應用中(zhōng)，工程師或技術(shù)員會專注于精(jīng)确度，将其(qí)作爲(wèi)工作(zuò)的(de)重(zhòng)中之(zhī)重。發射器(qì)是設(shè)備的一個(gè)關鍵(jiàn)組成部(bù)分。工程(chéng)師通(tōng)常(cháng)會購買(mǎi)他們能夠買到(dào)的最精确(què)的發(fā)射器，并(bìng)對它投(tóu)入極大的關注。
然而，發射器的(de)精确(què)度取決于(yú)系統提供給它(tā)的輸入。流程儀(yí)表回路(lù)（将流程(chéng)連接(jiē)到發射器(qì)的管(guǎn)道和(hé)部件(jiàn)組）也同樣重要。此回路的(de)作用(yòng)在于(yú)向發射器(qì)提供(gòng)一組流程狀态信息。這些(xiē)狀态必(bì)須(xū)與流程中的狀态精(jīng)确地保(bǎo)持(chí)相同。如果(guǒ)不(bú)相同，發(fā)射器将無法提(tí)供有用的測量(liàng)結果(guǒ)。
而且，我們(men)往往(wǎng)很難(nán)知道(dào)流程儀(yí)表(biǎo)回路何時表現不佳(jiā)。沒有報警聲(shēng)會(huì)響起(qǐ)。因此，盡管(guǎn)工程師或技術員可能會專注(zhù)于發(fā)射器，但儀(yí)表回路可能(néng)是破壞任何成功可能性的原因(yīn)。
因此(cǐ)，我們有充(chōng)分的理由需要(yào)去了(le)解流程儀(yí)表回路中可能(néng)出現(xiàn)的任(rèn)何問題，包(bāo)括與整體(tǐ)設計(jì)和布(bù)局以(yǐ)及單個部(bù)件的(de)質量和安(ān)裝有關的(de)問(wèn)題。
緊耦(ǒu)合
在(zài)我們詳細(xì)了解流(liú)程(chéng)儀表(biǎo)回路之前，讓我(wǒ)們先(xiān)來看(kàn)看最(zuì)近開發(fā)的一種(zhǒng)替代方案。這是(shì)一種簡單而精緻的解決(jué)方案(àn)，如果您的應用(yòng)允許(xǔ)您采用這(zhè)種解(jiě)決方案，我(wǒ)們建(jiàn)議您采用(yòng)它。
通常情(qíng)況下(xià)，流程儀表設置(zhì)至少需要(yào)流程接口閥(fá)、引壓管(guǎn)線(xiàn)、歧管和發射(shè)器（見圖1）。引壓管(guǎn)線的安裝(zhuāng)和維(wéi)護成本可(kě)能比(bǐ)較昂貴，并且面(miàn)臨諸多挑戰，如(rú)堵塞、洩漏(lòu)點、溫(wēn)度控制和(hé)腐蝕(shí)。緊耦(ǒu)合(hé)設(shè)置消除了(le)引(yǐn)壓(yā)管線(xiàn)的需要。流程接(jiē)口閥和歧(qí)管變(biàn)成一個單元（見(jiàn)圖2），并(bìng)将發射器(qì)直接安裝(zhuāng)到它上面。然後(hòu)，将整(zhěng)個組件連接到流程(chéng)回路。了解(jiě)這種(zhǒng)替代方案(àn)的人大(dà)多數都會喜歡(huān)它(tā)。挑戰(zhàn)在于(yú)找到适當(dāng)的位置來(lái)使用(yòng)它。
第(dì)一個局限(xiàn)性在于溫(wēn)度。傳(chuán)統設(shè)置采用引(yǐn)壓管線的一個原因(yīn)在于(yú)防止發射器(qì)受到流(liú)程回(huí)路高溫的(de)影(yǐng)響。如果流程(chéng)回路過(guò)熱，發射(shè)器可能無(wú)法在(zài)緊耦合(hé)安裝中(zhōng)距離(lí)僅(jǐn)幾(jǐ)英寸(cùn)的位(wèi)置運行。
第(dì)二個局限(xiàn)性在于進出便利性(xìng)。如果(guǒ)您需要到達發(fā)射器(qì)的安(ān)裝位置進行校(xiào)準，發(fā)射器位置(zhì)則需要确(què)保進(jìn)出方便(biàn)，因(yīn)此，如(rú)果将(jiāng)一個(gè)耦合(hé)器安裝在流程(chéng)回路(lù)上方(fāng)50英尺(chǐ)高的位置(zhì)，将沒有很大(dà)的意義。
最後一個障礙(ài)在(zài)于成本(běn)。緊耦(ǒu)合需要一筆初(chū)始投資，但(dàn)從長(zhǎng)遠來看(kàn)，特别是如果您将(jiāng)緊耦(ǒu)合系(xì)統(tǒng)維(wéi)護成(chéng)本較(jiào)低考(kǎo)慮(lǜ)進(jìn)去的話，那麽，相(xiàng)比傳統的(de)替代(dài)方案，它可能沒(méi)有那麽昂貴。如(rú)果您(nín)有機會(huì)采(cǎi)用這(zhè)種解決方(fāng)案，我們建議您(nín)采用它。
标準化——簡化(huà)維護的關(guān)鍵步(bù)驟
如(rú)果您(nín)的目(mù)标是(shì)獲取(qǔ)最佳設(shè)計(jì)，那麽将隻有幾種方(fāng)法可以設置流(liú)程儀表回(huí)路(lù)。然(rán)而，大多(duō)數工廠(chǎng)都有多種(zhǒng)變體(tǐ)設計(jì)，而且(qiě)其中(zhōng)許多變體(tǐ)設計(jì)也不是最佳的(de)。随着(zhe)時間的推(tuī)移，不同的工程(chéng)師和(hé)/或者承包(bāo)商出于不(bú)的原(yuán)因爲(wèi)不同的項(xiàng)目開(kāi)發了(le)這些變體(tǐ)設計。這樣(yàng)複雜的情(qíng)況可能會(huì)耗盡您的(de)時間和精力。每(měi)個系(xì)統都有不同的維護(hù)需求(qiú)，并且(qiě)一旦(dàn)出現(xiàn)問題，将(jiāng)存(cún)在許多可能性(xìng)。
理想(xiǎng)情況下，所有的系統(tǒng)應(yīng)當按照(zhào)一套統(tǒng)一(yī)的标(biāo)準來設計，包括(kuò)預算和容(róng)許(xǔ)的停機時間、維護(hù)和精(jīng)确(què)度。結果(guǒ)将是(shì)高度标準(zhǔn)化。舉(jǔ)個例(lì)子，在(zài)标準(zhǔn)化之前，一家精煉(liàn)廠(chǎng)可能(néng)擁有30種(zhǒng)不同的(de)流程(chéng)儀表(biǎo)回路配置。而在标準(zhǔn)化之後，同一家(jiā)工廠(chǎng)可能(néng)僅擁(yōng)有5種配(pèi)置(zhì)，并且(qiě)每種配置均包(bāo)含相同的基本(běn)部件(jiàn)：發(fā)射器安(ān)裝、歧(qí)管系(xì)統和(hé)冗餘壓(yā)力測量(liàng)。唯一的(de)變(biàn)化可(kě)能是管(guǎn)道路徑(jìng)和流程接口閥類型(xíng)（基于溫度(dù)、壓力和(hé)閥門位(wèi)置而變化）。
通過(guò)标準(zhǔn)化，許多事(shì)情将變得更加(jiā)簡單，包括(kuò)維護、安裝、培(péi)訓和診(zhěn)斷。同時，錯(cuò)誤也減(jiǎn)少(shǎo)了。另外，工(gōng)廠也可以(yǐ)減少(shǎo)更換備件存貨(huò)，從而減少開支(zhī)。
基本(běn)構(gòu)建塊
對(duì)于流程儀(yí)表回(huí)路中的(de)每個基(jī)本構建(jiàn)塊(kuài)，包括(kuò)流程接口閥、引(yǐn)壓管線和(hé)歧管(guǎn)，材料和設計的(de)選擇至(zhì)關重要(yào)，否則可能會影(yǐng)響精确性(xìng)。關于(yú)材料(liào)，我(wǒ)們(men)強烈(liè)建議(yì)在(zài)大多數(shù)應用中選擇不(bú)鏽鋼或其他耐腐蝕(shí)合(hé)金。盡管(guǎn)如此(cǐ)，許多(duō)工業(yè)工廠仍(réng)可能采(cǎi)用碳鋼材料的(de)流程(chéng)接口閥、管(guǎn)道和歧管（或者(zhě)歧管(guǎn)零部(bù)件）。在(zài)某些低水(shuǐ)分應(yīng)用中，如石油，碳鋼是可(kě)以(yǐ)接受(shòu)的，但(dàn)對于多數(shù)其他應(yīng)用而言(yán)，選擇碳鋼材料(liào)可能會面臨風(fēng)險。通常積(jī)聚在碳鋼表面(miàn)的結垢可能(néng)會脫落(luò)，并向(xiàng)下遊流動(dòng)，然後停留在閥(fá)座上，從而阻止(zhǐ)閥門精确(què)關閉(bì)。其結果是導緻(zhì)發射(shè)器校準不(bú)精确(què)，和/或者發(fā)射器(qì)讀數不精确（詳細的讨論(lùn)見下文(wén)）。如果您在儀表(biǎo)回路中(zhōng)采用碳鋼部(bù)件，它們将需(xū)要非(fēi)常密(mì)切的監測(cè)，以确保結(jié)垢不(bú)會響(xiǎng)系統中閥(fá)門的操作。
流程接口閥（piv）
流程接(jiē)口閥是(shì)關閉流(liú)程回路(lù)的第一(yī)個閥(fá)門。從曆史(shǐ)上來看，流程(chéng)接(jiē)口閥的選(xuǎn)擇一(yī)直是單閘闆式(shì)閘閥(fá)或(huò)球(qiú)閥。這(zhè)兩種(zhǒng)閥門目前(qián)仍在繼續使用(yòng)，尤其(qí)是在(zài)美國(guó)，但最(zuì)佳選(xuǎn)擇是雙關(guān)雙斷閥（dbb），其(qí)包含兩個隔離(lí)閥，兩個隔離閥(fá)之間還有(yǒu)一個(gè)排放閥。采用雙關雙(shuāng)斷(duàn)閥的主要原(yuán)因在(zài)于安(ān)全性(xìng)。如(rú)果您需要關閉流程儀(yí)表回路(lù)以(yǐ)進行(háng)維護，您将需要(yào)關閉(bì)兩個(gè)隔斷(duàn)閥，并(bìng)打(dǎ)開排放(fàng)閥。如果第(dì)一個(gè)隔斷(duàn)閥出于任(rèn)何原(yuán)因(yīn)發(fā)生洩(xiè)漏(lòu)，第(dì)個隔斷閥(fá)将會阻止壓力或液體積聚在(zài)流程儀表(biǎo)回路中。
雖(suī)然雙(shuāng)關雙(shuāng)斷閥的(de)功(gōng)能可以使(shǐ)用三(sān)個單(dān)獨的閥門(mén)來構建，但單(dān)一的獨立式(shì)裝置是更好的選擇，其具(jù)有以下(xià)優(yōu)點：
●減少洩漏點(diǎn)；
●通過(guò)使用(yòng)不(bú)同尺寸(cùn)的孔口(kǒu)和法蘭(lán)連(lián)接，靈活(huó)地配(pèi)置産品(pǐn)；
●減少尺(chǐ)寸和(hé)重量，從而減少了(le)儀(yí)表系統結構支(zhī)撐的(de)需求及相關費(fèi)用（見圖3）；
●降(jiàng)低(dī)成(chéng)本；
●安裝更快速(sù)、更容易；
●可提供廣泛(fàn)的壓力等(děng)級和材料(liào)範圍(wéi)，确保可(kě)與特定(dìng)的管道系(xì)統設(shè)計相(xiàng)兼容；以及(jí)消防(fáng)安全評級。
圖(tú)3中所示的是(shì)雙關雙斷閥的(de)替代(dài)産品單法(fǎ)蘭，它的(de)尺寸更(gèng)小、設(shè)計更(gèng)緊湊(còu)，由三個針(zhēn)閥組成——兩(liǎng)個隔斷閥和一個排(pái)放閥。針閥(fá)孔口比球(qiú)閥孔(kǒng)口(kǒu)更(gèng)小，因(yīn)此，單法蘭适用(yòng)于更輕質且粘(zhān)性更(gèng)小的流體(tǐ)。
傳統設計的雙(shuāng)關雙斷閥适用于(yú)所有流體，使(shǐ)用球(qiú)閥(fá)時特别(bié)适用(yòng)于那些粘度較高(gāo)的(de)流體(tǐ)。事實上，當系統(tǒng)流體較髒或者(zhě)含有蠟時(shí)，良好(hǎo)的雙(shuāng)關(guān)雙斷閥(fá)設計應(yīng)當是“可(kě)以通過閥杆旋(xuán)轉的”。“可以通過(guò)閥杆旋轉”意味(wèi)着您可以(yǐ)繞着(zhe)雙關雙斷閥的(de)中間(jiān)位置(zhì)旋閥(fá)杆，以(yǐ)清(qīng)除堵塞(sāi)物。
引壓(yā)管線
引壓管線将流程(chéng)接口(kǒu)閥(fá)連接到(dào)歧管(guǎn)和發射器(qì)。與所有流(liú)程儀表部(bù)件一樣，它(tā)們的用途(tú)在于(yú)将流程狀(zhuàng)況信(xìn)息精确地傳遞(dì)給(gěi)發射器。鋪設(shè)引壓管線(xiàn)時，需(xū)要考(kǎo)慮(lǜ)以下三(sān)個主要目(mù)标：
●防止腐(fǔ)蝕或結垢(gòu)
●減少洩(xiè)漏(lòu)點
●使溫度保持在一(yī)定範(fàn)圍(wéi)内(nèi)
前兩個目标(biāo)可(kě)通過(guò)采用由适當的(de)合金(jīn)（至少是不(bú)鏽鋼(gāng)）制(zhì)造(zào)的管(guǎn)道和管(guǎn)道(dào)配件(jiàn)來實(shí)現(xiàn)，而(ér)不是(shì)碳鋼(gāng)管道(dào)和螺(luó)紋連接。不(bú)鏽鋼管道可以彎曲(qǔ)和成形，從而減少了機(jī)械連接(jiē)的數(shù)量。當需要(yào)機械連接時，不(bú)同于碳鋼材料(liào)和螺(luó)紋連接，優(yōu)質的雙(shuāng)套圈機械鎖緊環式管(guǎn)道(dào)配件不會因(yīn)熱循環或振動而後退。
第(dì)三個(gè)目标(biāo)是使(shǐ)溫度(dù)保持(chí)在(zài)一定範(fàn)圍内，這可以通(tōng)過加熱(rè)引壓管(guǎn)線來實現(xiàn)。您可(kě)以手(shǒu)動(dòng)對引壓管線進行隔熱處理(lǐ)——“現(xiàn)場(chǎng)跟蹤(zōng)”，或者(zhě)購(gòu)買出廠(chǎng)時預先經(jīng)過隔(gé)熱處理(lǐ)并采用聚合物護套包裹的(de)管道(dào)。預先(xiān)經過隔熱處(chù)理(lǐ)的成束管(guǎn)道可(kě)以按照線卷長(zhǎng)度随(suí)時(shí)進行安(ān)裝。您可以根據(jù)應用需求，利用(yòng)蒸汽将其加熱(rè)，或者不對其加(jiā)熱。如果(guǒ)選用預(yù)先(xiān)經過隔熱處(chù)理的成(chéng)束(shù)管道(dào)，很重要的(de)一點(diǎn)是，當您(nín)将管道拼接(jiē)或切(qiē)割成(chéng)預先經過隔熱(rè)處理(lǐ)的(de)成束管(guǎn)道時，必須遵守(shǒu)生産商(shāng)有關隔熱密封的操作(zuò)指南。
歧(qí)管
歧管(guǎn)由一組閥門組(zǔ)成，閥(fá)體采(cǎi)用單(dān)塊金屬（通常爲(wèi)不鏽鋼(gāng)）加工而成(chéng)。将(jiāng)歧管安裝(zhuāng)到發射器的(de)側(cè)面，其提供(gòng)關鍵(jiàn)的功能，可(kě)實現對發射器(qì)的校準或維修。
歧管(guǎn)的質(zhì)量非常重(zhòng)要。在校準或正(zhèng)常運行期間，歧(qí)管中(zhōng)至少有一個閥(fá)門(mén)處(chù)于關(guān)閉位(wèi)置。如果關(guān)閉不(bú)夠徹底，将導緻發(fā)射器讀數不準确(què)。
舉個例子，當在标準(zhǔn)壓差設置(zhì)下校(xiào)準發(fā)射器時，技(jì)術員會關閉兩(liǎng)個隔(gé)離(lí)閥(fá)，并打開平衡(héng)閥(fá)（見圖(tú)4）。此程(chéng)序将(jiāng)使發(fā)射器(qì)處(chù)于“歸零”狀态，以便進行(háng)校準。然而，如果兩個隔離閥中(zhōng)有一個發(fā)生(shēng)洩(xiè)漏，校準将(jiāng)不會成功，所有(yǒu)後續(xù)的讀數都将不(bú)準确。
此外，校準後，操(cāo)作員将關(guān)閉平衡(héng)閥(fá)，并打(dǎ)開兩個(gè)隔離閥(fá)，以便使發射器(qì)返(fǎn)回到服(fú)務狀(zhuàng)态。如果平(píng)衡閥(fá)未實(shí)現精确關閉，那(nà)麽，高壓會(huì)通過整個閥座(zuò)洩漏到(dào)低(dī)壓側，從而(ér)呈現不(bú)準(zhǔn)确的壓差(chà)讀數。
這些(xiē)閥門爲什(shí)麽會發生(shēng)洩漏(lòu)？一個原(yuán)因在于(yú)碎屑的存(cún)在，包括腐(fǔ)蝕産(chǎn)生的(de)結垢（見上文）或(huò)其他(tā)碎屑(xiè)，如毛(máo)刺。毛(máo)刺是生産(chǎn)過程中加工工(gōng)藝的副産(chǎn)品。在(zài)生産和(hé)安裝過(guò)程中(zhōng)，一(yī)個(gè)關鍵(jiàn)步(bù)驟應當是去(qù)除所(suǒ)有(yǒu)濕潤表(biǎo)面上的全部毛(máo)刺。否則(zé)，當歧管(guǎn)處于服務(wù)狀态時，這些毛刺可(kě)能會離(lí)開原位，卡住或劃傷閥杆或閥座，從而(ér)阻止閥門精确關閉。另外，毛刺(cì)在單法(fǎ)蘭和其他球型針(zhēn)閥中也可能導(dǎo)緻問(wèn)題的(de)發生。
針閥(fá)閥座密封(fēng)
閥門(mén)發生(shēng)洩(xiè)漏的另(lìng)一個(gè)原因在于設計不佳(jiā)。大多數針(zhēn)閥采用金(jīn)屬對金(jīn)屬密封(fēng)。閥杆金屬(shǔ)頭向(xiàng)下移(yí)動(dòng)，密(mì)封住(zhù)形狀相匹配的(de)金屬閥座(zuò)。閥杆(gǎn)金屬頭的(de)形狀(zhuàng)可能(néng)是球(qiú)形或v字形。在任(rèn)何一(yī)種情(qíng)況(kuàng)下，很重(zhòng)要的一點(diǎn)是，閥杆(gǎn)金屬(shǔ)頭(tóu)不能(néng)随着閥杆(gǎn)轉動(dòng)。如果轉動的話(huà)，閥杆(gǎn)金(jīn)屬(shǔ)頭可(kě)能會磨損閥座(zuò)，形成劃痕(hén)，從而(ér)導緻(zhì)出現洩漏(lòu)通道。
實現(xiàn)非旋(xuán)轉式(shì)閥(fá)杆頭的設計方法主要(yào)有兩種。如果是(shì)v字形閥杆頭，可(kě)以采用(yòng)萬向接(jiē)頭，它(tā)使(shǐ)閥杆上(shàng)部能(néng)夠轉向，而閥杆下部保持(chí)靜止(zhǐ)不動(dòng)，軸向(xiàng)（上下）移(yí)動除外。
如果是(shì)球形閥(fá)杆頭(tóu)，将一(yī)個球(qiú)漂浮在閥杆頭(tóu)，就像圓珠(zhū)筆一(yī)樣。關于球(qiú)形閥(fá)杆頭，一(yī)些(xiē)設計(jì)使球(qiú)能(néng)夠在所(suǒ)有平面上旋轉(zhuǎn)，而一些設計則(zé)限制球的(de)活動(dòng)，這樣(yàng)，它僅可在(zài)一個平面上旋(xuán)轉。後(hòu)者是首選(xuǎn)設計。每當球要密封(fēng)住閥(fá)座時(shí)，将形成(chéng)一條密(mì)封線(xiàn)，在這裏，閥座将與球相遇。如果(guǒ)球可在(zài)所(suǒ)有平面上自由(yóu)定位，它(tā)将形成(chéng)多條(tiáo)縱橫交錯的密封(fēng)線，從而(ér)導緻産生洩漏(lòu)點。如(rú)果球(qiú)僅可在一個平面上(shàng)旋轉，它(tā)将(jiāng)僅形成一條密封線(xiàn)，通過(guò)這條密封(fēng)線，它可以反複密封閥座(zuò)，确保(bǎo)無任何洩(xiè)漏點(diǎn)産生。
球閥中的(de)球通常密封(fēng)含(hán)氟聚合物閥座(zuò)。液體(tǐ)流(liú)中(zhōng)的高(gāo)壓會(huì)将球(qiú)朝着(zhe)閥座方向推動(dòng)，從而形成密封(fēng)。然而，在低壓情況下，則可能需要額(é)外(wài)力量來确保(bǎo)有效密封(fēng)。這股力量有時(shí)也稱爲“活(huó)動荷(hé)載”，來自(zì)插入底端螺杆與閥座之間的彈簧或(huò)o形環(huán)。并非所有(yǒu)球閥都含(hán)有這(zhè)些額外(wài)部件，但(dàn)在不太理想的情況下，比如溫(wēn)度和(hé)壓力出現波動，這些部件(jiàn)将非常有助于實現精确的閥(fá)門關(guān)閉(bì)效(xiào)果。在(zài)不含這些部件(jiàn)的閥門中，通常(cháng)依靠過盈配合(hé)來提供閥(fá)座與(yǔ)球之(zhī)間的低壓(yā)密封。對于幾次以上(shàng)的驅動，過盈密封(fēng)型(xíng)閥座通常不提供低(dī)壓氣體密(mì)封功(gōng)能。
結論
如果您非常重視精确(què)的測(cè)量(liàng)，并指定(dìng)使用高端發射(shè)器(qì)，那(nà)麽，您的儀(yí)表回路(lù)将(jiāng)需要同等程度的關(guān)注。測量精(jīng)度取決于(yú)發射器精(jīng)度、儀表回(huí)路部(bù)件的質(zhì)量以及(jí)安裝和維護方法。将您(nín)的設備(bèi)标準化，包(bāo)括一(yī)組核心(xīn)的(de)儀表(biǎo)回路元件、優質(zhì)部件和(hé)優質發(fā)射器，有(yǒu)助于提(tí)高您(nín)的測量精度。更(gèng)精确的測(cè)量将産(chǎn)生極(jí)富(fù)吸引力的(de)回報，包括時間、效率(lǜ)和工廠盈利能力(lì)等方面。
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發布(bù)時間(jiān)：2015/3/9
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