Sú priemyselné potrubia vždy dokonale okrúhle?

V priemyselných aplikáciách sa potrubia často považujú za dokonale kruhové, ale v skutočnosti to tak vždy nie je. K zmenám v kruhovitosti potrubia prispieva niekoľko faktorov a pochopenie týchto variácií je kľúčové pre presné meranie prietoku, najmä pri ultrazvukových prietokomeroch.

1. Výrobné tolerancie

Bezšvíkové oceľové rúry, bežne používané v priemyselných aplikáciách, sa vyrábajú procesmi strečovania za studena alebo za tepla. Tieto rúry majú zvyčajne priemer do DN2000 a je povolený určitý stupeň ovality (odchýlka od dokonalej kruhovitosti). Stupeň kruhovitosti sa môže líšiť v závislosti od kvality výroby:

• Veľkí, zavedení výrobcovia ocele vo všeobecnosti vyrábajú rúry s lepšou kruhovitosťou.
• Menší výrobcovia môžu vyrábať potrubia s výraznejšími odchýlkami.

Napríklad niektoré potrubia DN300 môžu mať maximálnu chybu priemeru až 5 mm. Tieto tolerancie by sa mali zohľadniť pri navrhovaní alebo meraní potrubí pre priemyselné aplikácie.

2. Zvárané a špirálovo zvárané rúry

Okrem bezšvíkových oceľových rúr sa v mnohých nízkotlakových potrubiach na prepravu kvapalín používajú zvárané alebo špirálovo zvárané rúry. Tieto rúry majú v porovnaní s bezšvíkovými rúrami často vyššie odchýlky ovality, čo spôsobuje, že sú menej tvarovo konzistentné. Samotný proces zvárania môže prispieť k deformácii rúry, najmä v potrubiach s veľkým priemerom.

Zvárané a špirálovo zvárané rúry sú vo všeobecnosti nákladovo efektívnejšie, ale môžu si vyžadovať dodatočnú pozornosť, keď sú potrebné presné merania, najmä na účely merania prietoku.

Vplyv ovality na upínacie ultrazvukové prietokomery

Preultrazvukové prietokomery s príložným konektorom, meranie je ovplyvnené akustickým signálom prechádzajúcim kvapalinou vo vnútri potrubia. Snímač je namontovaný na vonkajšej strane potrubia, takže akákoľvek zmena tvaru potrubia (napríklad ovalita) môže viesť k niekoľkým problémom:

• Nesprávne šírenie signáluAk potrubie nie je dokonale okrúhle, vzdialenosť medzi senzorom a kvapalinou sa môže pozdĺž obvodu potrubia meniť. To môže spôsobiť, že ultrazvukové signály sa šíria na rôzne vzdialenosti, čo skresľuje meranie.
• Zvýšená neistota meraniaAj malé odchýlky v tvare potrubia môžu spôsobiť chyby vo výpočte doby letu, čo vedie k menej presným údajom o prietoku.

V prípadoch výraznej ovality nemusí byť senzor schopný udržiavať stály kontakt s povrchom potrubia, čo ďalej znižuje presnosť merania.

Vplyv ovality na vkladacie ultrazvukové prietokomery

Vpichovacie ultrazvukové prietokomery, ktoré sú inštalované vo vnútri potrubia, majú tiež problémy kvôli ovalite:

• Nesprávne umiestnenie senzoraAk je potrubie oválne, senzor nemusí byť umiestnený na optimálnom mieste pre presné merania. Ultrazvukové vlny sa nemusia šíriť priamočiaro alebo môžu byť ovplyvnené zmenami profilu prúdenia, čo vedie k chybám.
• Nerovnomerné rozloženie prúdeniaOvalita môže viesť k nerovnomernému rozloženiu prietoku v priereze potrubia, najmä v potrubiach s veľkým priemerom alebo so zložitými prietokovými podmienkami. To môže spôsobiť, že sa ultrazvukový signál bude odrážať v priereze odlišne, čo ďalej znižuje presnosť merania.

Najlepšie postupy pre inštaláciu ultrazvukových prietokomerov

Na zmiernenie vplyvu ovality na meranie prietoku by sa mali zvážiť tieto osvedčené postupy:

• Vyberte si úsek potrubia s minimálnou ovalitouVyhnite sa úsekom potrubia s viditeľnou deformáciou alebo ohybmi, pretože tie ďalej skresľujú merania.
• Správne umiestnenie senzoraPri upínacích aj zasúvacích ultrazvukových prietokomeroch je správne umiestnenie snímača kľúčové. Vpichovacie snímače by mali byť umiestnené tam, kde je prietok najreprezentatívnejší pre celé potrubie, a upínacie snímače by mali byť namontované na úsekoch potrubia s minimálnou ovalitou.

Záver

Hoci priemyselné potrubia sú zriedka dokonale okrúhle, drobné odchýlky v okrúhlom tvare potrubia zvyčajne významne neovplyvňujú prepravu tekutín. Pri použití ultrazvukových prietokomerov – najmä typov s príložkou alebo zasúvaním – však môže mať ovalita potrubia významný vplyv na presnosť merania. Pochopením vplyvu ovality a starostlivým výberom vhodných miest inštalácie môžu priemyselné odvetvia zabezpečiť spoľahlivejšie a presnejšie merania prietoku.