V průmyslových aplikacích se potrubí často považuje za dokonale kruhové, ale ve skutečnosti tomu tak vždy není. K odchylkám v kruhovitosti potrubí přispívá několik faktorů a pochopení těchto odchylek je zásadní pro přesné měření průtoku, zejména u ultrazvukových průtokoměrů.
1. Výrobní tolerance
Bezešvé ocelové trubky, běžně používané v průmyslových aplikacích, se vyrábějí procesem tažení za studena nebo za tepla. Tyto trubky mají obvykle průměr až DN2000 a je u nich povolen určitý stupeň ovality (odchylka od dokonalé kruhovitosti). Stupeň kruhovitosti se může lišit v závislosti na kvalitě výroby:
- Velcí, zavedení výrobci oceli obecně vyrábějí trubky s lepší kulatou plochou.
- Menší výrobci mohou vyrábět potrubí s znatelnějšími odchylkami.
Například některé trubky DN300 mohou mít maximální chybu průměru až 5 mm. Tyto tolerance by měly být zohledněny při navrhování nebo měření potrubí pro průmyslové aplikace.
2. Svařované a spirálově svařované trubky
Kromě bezešvých ocelových trubek se v mnoha nízkotlakých potrubích pro přepravu tekutin používají svařované nebo spirálově svařované trubky. Tyto trubky mají ve srovnání s bezešvými trubkami často vyšší odchylky ovality, což je činí méně tvarově konzistentními. Samotný proces svařování může přispívat k deformaci trubky, zejména u potrubí s velkým průměrem.
Svařované a spirálově svařované trubky jsou obecně nákladově efektivnější, ale mohou vyžadovat zvláštní pozornost, pokud jsou potřeba přesná měření, zejména pro účely měření průtoku.
Vliv ovality na upínací ultrazvukové průtokoměry
Proultrazvukové průtokoměry s příložným konektorem, měření je ovlivněno akustickým signálem procházejícím kapalinou uvnitř potrubí. Snímač je namontován na vnější straně potrubí, takže jakákoli změna tvaru potrubí (například ovalita) může vést k několika problémům:
- Nesprávné šíření signáluPokud potrubí není dokonale kulaté, může se vzdálenost mezi senzorem a kapalinou podél obvodu potrubí měnit. To může způsobit, že se ultrazvukové signály budou šířit na různé vzdálenosti, což zkreslí měření.
- Zvýšená nejistota měřeníI malé odchylky v tvaru potrubí mohou způsobit chyby ve výpočtu doby průtoku, což vede k méně přesným údajům o průtoku.
V případech výrazné ovality nemusí být senzor schopen udržovat stálý kontakt s povrchem potrubí, což dále snižuje přesnost měření.
Vliv ovality na vpichovací ultrazvukové průtokoměry
Vpichovací ultrazvukové průtokoměry, které jsou instalovány uvnitř potrubí, se také potýkají s problémy kvůli ovalitě:
- Nesprávné umístění senzoruPokud je potrubí oválné, senzor nemusí být umístěn na optimálním místě pro přesné měření. Ultrazvukové vlny se nemusí šířit přímočaře nebo mohou být ovlivněny změnami profilu proudění, což vede k chybám.
- Nerovnoměrné rozložení prouděníOvalita může vést k nerovnoměrnému rozložení proudění v průřezu potrubí, zejména u potrubí s velkým průměrem nebo složitými podmínkami proudění. To může způsobit, že se ultrazvukový signál bude odrážet v průřezu odlišně, což dále snižuje přesnost měření.
Nejlepší postupy pro instalaci ultrazvukových průtokoměrů
Pro zmírnění dopadu ovality na měření průtoku je třeba zvážit následující osvědčené postupy:
- Vyberte úsek potrubí s minimální ovalitouVyhněte se úsekům potrubí s viditelnou deformací nebo ohyby, protože ty dále zkreslují měření.
- Správné umístění senzoruU příložných i vpichovacích ultrazvukových průtokoměrů je správné umístění senzoru zásadní. Vpichovací senzory by měly být umístěny tam, kde je průtok nejreprezentativnější pro celé potrubí, a příložné senzory by měly být namontovány na úsecích potrubí s minimální ovalitou.
Závěr
Přestože průmyslová potrubí jsou zřídka dokonale kulatá, drobné odchylky v kulatosti potrubí obvykle významně neovlivňují transport tekutin. Při použití ultrazvukových průtokoměrů – zejména upínacích nebo zasouvacích – však může mít ovalita potrubí významný vliv na přesnost měření. Pochopením vlivu ovality a pečlivým výběrem vhodných míst instalace mohou průmyslová odvětví zajistit spolehlivější a přesnější měření průtoku.
Čas zveřejnění: 27. února 2025