בחירת מד זרימה קריוגני כוללת יותר מאשר בדיקה אם למכשיר יש דירוג טמפרטורה נמוך מספיק. המונה חייב למדוד את המשתנה הנדרש, להישאר תואם לנוזל, לשלוט באובדן לחץ, לשרוד מחזורים תרמיים חוזרים, ולהפיק תוצאה שימושית בזמן שהנוזל נשאר קרוב למצב הרוויה שלו.
לצורך מדריך זה, שירות קריוגני מתייחס ליישומים ב-150 מעלות בקירוב ומטה. זהו גבול עריכה מעשי ולא הגדרה אוניברסלית; NIST מציינת שהמונח שימש בדרך כלל לטמפרטורות מתחת ל-150 מעלות בערך, אם כי ההגדרות משתנות בהתאם להקשר הטכני.סקירה כללית של NIST על קריאוגניקהמספק רקע נוסף.
נוזלים נפוצים כוללים גז טבעי נוזלי, חנקן נוזלי, חמצן נוזלי, ארגון נוזלי, מימן נוזלי ופחמן דו חמצני נוזלי. אף טכנולוגיה אחת היא התשובה הנכונה לכל אחד מהשירותים הללו. תהליך בחירה שימושי מתחיל בנוזל, מצב הפאזה, מטרת המדידה, אובדן לחץ מותר, גודל הצינור, אילוצי התקנה, דרישות בטיחות ואסטרטגיית כיול.
לנקודת התחלה רחבה יותר לפני השוואת טכנולוגיות-טמפרטורות נמוכות, עיין במדריך זה בנושאכיצד לבחור מד זרימה מתאים.
סיכום בחירה מהירה
| טֶכנוֹלוֹגִיָה | תנאי התחלה חזקים | הסיבה העיקרית לבחור בו | סיכון בחירה עיקרי |
|---|---|---|---|
| קוריוליס | זרימת מסה ישירה, תפוקת צפיפות, זרימה נמוכה או משתנה, העברה מבוקרת | מודד זרימת מסה ישירות | עלות, אובדן לחץ, מתח התקנה והתנהגות דו-פאבית- |
| טורבינה קריוגנית | נוזל קריוגני נקי,-חד פאזי עם זרימה יציבה | מדידה נפח חוזרת ופלט דופק | מיסבים, זיהום, העברת כיול והבהוב |
| מהדקים-על קולי | צינור גדול, שיפוץ, ללא-התקנה, אובדן לחץ מינימלי | ללא חדירת תהליך או תוספת של-אובדן לחץ בגוף | נתיב אקוסטי, בידוד, נתוני צינור וזרימה דו-פאזית |
| מְעַרבּוֹלֶת | מהירות נאותה, מספר ריינולדס יציב, צינור ישר מספיק | מדידת תהליך מעשית ללא מיסבי רוטור | זרימה נמוכה, רטט, דרישות ריצה ישרה- ושינוי פאזה |
| לחץ דיפרנציאלי | יישומי תהליכים מהונדסים עם שיטות DP מבוססות | אלמנטים ראשוניים מוכרים ואפשרויות משדר מרחוק | אובדן לחץ, פיצוי צפיפות ופרטי התקנה תרמית |
אלו הן נקודות התחלה ברמת-הטכנולוגיה. יש לבדוק את ההתאמה הסופית מול הדגם המדויק, התצורה המוזמנת, דרגת הלחץ, החומר, הסמכה, טווח הזרימה, הכיול וההתקנה.
מדוע מדידת זרימה קריוגנית שונה
יציבות השלב חשובה לעתים קרובות יותר מאשר דיוק החוברת
נוזלים קריוגניים מטופלים בדרך כלל קרוב ללחץ הרוויה שלהם. חום הנכנס דרך הצנרת, גוף המונה, השסתומים, התומכים או הבידוד עלול לאדות חלק מהנוזל. נפילת לחץ על שסתום, הגבלה או מד זרימה יכולה גם לדחוף את הלחץ המקומי מתחת למצב הרוויה ולגרום להבהוב.
רוב מפרטי הזרימה הנוזליים-מניחים נוזל חד-פאזי-יציב. ברגע שמופיע אדים, כל טכנולוגיה מגיבה אחרת:
- מד קוריוליס עשוי להראות צפיפות משתנה, אפס לא יציב או מדידה פגומה במהלך סחיטה חמורה של גז.
- רוטור טורבינה עשוי להגיב אחרת כאשר צפיפות הנוזל, המומנטום והסיכה משתנים.
- מהדק-במד קולי עלול לאבד את השידור האקוסטי או לדווח על מהירות צליל לא יציבה.
- מד מערבולת עלול לאבד אות מערבולת יציב.
- חישוב DP עלול להפוך לבלתי אמין מכיוון שהצפיפות המשוערת כבר לא מייצגת את התערובת.
מד עם מפרט מעבדה מצוין עדיין יכול לבצע ביצועים גרועים אם נקודת המדידה לא נשארת נוזלית-מילויה ויציבה תרמית.
התכווצות תרמית משפיעה על ההתקנה השלמה
גופי מונים, צינורות מדידה, מיסבים, אטמים, אוגנים, בידוד וצנרת מחוברת אינם בהכרח מתכווצים באותו קצב במהלך הקירור. העיצוב המכני חייב להישאר אטום ומיושר כהלכה לאחר שהקו עובר מטמפרטורת הסביבה לפעולה קריוגנית.
פרטי התקנה שנראים מינוריים בטמפרטורת הסביבה יכולים להיות חשובים בטמפרטורה נמוכה:
- מתח צינור יכול להשפיע על היציבות האפסית של חיישן Coriolis.
- גשר תרמי יכול לחמם את הנוזל וליצור כיס אדים.
- גבולות בידוד לא נכונים עלולים לחשוף משדר לקור יתר.
- הפרעה במעיל-בוואקום יכולה להגביר את חדירת החום.
- רכיבה תרמית חוזרת על עצמה יכולה לשנות עומסי אוגן, יישור חיישן או מצב הכבל.
נוזלים שונים יוצרים דרישות בטיחות שונות
LNG ומימן נוזלי מביאים לחששות דליקות,-אזורים מסוכנים ודליפות. חנקן נוזלי וארגון נוזלי יכולים לעקור חמצן בחללים סגורים. חמצן נוזלי מצריך בקרה קפדנית במיוחד על חומרים, מנגנוני הצתה וזיהום בעירה.
של נאס"אמפרט ניקיון מערכת החמצן-קובע דרישות ניקיון עבור חמצן, דלק ורכיבים פנאומטיים, בעוד שההנחיות למערכת החמצן של-NASA מתייחסות לבחירת חומרים, ניקיון, עיצוב, תפעול, אחסון והובלה כבעיות בטיחות קשורות. דירוג כללי של טמפרטורה-נמוכה בלבד אינו מוכיח שמונה מתאים לשירות LOX.
חמש טכנולוגיות מד זרימה קריוגני בהשוואה
1. מדי זרימה של קוריוליס
מד קוריוליס משתמש בצינורות מדידה רוטטים. כאשר נוזל זורם דרך הצינורות, כוחות קוריוליס יוצרים שינוי פאזה שהוא פרופורציונלי לזרימת המסה. עיצובים רבים קובעים גם את הצפיפות מהתדר הטבעי של הצינור ומספקים פלט טמפרטורת תהליך-.
מדידת מסה ישירה זו היא בעלת ערך כאשר הצפיפות משתנה עם תנאי ההפעלה או כאשר אצווה, מלאי או העברה מסחרית מבוססת על מסה. העיקרון הבסיסי מוסבר בהמשך סקירה זו של העקרון העבודה של מד זרימת מסה.
חוזקות עיקריות:
- מדידת זרימה ישירה של-מסה
- תפוקות צפיפות וטמפרטורה בדגמים רבים
- טווח זרימה שימושי רחב בתצורות מתאימות
- אין רוטור או מיסב בנתיב הזרימה
- תלות מוגבלת בפרופיל מהירות מפותח במלואו במעלה הזרם
- התאמה פוטנציאלית להעברה מבוקרת כאשר למערכת המדויקת יש את הכיול והאישורים הנדרשים
מגבלות עיקריות:
- עלות הרכישה יכולה לעלות במהירות עם גודל קו ובנייה מיוחדת בטמפרטורה-נמוכה.
- צינורות המדידה יוצרים אובדן לחץ.
- מתח בצנרת ורטט חיצוני יכולים להשפיע על יציבות אפסית.
- סחיטה חמורה של גז או זרימה דו-פאזית בלתי מבוקרת-יכולים עדיין לפגוע בביצועים.
- דיוק הצפיפות ודיוק הנוזל הסטנדרטי עשויים להשתנות בתצורות קריוגניות.
נתוני מוצרי ELITE הנוכחיים של Emerson קובעים שתצורות Coriolis נבחרות תומכות ביישומים קריוגניים. זה גם נותן תנאי דיוק של מסה נוזלית- נפרדת לטמפרטורות תהליך מתחת ל-100 מעלות, מה שממחיש מדוע אין להחיל את מפרט הסביבה הסטנדרטי באופן אוטומטי על תצורה קריוגנית.גיליון הנתונים הנוכחי של המוצר של ELITE Coriolisיש לבדוק את הדגם המדויק ואת טווח הטמפרטורה.
Coriolis היא בדרך כלל טכנולוגיה חזקה להעריך למדידת מסה ישירה, אצווה קריוגנית, ניפוק, בקרת זרימה- נמוכה והעברת- ערך גבוה. אין לבחור אותו מהמילה "קוריוליס" בלבד; הפרויקט עדיין זקוק לסקירה ספציפית של מודל- של ירידת לחץ, טווח זרימה, צפיפות, מתח התקנה, כיול ודרישות רגולטוריות.
2. מדי זרימה של טורבינות קריוגניות
מד טורבינה מציב רוטור בזרם הזרימה. מהירות הרוטור קשורה למהירות הנוזל, וטנדר מגנטי או אלקטרוני מייצר פולסים התואמים לזרימה הנפחית.
שירות קריוגני דורש מרווחים, מיסבים, ציר וחומרי רוטור שתוכננו במיוחד. אין להניח שמד טורבינה רגיל של-טמפרטורת הסביבה יישאר מדויק או אמין מבחינה מכנית לאחר התקררות.
חוזקות עיקריות:
- עקרון מדידה נפח בוגר
- יכולת חזרה גבוהה בנוזל נקי, יציב ו-חד פאזי
- פלט דופק פשוט למסירה וסיכומים
- מגוון רחב של גדלי קו ואפשרויות חיבור
- שימוש מבוסס בהפצת גז-תעשייתית
מגבלות עיקריות:
- הרוטור והמיסבים חשופים לתהליך.
- זיהום יכול לשנות גרר או לגרום נזק לרכיבים נעים.
- הנוזל חייב להישאר נוזלי ולספק את תגובת הרוטור הצפויה.
- גורם K- יכול להיות תלוי בטווח זרימה, צמיגות, צפיפות ותנאי כיול.
- ייתכן שיידרשו מסננות, צינור ישר, מיזוג זרימה או לחץ חזרה.
- בדיקה תקופתית וכיול מחדש הם חלק מתכנון מחזור החיים.
מגוון המוצרים הרשמי של Turbines Inc. מפרט את המונים הקריוגניים הנוכחיים של TMC מ-1/2 אינץ' עד 12 אינץ' ומ-1 עד 12,000 gpm, עם אפשרויות דיוק, לחץ וחיבור ספציפיות בהתאם לתצורה שהוזמנה. אלו הם ערכי מוצר-משפחתיים, לא יכולת אוניברסלית של כל מדי הטורבינה.הטווח הקריוגני הנוכחי של TMCמספק דוגמה אחת למוצר טורבינה-שנבנה במיוחד בטמפרטורה נמוכה-.
של האתרטווח מד זרימת טורבינהיכול לשמש לבדיקת תצורות טורבינה כלליות, אך יש לאשר את המכלול השלמה במפורש עבור הנוזל והטמפרטורה הקריוגני היעד.
3. מהדק-במדדי זרימה אולטראסוניים
מד אולטרסאונד של-זמן מעבר שולח פולסי קול במעלה הזרם ובמורד הזרם דרך הצינור והנוזל. ההבדל בזמן הנסיעה משמש לחישוב מהירות זרימה ממוצעת.
במהדק-בהתקנה, המתמרים נשארים מחוץ לגבול הלחץ. זה מונע חדירת תהליך חדש ואינו מציב חסימה בתוך הצינור. של האתרטווח מד זרימה קולימספק רקע על משפחת טכנולוגיה רחבה זו.
חוזקות עיקריות:
- אין חיישן רטוב
- אין נתיב דליפה חדש דרך גוף המונה
- ללא תוספת חסימה או אובדן לחץ בגוף-
- ללא חלקים נעים
- שימושי לקווים בקוטר- גדולים
- אטרקטיבי לשיפוץ ואימות זמני
- ההתקנה עשויה להיות אפשרית מבלי לחתוך את הצינור
מגבלות עיקריות:
- התוצאה העיקרית היא בדרך כלל זרימה נפחית; זרימת המונים דורשת מידע על צפיפות.
- חומר הצינור, עובי הדופן, בטנה ובידוד משפיעים על הנתיב האקוסטי.
- עשויה לדרוש ממשק חיישן מהונדס במיוחד.
- זרימה דו-פאזית או כיסי גז עלולים לערער את האות.
- ביצועי השטח תלויים בנתוני צינור ונוזל מדויקים.
- יכולת הטמפרטורה תלויה במתמר ובמערכת ההרכבה המלאה.
המידע הנוכחי של Emerson מתאר מערכות הרכבה קוליות לא-חודרניות לטמפרטורות קיצוניות עד ל-200 מעלות בקירוב. היכולת הזו שייכת לסידורי החומרה וההתקנה שצוינו, לא לכל מהדק רגיל-על החיישן.עמוד הטכנולוגיה הרשמי של Fleximיש להשתמש כדי לאשר את תצורת המתמר ותצורת ההרכבה הרלוונטיים.
לתוכן אתר קשור, ראה אתמהדק-במד זרימה קוליעמוד וההסבר של אמד זרימה לא-פולשני.
מהדק-במדידה על-קולית שווה במיוחד עבור צינורות LNG גדולים, פרויקטים של שיפוץ, סקרים זמניים ומיקומים שבהם הימנעות ממגבלה מוטבעת חדשה מפחיתה את הסיכון להבהוב.
4. מדי זרימת וורטקס קריוגניים
מד מערבולת מציב גוף בלוף בזרם הזרימה. מערבולות מתחלפות נוצרות במורד הזרם, ותדירות הפלת המערבולת- קשורה למהירות הזרימה.
של האתרטווח מד זרימת מערבולתומאמר עלעקרון העבודה של מד זרימת מערבולתלספק רקע נוסף.
חוזקות עיקריות:
- ללא מיסבי רוטור
- ישים על נוזלים, גזים ואדים בטווח הפעולה המוגדר
- שימושי למדידת תהליכים כללית
- זמין במספר גדלי קו ובדרגות לחץ
- חלק מהעיצובים הנוכחיים כוללים אבחון ופונקציות רב-משתנים
מגבלות עיקריות:
- נדרשים מהירות נאותה ומספר ריינולדס.
- זרימה נמוכה מאוד עשויה שלא ליצור אות מערבולת יציב.
- הפרעות במעלה הזרם, רטט ופעימות יכולים להשפיע על המדידה.
- גוף הבלוף יוצר אובדן לחץ.
- מהבהב או שינוי נוזל-ל-תנאי אדים יכולים להפריע לאות.
סדרת YEWFLO הדיגיטלית המורשת הופסקה, אך יוקוגאווה מזהה את סדרת VY הנוכחית כיורשת שלה. תיעוד VY נוכחי כולל סוג קריוגני בתוך סדרת המוצרים, כך שמאמר עדכני לא אמור לרמוז שיוקוגווה כבר לא מציעה אפשרות מערבולת-בטמפרטורה נמוכה.עמוד מד זרימת המערבולת הנוכחי של יוקוגאווהיש להשתמש כדי לאמת גדלים זמינים, תצורות טמפרטורה ואישורים.
וורטקס הוא בדרך כלל מועמד למדידת תהליך-כאשר מהירות הזרימה נשארת מעל הגבול התחתון של המונה, מספיק צינור ישר זמין והתהליך יכול לסבול את אובדן הלחץ.
5. מדי זרימת לחץ דיפרנציאלי-
מערכת לחץ דיפרנציאלית-ת משתמשת באלמנט ראשוני כגון פתח, זרבובית, ונטורי או אלמנט מיזוג קומפקטי כדי ליצור הפרש לחצים מדיד. משדר ממיר את הלחץ ההפרש לזרימה באמצעות הצפיפות המוגדרת ויחסי האלמנטים-הראשוניים.
חוזקות עיקריות:
- שיטת מדידה בוגרת ומובנת
- מבחר רחב של אלמנטים ראשוניים
- ישים על פני גדלי צינורות רבים
- הרכבה מרחוק יכולה להגן על המשדר מפני התהליך הקר
- ייתכן שלמפעלים קיימים כבר יש תקני הנדסה ותחזוקה של DP
- משדרים רב-משתנים יכולים לתמוך בפיצוי לחץ וטמפרטורה
מגבלות עיקריות:
- אובדן לחץ קבוע תלוי באלמנט הראשוני.
- פיצוי הצפיפות חייב להתאים לתנאי ההפעלה בפועל.
- בידוד תרמי ומיקום המשדר דורשים תכנון קפדני.
- השבתה תלויה במידה רבה ברכיב הראשי ובתצורת המשדר שנבחרו.
- צינורות אימפולס או הרכבה מרחוק יכולים להוסיף מורכבות ההתקנה.
- ירידת לחץ נוספת עלולה להגביר את הסיכון להבהוב.
אמרסון פרסמה הנחיות בדיקה והתקנה עבור מד DP קומפקטי המשמש עם חנקן נוזלי ומיושם לשירותי LNG וארגון נוזלי. ההדרכה שמה דגש על מיקום המשדר, צוואר לא מבודד והפרדה תרמית מהתהליך הקריוגני.ההערה הטכנית הקריוגנית הרשמית של DPמדגים מדוע ההתקנה השלמה, לא רק האלמנט העיקרי, קובעת את ההתאמה.
מוצר קשור לאתר הוא זהמשדר לחץ-דיפרנציאלי. יש לאשר את השימוש בו בשירות קריוגני מול מגבלות ההרכבה, החומרים, מערכת המילוי והטמפרטורה המדויקת.
כיצד לבחור מד זרימה קריוגני
1. הגדר את הנוזל וההרכב המדויקים
אין לציין רק "נוזל קריוגני". רשום אם הנוזל הוא LNG, LN₂, LOX, LAr, LH₂, CO₂ נוזלי או תערובת. הרכב משפיע על צפיפות, התנהגות הרוויה, חומרים, סיווג שטח, סכנת דליפה ודרישות ניקוי.
הרכב LNG מעורב, זיהום, גזים מומסים או העברה מתהליך אחר יכולים גם הם להשפיע על פיצוי צפיפות והתנהגות פאזה.
2. אשר את הטמפרטורה-מעטפת הלחץ ומצב השלב
רשום מינימום, רגיל ומקסימום טמפרטורה ולחץ במקום המונה, לא רק בכלי האחסון.
סְקִירָה:
- לחץ הרוויה בטמפרטורת הפעולה
- ירידת לחץ דרך שסתומים ואביזרים במעלה הזרם
- ראש סטטי
- כניסת חום למשאבה וסיכון לקוויטציה
- אובדן לחץ במטר
- בידוד וגשרים תרמיים
- עיצוב -החזר אדים
- צפוי רתיחה-
- האם זרימת דו-פאזית היא נורמלית, זמנית או בלתי מתקבלת על הדעת
סימני אזהרה של אי יציבות פאזה כוללים צפיפות המשתנה במהירות, תפוקת זרימה רועשת, סכומים לא עקביים, רעשי משאבה, עליית טמפרטורה ליד המונה או קריאות המשתנות בחדות כאשר מיקום שסתום בקרה משתנה.
3. החליטו אם הפרויקט צריך מסה או נפח
קוריוליס מודד זרימת מסה ישירות. מערכות טורבינה, אולטרסאונד, מערבולת ו-DP מתחילות בדרך כלל במהירות, נפח או לחץ דיפרנציאלי ודורשות מידע על צפיפות כאשר יש צורך בזרימת מסה.
מדידה נפחית עשויה להספיק כאשר מצב התהליך יציב והדרישה המסחרית או הבקרה מבוססת על נפח-. זרימת מסה ישירה אטרקטיבית יותר כאשר הצפיפות משתנה באופן מהותי או כאשר העסקה מוגדרת על ידי מסה.
אין להשוות דיוק של-זרימה מסה ישירות לדיוק נפחי-זרימה, אלא אם כן נכללת אי הוודאות בצפיפות.
4. הגדירו דיוק, חזרתיות ודרישות משפטיות
ציין את מטרת המדידה:
- אינדיקציה מקומית
- בקרת תהליכים
- אצווה
- מְלַאי
- איתור נזילות
- סיכומי משלוח
- העברת משמורת
לאחר מכן בדוק כיצד בא לידי ביטוי המפרט:
- אחוז קריאה או שיעור
- אחוז טווח או קנה מידה מלא
- אפס יציבות
- הֲדִירוּת
- ליניאריות
- דיוק צפיפות
- אי ודאות בכיול
- אי ודאות מערכתית מוחלטת
יש לאשר את התאמת ההעברה לשמירה- עבור המערכת השלמה, כולל החיישן, המשדר, מחשב הזרימה, כיול, אישורים, טווח פעולה והתקנה.
5. סקור את גודל הצינור, טווח הזרימה ואובדן הלחץ
לספק מינימום, רגיל ומקסימום זרימה. מד שנבחר רק בסביבות הקיבולת המקסימלית עשוי שלא להפיק תוצאה יציבה במהלך פעולת-ביקוש נמוך.
גודל הצינור משנה את ההשוואה המעשית:
- Coriolis הוא לעתים קרובות אטרקטיבי בגדלים קטנים ובינוניים, אבל תצורות מיוחדות של קו גדול- עלולות להיות יקרות או בלתי זמינות.
- מהדק-על קולי מונע מגוף מד מוטבע גדול ומחסימה נוספת, מה שעשוי לשפר את הכלכלה שלו בכמה צינורות גדולים.
- טורבינה ומערבולת דורשות מהירות נוזל מספקת.
- DP חייב להיות בגודל כך שהלחץ ההפרש הזמין לא יוצר אובדן קבוע בלתי מקובל.
לטכנולוגיות רגישות לפרופיל זרימה, עיין בדיון באתר בנושאקטעי צינור ישרים- במעלה הזרם ומורד הזרם.
6. הערכת אילוצי התקנה וכיבוי
עבור קו קיים מבודד או עם-וואקום, מד מוטבע עשוי לדרוש בידוד, טיהור, חיתוך, ריתוך, בדיקת לחץ, בידוד מחדש והפעלה מחדש.
מהדק-במערכת האולטרה-קולית יכול להימנע מפתיחת גבול הלחץ, אך הצינור עדיין חייב לספק מיקום מתמר מאושר ונתיב אקוסטי. צינור -עם מעיל ואקום עשוי לדרוש קטע מדידה-תכליתי במקום הרכבה של חיישנים מעל המעיל החיצוני.
עבור פרויקטים חדשים, ניתן להנדס טכנולוגיות מוטבעות בפריסת הצנרת לפני הייצור.
7. אשר חומרים, ניקיון וסיווג אזור
לְאַמֵת:
- לחץ מדויק-מכיל דרגת חומר
- קשיחות-בטמפרטורה נמוכה
- מדידה-חומרי צינור, מיסבים, רוטור וציר
- חומרי איטום ואטם
- חיבור תהליך ושיעור לחץ
- ניקוי ותיעוד חמצן LOX
- אישור אזור מסוכן ל-LNG או LH₂
- הארקה והדבקה
- דרגת טמפרטורה חשמלית
- דרישות בדיקת דליפה והליום-במידת הצורך
"נירוסטה" אינו מפרט חומר שלם. ציון, ריתוך, ניקוי, אטימות, בנייה ותיעוד הכל חשוב.
8. קבע את אסטרטגיית הכיול והאימות
הגדר ציפיות לכיול לפני הוצאת הזמנת הרכש. האפשרויות עשויות לכלול:
- כיול במפעל בתנאי סביבה
- העברה הנדסית מכיול מים
- כיול חנקן נוזלי-
- כיול-נוזל בפועל
- השוואה-במקום מול מד התייחסות
- שימוש במוכיח
- אימות תקופתי או בדיקה-מטרולוגית משפטית
NIST הפעילה בעבר מתקן למדידת זרימה קריוגנית של חנקן-נוזלי מתחילת שנות ה-70 ועד 2015. מאוחר יותר הוא הועבר ל-CEESI, שם הפעילות השיתופית נמשכה עד שנת 2019. היסטוריה זו מדגימה את החשיבות של בדיקת מונים בתנאי טמפרטורה-נמוכים, אך אין לתאר את הפעלת מתקן ה-NIST כשירות של NIST.דף כיול זרימה קריוגני היסטורי של NISTמספק את תאריכי ההפעלה ותנאי הבדיקה.
האתר מספק גם דפים בנושאכיול מד זרימהוההבדל ביןכיול, אימות ואימות.
תעודת כיול שימושית צריכה לזהות את הנוזל, הטמפרטורה, הלחץ, נקודות הזרימה, אי הוודאות, העקיבות, הכיוון, תצורת המונה, גורמי התיקון והבסיס לכל אקסטרפולציה של טמפרטורה- נמוכה.
מניע עלות טכנולוגיה ומחזור חיים
יש לבקש מחירים מדויקים עבור הגודל האמיתי, החומרים, דרגת הלחץ, הכיול והאישורים. הטבלה הבאה משווה גורמי עלויות במקום להמציא טווחי מחירים אוניברסליים.
| טֶכנוֹלוֹגִיָה | עיקרי רכישה-מנועי עלויות | התקנה ראשית-מנהלי עלות | מחזור חיים ראשי-מנועי עלויות |
|---|---|---|---|
| קוריוליס | גודל קו, חומר צינור, דירוג לחץ,-תצורה קריוגנית במיוחד, משדר ואישורים | סליל מוטבע, תומכים, בקרת מתח, בידוד וכיבוי | אימות, אפס בדיקות, כיול ושירות מומחה |
| טוּרבִּינָה | גודל קו, מיסבים, חומרי רוטור, חיבורים, תאימות מוכח והסמכה | מסננת, צינור ישר, מיזוג, בקרת לחץ-גב והתקנה מוטבעת | בדיקת מסבים ורוטור, בקרת זיהום וכיול מחדש |
| מהדקים-על קולי | ערוצים, מתמרים, חומרת הרכבה-בטמפרטורה קיצונית ומשדר | גישה, שינוי בידוד, קטע הרכבה והפעלה | בדיקת חיישן, אבחון, בדיקות צימוד או הרכבה ושיקום בידוד |
| מְעַרבּוֹלֶת | גודל קו, דרגת לחץ, צוואר קריוגני, משדר, אבחון ואישורים | סליל מוטבע, צינור ישר, בקרת רעידות ובידוד | אימות תקופתי, בלוף-בדיקת גוף ובדיקת מצב-תהליך |
| לחץ דיפרנציאלי | אלמנט ראשוני, משדר, סעפת, פיצוי לחץ וטמפרטורה | כיוון, הרכבה מרחוק, צינורות דחף, גבול בידוד וצינור ישר | אימות משדר, כניסות צפיפות, בדיקת צינורות ובדיקות- אלמנטים ראשיים |
הפעלה, קירור ואימות שדה
אין לקבל מד קריוגני רק בגלל שהתצוגה הופכת לפעילה. קריאות שנרשמו במהלך התקררות ראשונית עשויות לשקף טמפרטורה משתנה,
עקירת אדים, מילוי נוזלי לא שלם או תנועה מכנית.
לפני קבלת המדידה:
- ודא שהמונה והצינור המחובר הגיעו לטמפרטורת פעולה יציבה.
- ודא שהקו נוזלי לחלוטין-במקום שבו הטכנולוגיה דורשת נוזל חד-פאזי-.
- בדוק את הלחץ במעלה הזרם ומורד הזרם עבור מרווח רוויה נאות.
- סקור ערכי צפיפות, אבחון ואיכות-אות עבור שינויים פתאומיים.
- בדוק את קריאת האפס בתנאי -לא זרימה מאומת כאשר ההליך מאפשר זאת.
- השווה קריאות במספר נקודות זרימה יציבות.
- אשר כי התוצאה ניתנת לשחזור לאחר לפחות מחזור תרמי אחד כאשר הליכי הפרויקט דורשים זאת.
- בדוק את גבולות הבידוד, טמפרטורת המשדר ועדויות לדפוסי כפור שעלולים להצביע על גשר תרמי.
- השווה את התוצאה עם מד ייחוס, מבחן, שינוי מלאי טנקים או מדידת תהליך אחר שניתן להגן עליהם.
- רשום את התצורה הסופית, גורמי התיקון ותנאי ההפעלה.
שינוי תפוקה גדול במהלך הקירור אינו אומר אוטומטית שהמונה פגום. זה עשוי להצביע על פינוי אדים, שינוי בצפיפות, מתח התקנה, פיצוי טמפרטורה או נתיב אקוסטי לא יציב.
טכנולוגיית ההתחלה הטובה ביותר לפי יישום
| בַּקָשָׁה | מועמד מתחיל חזק | אלטרנטיבה לסקירה | תנאי פסילה מפתח |
|---|---|---|---|
| חלוקת רכבי LNG | קוריוליס | מערכת טורבינות מוסמכת | שבר אדים לא מבוקר או חסר אישור העברה |
| חלוקת מימן נוזלי | קוריוליס אולטרה-בנוי-למטרה קריוגנית | מערכת מהונדסת- ספציפית ליישום | דגם סטנדרטי של טמפרטורה-נמוכה ללא אישור LH₂ |
| משלוח בכמות גדולה של LN₂, LOX או LAr | טורבינה קריוגנית או קוריוליס | DP ביישומי תהליכים מתאימים | זיהום, מהבהב או חסר חמצן-אישור שירות |
| צינור העברת LNG גדול | מהדק-על קולי לניטור לא-פולשני | טכנולוגיה מוטבעת אם דרישות העברה של משמורת-מחייבות זאת | בניית צינור לא מתאימה, צפיפות משתנה או זרימה דו-פאזית- |
| ניטור שירות קריוגני | וורטקס או DP | אולטרסאונד | מהירות נמוכה, צינור ישר לא מספק או אובדן לחץ מוגזם |
| קו קיים שלא ניתן לפתוח | מהדקים-על קולי | ייעודי-מדור מדידה חיצונית | מעיל ואקום או בידוד מונעים נתיב אקוסטי תקף |
| זרימה קריוגנית-ת נמוכה | קוריוליס | טורבינת-זרימה נמוכה-למטרה | זרימה מתחת לטווח יציב או סחפת גז חמורה |
| תהליך עם חלק אדי לא ודאי | לימוד יישום לפני בחירת מטר | שינויי ניהול-שלבים | ניסיון להחיל מפרט דיוק-חד-שלבי |
למה מגנטיים וחיוביים-מדדי תזוזה אינם בחמישייה הראשית
מדי זרימה מגנטיים דורשים נוזל מוליך חשמלי. אמרסון קובעת כי מונים מגנטיים רגילים דורשים בדרך כלל נוזל תהליך מוליך, בעוד שגזים נוזליים נפוצים רבים אינם מספקים את המוליכות הדרושה לעקרון זה. מד מגנטי עדיין עשוי להיות רלוונטי לנוזל קריוגני מוליך אחר, אך הוא אינו בחירה אוניברסלית עבור LNG, LN₂, LOX, LAr או LH₂.סקירה כללית של מד הזרימה המגנטי של אמרסוןמסביר את דרישת המוליכות.
מדי תזוזה חיוביים-יכולים למדוד כמה נוזלים בטמפרטורה-נמוכה, אבל מרווחי תנועה, שימון, התכווצות תרמית ואובדן לחץ דורשים הנדסה- ספציפית למוצר. הם אינם מודרים מכל פרויקט; הם מושמטים מחמשת העיקריות כי התאמתם תלויה יותר בתכנון קריוגני ייעודי ובסקירת יישומים מצומצמת יותר.
מפרטים שלא כדאי להשוות ישירות
דיוק המוני לעומת דיוק נפחי
לא ניתן לדרג מפרט-זרימה מסה ישירות מול מפרט-זרימה של נפח אלא אם כן נכללות אי-ודאות פיצוי בצפיפות וצפיפות-.
יכולת חזרה מול דיוק
מד יכול לייצר שוב ושוב את אותה תוצאה מוטה. יכולת חזרה טובה היא בעלת ערך לבקרת תהליכים, אך היא אינה מוכיחה דיוק שניתן לעקוב.
כיול סביבה לעומת כיול קריוגני
כיול מים בטמפרטורת הסביבה עשוי להיות מקובל עבור יישומי תהליך מסוימים, אך הוא אינו מפגין באופן אוטומטי התנהגות זהה עם חנקן נוזלי, LNG או מימן נוזלי.
דיוק המכשיר מול אי ודאות המערכת
התוצאה הסופית עשויה לכלול אי ודאות מ:
- חיישן הזרימה
- מדידת טמפרטורה ולחץ
- חישוב צפיפות
- פרופיל זרימה
- הַתקָנָה
- זרימה דו-שלבית
- עיבוד אותות
- מחשב תזרים
- התייחסות לכיול
דגם סטנדרטי לעומת תצורה קריוגנית מסודרת
הערך הטוב ביותר שפורסם עשוי לחול רק על גדלים נבחרים, טווחי זרימה, כיוונים, אלקטרוניקה או כיולים. השתמש במפרט עבור קוד הדגם המדויק שהוזמן.
מידע שצריך להכין לפני בקשת הצעת מחיר
מידע על תהליך
- נוזל והרכב מדויקים
- טמפרטורה מינימלית, רגילה ומקסימלית
- לחץ מינימום, רגיל ומקסימום
- סיכון רוויה והבהוב
- חלק גז או אדים צפוי
- מינימום, רגיל ומקסימום זרימה
- פעולה רציפה, לסירוגין או דו-כיוונית
מידע על צינור והתקנה
- גודל צינור ולוח זמנים
- בניית צנרת ובידוד
- שואב-פרטי מעיל
- חיבור תהליך ושיעור לחץ
- כיוון התקנה
- צינור ישר זמין
- אובדן לחץ מותר
- זמינות כיבוי וריתוך
- תנאי הסביבה
דרישות מדידה ותפוקה
- פלט מסה או נפח
- נדרש דיוק וחזרה
- דרישת זרימה- נמוכה
- מטרת אצווה, בקרה, מלאי או משמורת-
- יציאות אנלוגיות, דופק ותקשורת
- תפוקות צפיפות וטמפרטורה
- אבחון נדרש
דרישות בטיחות ותאימות
- דרישת LOX חמצן-לניקוי
- סיווג-אזורים מסוכנים
- נדרשים אישורים אזוריים
- תיעוד חומרי
- דרישת בדיקת-דליפות
- דרישות הארקה והדבקה
דרישות כיול ומחזור חיים
- נוזל כיול
- דרישת עקיבות
- נדרשת אי ודאות
- שיטת הוכחה או -אימות באתר
- מרווח תחזוקה
- ציפיות לחלקי חילוף-
- צרכי תמיכה טכנית והפעלה
שאלות נפוצות
ש: מהו מד הזרימה הטוב ביותר לנוזלים קריוגניים?
ת: אין טכנולוגיה אוניברסלית הטובה ביותר. Coriolis הוא לעתים קרובות מועמד חזק למדידת מסה ישירה, טורבינה להעברה נפחית נקייה-בנוזל, קולי עבור צינורות גדולים או בלתי נגישים, מערבולת עבור תנאי תהליך מתאימים ו-DP עבור מתקנים מהונדסים מבוססים.
ש: האם ניתן להשתמש במד זרימה סטנדרטי בטמפרטורה קריוגנית?
ת: רק כאשר היצרן מאשר במפורש את הדגם המלא והתצורה של נוזל המטרה, טמפרטורה מינימלית, לחץ, חומרים והתקנה. דגם סביבה סטנדרטי עשוי להיות בעל אטמים, מיסבים, מרווחים, אלקטרוניקה או הנחות כיול לא מתאימים.
ש: האם כל מד קריוגני דורש כיול-נוזל בפועל?
ת: לא. שיטת הכיול הנדרשת תלויה במטרת המדידה ובאי הוודאות המקובלת. ניטור תהליכים כללי עשוי להשתמש בהעברה הנדסית מנוזל כיול אחר, בעוד שהעברה-בערך גבוה או מווסתת עשויה לדרוש כיול-חנקן נוזלי, בדיקת נוזלים בפועל, הוכחה או שיטה ניתנת לעקוב אחר.
ש: האם מהדק-במד אולטראסוני יכול למדוד דרך צינור-עם מעיל?
ת: לא אוטומטית. המתמרים צריכים נתיב אקוסטי חוקי לתוך צינור התהליך. מעיל ואקום חיצוני, בידוד רב שכבתי או צינור פנימי בלתי נגיש יכולים למנוע התקנה סטנדרטית. הפרויקט עשוי לדרוש קטע מדידה-למטרה.
ש: איך אני יודע מתי קריאת זרימה קריוגנית יציבה לאחר התקררות?
ת: אשר שהטמפרטורת והלחץ של התהליך התייצבו, הקו מלא-נוזלי לחלוטין, ערכי האבחון קבועים, האפס נבדק במידת הצורך, וקריאות חוזרות בתנאי זרימה יציבים מתאימות לקריטריונים לקבלת הפרויקט.
המלצה סופית
אל תתחיל בבחירת מד זרימה קריוגני עם דירוג מותג או מספר דיוק יחיד.
התחל עם:
- הנוזל וההרכב המדויקים
- מעטפת לחץ הטמפרטורה-
- מרווח הרוויה ושבר האדים הצפוי
- מדידת המסה או הנפח הנדרשת
- גודל הצינור וטווח הזרימה
- אובדן הלחץ המותר
- אילוצי ההתקנה והכיבוי
- דרישות החומר, הניקוי והאזורים המסוכנים-
- אסטרטגיית הכיול והאימות
השתמש בתנאים אלה כדי לרשום טכנולוגיית מדידה אחת או שתיים. יש לבחור את הדגם הסופי רק לאחר שהספק מאשר את תצורת הטמפרטורה-הנמוכה המדויקת, חומרים שהוזמנו, דרגת לחץ, כיול, אישורים, דרישות התקנה וביצועים צפויים.
הכן את נתוני הפרויקט המפורטים לעיל והגש שאילת מדידת זרימה קריוגניתלסקירה טכנית-ספציפית לדגם.
הערת מקור ומתודולוגיה
מדריך זה מפריד בין עקרונות מדידה כלליים לבין דוגמאות היצרן הנוכחיות. זמינות המוצר, קודי הדגמים, דירוגי הטמפרטורה, הסמכות ומפרטי הביצועים יכולים להשתנות. יש לאשר אותן מחדש עם היצרן במהלך הרכש ושוב לפני עדכוני פרסום.
