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[摘要]質(zhì)量流量計(jì)被廣泛用于石油化工產(chǎn)品的貿(mào)易交接計(jì)量中，雖然質(zhì)量流量計(jì)具有相對(duì)準(zhǔn)確、耐用及智能化的優(yōu)點(diǎn)，但是在實(shí)際的應(yīng)用中，仍存在不少問題。如果不能正確、適當(dāng)?shù)丶右越鉀Q，將影響質(zhì)量流量計(jì)應(yīng)用的效果。對(duì)影響質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量結(jié)果的因素(如檢定、應(yīng)力補(bǔ)償、介質(zhì)氣化、應(yīng)力等)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，提出了質(zhì)量流量計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意的事項(xiàng)。
1前言
　　質(zhì)量流量計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)受到選型、安裝、工藝條件變化、更換配件等因素的影響而導(dǎo)致不能準(zhǔn)確計(jì)量，從而產(chǎn)生計(jì)量糾紛或造成效益流失。因此，對(duì)影響質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量結(jié)果的因素進(jìn)行分析，并加以控制，使其滿足質(zhì)量流量計(jì)在生產(chǎn)實(shí)際工況下的計(jì)量條件，對(duì)質(zhì)量流量計(jì)的準(zhǔn)確計(jì)量具有重要意義。
2實(shí)驗(yàn)分析
　　借助企業(yè)內(nèi)建立的流量檢定裝置和相關(guān)技術(shù)力量，結(jié)合質(zhì)量流量計(jì)的實(shí)際應(yīng)用情況，對(duì)其計(jì)量結(jié)果的影響因素開展各種相關(guān)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，評(píng)估其影響程度，找到控制方法，使相關(guān)因素對(duì)計(jì)量結(jié)果的影響降到最低，以確保質(zhì)量流量計(jì)的計(jì)量準(zhǔn)確[1]。
2.1檢定[2]
　　檢定是保證量值溯源符合計(jì)量要求的首要環(huán)節(jié)，根據(jù)計(jì)量技術(shù)法規(guī)的要求，流量計(jì)在首次投用前必須由具備資質(zhì)的檢定機(jī)構(gòu)檢定合格才能投入使用，確保流量計(jì)的精度符合要求，保證流量量值統(tǒng)一。由于現(xiàn)場(chǎng)客觀條件的影響以及流量計(jì)在設(shè)計(jì)和制造過程中的工藝、材料和裝配可能存在的問題，流量計(jì)在使用一段時(shí)期后，計(jì)量特性會(huì)出現(xiàn)變化，精度等級(jí)下降，導(dǎo)致不能滿足計(jì)量要求。從檢定機(jī)構(gòu)多年的流量計(jì)檢定數(shù)據(jù)可知，有的流量計(jì)在周期檢定中穩(wěn)定性及重復(fù)性較好，但有的流量計(jì)在周期檢定中出現(xiàn)超差，需要對(duì)流量系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使示值誤差符合要求，所以，為了保證流量計(jì)的準(zhǔn)確可靠，必須對(duì)流量計(jì)進(jìn)行周期檢定。對(duì)于貿(mào)易交接的質(zhì)量流量計(jì)，其檢定周期一般都定為1年。
2.2壓力變化
　　質(zhì)量流量計(jì)在工作時(shí)，由于介質(zhì)壓力的變化會(huì)造成測(cè)量管形變，壓力增大時(shí)測(cè)量管膨脹，壓力降低時(shí)，測(cè)量管收縮。從質(zhì)量流量計(jì)的結(jié)構(gòu)原理上看，測(cè)量管的變形，會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生誤差。為了掌握壓力變化及壓力補(bǔ)償對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，進(jìn)行了有關(guān)試驗(yàn)。受檢定裝置能力的限制，只能做0.6MPa以下的壓力補(bǔ)償試驗(yàn)。用擴(kuò)展不確定度為0.05%的稱重法標(biāo)準(zhǔn)裝置，介質(zhì)為清水，對(duì)兩種不同型號(hào)規(guī)格的質(zhì)量流量計(jì)在0.45MPa和0.6MPa的壓力下進(jìn)行了壓力補(bǔ)償效果的比對(duì)試驗(yàn)[3]。
2.2.1試驗(yàn)1
試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1~3，試驗(yàn)曲線圖見圖1~3。






　　由試驗(yàn)1可知，在0.1MPa壓力時(shí)，質(zhì)量流量計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)器的誤差在-0.032%~0.042%之間；在0.45MPa壓力時(shí)，該型號(hào)質(zhì)量流量計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)器的誤差在-0.017%~0.016%之間，進(jìn)行壓力補(bǔ)償后，誤差在0.003%~0.038%之間；在0.6MPa壓力時(shí)，該型號(hào)質(zhì)量流量計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)器的誤差在-0.018%~0.018%之間，進(jìn)行壓力補(bǔ)償后，誤差在0.017%~0.058%之間。
2.2.2試驗(yàn)2
　　試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表4~6，試驗(yàn)曲線圖見圖4~6。
　　由試驗(yàn)2可知，在0.1MPa壓力時(shí)，質(zhì)量流量計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)器的誤差在-0.013%~0.147%之間；在0.45MPa壓力時(shí)，該型號(hào)質(zhì)量流量計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)器的誤差在0.059%~0.120%之間，進(jìn)行壓力補(bǔ)償后，誤差在0.082%~0.149%之間；在0.6MPa壓力時(shí)，該型號(hào)質(zhì)量流量計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)器的誤差在0.036%~0.099%之間，進(jìn)行壓力補(bǔ)償后，誤差在0.081%~0.142%之間。
　　通過對(duì)兩種不同型號(hào)規(guī)格的質(zhì)量流量計(jì)的壓力補(bǔ)償試驗(yàn)，可知：在壓力為(0.1~0.6)MPa時(shí)，質(zhì)量流量計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)器的誤差基本在±0.2%范圍內(nèi)，可滿足精度要求。在加上壓力補(bǔ)償后，誤差整體往正偏差方向偏移，且壓力補(bǔ)償?shù)牟钪挡⒎蔷�性變化。
各種流量計(jì)的壓力補(bǔ)償系數(shù)并不相同，對(duì)于補(bǔ)償系數(shù)較小的流量計(jì)，如果使用工況壓力較小，因不進(jìn)行壓力補(bǔ)償也能確保±0.2%的精度，則可以不進(jìn)行壓力補(bǔ)償。如果使用工況壓力大，致使測(cè)量結(jié)果誤差增大，則需引入壓力補(bǔ)償。在進(jìn)行壓力補(bǔ)償時(shí)，





2.3介質(zhì)氣化
　　質(zhì)量流量計(jì)在測(cè)量某些液體介質(zhì)如液態(tài)烴、汽油等時(shí)，由于這些介質(zhì)容易氣化，致使測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確，氣化嚴(yán)重時(shí)甚至無法測(cè)量。因氣液兩相破壞了質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量管的振動(dòng)平衡，就要求驅(qū)動(dòng)線路輸出更多的能量來保持測(cè)量管的正常振動(dòng)，而傳感器受本身安全的限制使供給驅(qū)動(dòng)管電流的增大也受到限制，一旦測(cè)量管不能維持正常振動(dòng)，質(zhì)量流量計(jì)就無法正常測(cè)量。
　　為了探討質(zhì)量流量計(jì)在介質(zhì)出現(xiàn)氣化時(shí)的計(jì)量變化情況，做了一些相關(guān)的試驗(yàn)。選取清水(密度997.5kg/m3)作為試驗(yàn)流體，將標(biāo)準(zhǔn)裝置的流量固定在(34~35)t/h，在被檢的質(zhì)量流量計(jì)的上游一側(cè)注入凈化風(fēng)(如圖7所示)，并觀察流量計(jì)顯示的傳感器驅(qū)動(dòng)及介質(zhì)密度隨注入凈化風(fēng)量逐漸增大的變化情況，同時(shí)觀察被檢流量計(jì)讀數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)器示值的差異率變化情況。



　　由表7和圖8可知，隨著注入凈化風(fēng)量的逐漸增大，流過質(zhì)量流量計(jì)的介質(zhì)密度逐漸減小，表征介質(zhì)由帶氣逐漸變?yōu)闅庖簝上�，同時(shí)流量計(jì)傳感器驅(qū)動(dòng)也逐漸增大，流量計(jì)讀數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)器讀數(shù)誤差增大。當(dāng)介質(zhì)密度變?yōu)?50kg/m3時(shí)，傳感器驅(qū)動(dòng)變?yōu)?0~90，流量計(jì)報(bào)警燈變?yōu)辄S燈、綠燈交替出現(xiàn)，流量計(jì)計(jì)量誤差為負(fù)偏差，達(dá)到-5.690%。因此，在用質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量容易氣化的介質(zhì)時(shí)，必須嚴(yán)密關(guān)注介質(zhì)密度和傳感器驅(qū)動(dòng)的變化，加強(qiáng)工藝控制，防止介質(zhì)氣化。
2.4應(yīng)力實(shí)驗(yàn)
　　質(zhì)量流量計(jì)如果未能規(guī)范安裝，則容易產(chǎn)生應(yīng)力，對(duì)計(jì)量結(jié)果造成影響。比如流量計(jì)與法蘭之間空隙較大，容易產(chǎn)生拉伸應(yīng)力；或者法蘭與流量計(jì)未能同心同軸，則容易造成法蘭錯(cuò)位應(yīng)力。
2.4.1拉伸實(shí)驗(yàn)
　　將質(zhì)量流量計(jì)放在兩端固定好的管道上，讓質(zhì)量流量計(jì)兩端法蘭與管道兩端法蘭有一定的距離，中間加多塊石棉墊，防止漏水，緊固法蘭，使質(zhì)量流量計(jì)產(chǎn)生應(yīng)力。通過實(shí)驗(yàn)觀測(cè)應(yīng)力對(duì)質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量結(jié)果的影響。具體數(shù)據(jù)見表8~9，曲線圖見圖9~10。


　　由實(shí)驗(yàn)可知，兩種型號(hào)的質(zhì)量流量計(jì)，在兩端拉伸產(chǎn)生應(yīng)力時(shí)，其計(jì)量結(jié)果會(huì)受到影響，尤其在低流量(12t/h和6t/h)時(shí)，兩種型號(hào)的質(zhì)量流量計(jì)的計(jì)量誤差分別為-0.945%和-1.032%，流量增大后，質(zhì)量流量計(jì)的計(jì)量誤差變小，但也非線性關(guān)系。
2.4.2法蘭錯(cuò)位實(shí)驗(yàn)
　　將質(zhì)量流量計(jì)入口端的法蘭抬高，見圖11，將質(zhì)量流量計(jì)出口側(cè)法蘭壓低，見圖12，使質(zhì)量流量計(jì)兩端法蘭與管線兩端法蘭不同心同軸而產(chǎn)生應(yīng)力，觀測(cè)其對(duì)質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表10~11，曲線圖見圖13~14。




　　由實(shí)驗(yàn)可知，兩種型號(hào)的質(zhì)量流量計(jì)，在法蘭錯(cuò)位安裝時(shí)，由于應(yīng)力的作用，對(duì)質(zhì)量流量計(jì)的計(jì)量結(jié)果會(huì)產(chǎn)生影響，在較高流量(20t/h、40t/h)時(shí)計(jì)量誤差分別為0.256%和0.323%，流量與質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量誤差呈非線性關(guān)系。
2.5更換核心處理器
　　由于質(zhì)量流量計(jì)的核心處理器的故障率較高，在日常維護(hù)中經(jīng)常是現(xiàn)場(chǎng)更換核心處理器，然后隨即投入使用，但是更換核心處理器后，是否對(duì)質(zhì)量流量計(jì)的計(jì)量誤差產(chǎn)生影響呢？針對(duì)這個(gè)問題，開展了對(duì)核心處理器更換后的質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量誤差比較試驗(yàn)。在多次試驗(yàn)后，抽取了其中三組有問題數(shù)據(jù)，見表12~13、圖15。


　　由實(shí)驗(yàn)可知，更換核心處理器可能對(duì)質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量誤差產(chǎn)生超±0.2%的影響，最大誤差超過4%。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)越舊型號(hào)的質(zhì)量流量計(jì)，更換核心處理器后，出現(xiàn)超差的幾率較大，而最新型號(hào)的質(zhì)量流量計(jì)在更換核心處理器后出現(xiàn)超差的幾率較小。
3質(zhì)量流量計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意的事項(xiàng)
　　要使質(zhì)量流量計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中能夠準(zhǔn)確計(jì)量，需要注意的事項(xiàng)有很多，結(jié)合前文實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，對(duì)質(zhì)量流量計(jì)的實(shí)際應(yīng)用，應(yīng)注意以下方面：
3.1選型
　　應(yīng)根據(jù)測(cè)量介質(zhì)的類別特性以及實(shí)際工況條件選擇合適的質(zhì)量流量計(jì)。從滿足流量范圍和允許壓力損失角度考慮選擇流量計(jì)公稱直徑，若流量太小，計(jì)量誤差就大；流量太大，壓損也會(huì)急劇增大。實(shí)際工況的流量應(yīng)在質(zhì)量流量計(jì)額定流量的20%~50%小流量一般不低于流量計(jì)額定流量的10%，這樣既保證了質(zhì)量流量計(jì)在小流量時(shí)的測(cè)量精度,又保證了在大流量時(shí)壓損盡可能小。
3.2安裝
　　質(zhì)量流量計(jì)的安裝要遠(yuǎn)離電磁干擾、安裝位置應(yīng)避免振動(dòng)以及避免產(chǎn)生應(yīng)力。質(zhì)量流量計(jì)兩端法蘭與管線同心同軸，接口兩端法蘭螺絲孔對(duì)齊不扭轉(zhuǎn)，法蘭面保持平行且預(yù)留間距準(zhǔn)確不宜過大。當(dāng)測(cè)量液體時(shí)，傳感器外殼應(yīng)朝下安裝，以避免空氣集聚在流量管內(nèi)，影響質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)量精度；當(dāng)測(cè)量液體漿料時(shí)，傳感器應(yīng)采用旗式垂直安裝，以避免顆粒聚積在流量管內(nèi)。工藝介質(zhì)應(yīng)由下往上流動(dòng)以避免噴流空管；當(dāng)測(cè)量氣體時(shí)，傳感器外殼應(yīng)朝上安裝，以避免冷凝水集聚在流量管內(nèi)，影響質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)量精度。
3.3周期檢定[4]
　　質(zhì)量流量計(jì)應(yīng)周期檢定以確保量值溯源準(zhǔn)確，同時(shí)，在工況主量程點(diǎn)應(yīng)趨零檢定。
3.4工藝控制
　　工藝條件的變化常常對(duì)質(zhì)量流量計(jì)的計(jì)量結(jié)果產(chǎn)生較大的影響，要使工藝條件滿足質(zhì)量流量計(jì)的計(jì)量要求。關(guān)于壓力補(bǔ)償應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行，如對(duì)于長輸管線成品油計(jì)量交接使用的流量計(jì)大多需要在2MPa以上壓力下運(yùn)行，由于超過0.6MPa以上壓力補(bǔ)償未經(jīng)實(shí)驗(yàn)分析，因此，無論采取動(dòng)態(tài)還是靜態(tài)補(bǔ)償，都應(yīng)通過反復(fù)多次與檢罐或其他計(jì)量方式進(jìn)行比對(duì)后，作出選擇。此外，要重點(diǎn)解決介質(zhì)氣化問題，因?yàn)闅饣�引起的誤差相對(duì)較大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出允許誤差的范圍，所以，要控制好工藝保證介質(zhì)滿管輸送，流量計(jì)背壓大于介質(zhì)飽和蒸汽壓。
3.5日常巡檢維護(hù)
　　通過日常巡檢維護(hù)，使質(zhì)量流量計(jì)參數(shù)設(shè)置符合工藝狀況，如檢查傳感器驅(qū)動(dòng)是否正常、零點(diǎn)是否漂移，所設(shè)置的工作參數(shù)是否發(fā)生了變化等，若發(fā)現(xiàn)問題則應(yīng)采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行修正，確保質(zhì)量流量計(jì)健康運(yùn)行，準(zhǔn)確計(jì)量。

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