Взрывозащищенный ультразвуковой расходомер

Когда слышишь ?взрывозащищенный ультразвуковой расходомер?, первая мысль — это, наверное, какой-то тяжеленный чугунный ящик, который можно кидать в зону. На деле всё сложнее и тоньше. Много раз сталкивался с тем, что заказчики, особенно на новых объектах, думают, что главное — это сертификат взрывозащиты на бумаге, а как прибор поведёт себя в реальных условиях, скажем, при длительном контакте с агрессивной средой или при резких перепадах давления в линии, — это уже второстепенно. Вот тут и начинаются основные проблемы.

Где и почему это нужно на самом деле

Если брать классику, то, конечно, газораспределительные станции, узлы учёта на входе в промпредприятия, химические производства. Но есть и менее очевидные точки. Например, биогазовые установки, где среда влажная, содержит сероводород, а концентрация метана ?плавает?. Тут обычный ультразвуковой расходомер может и справится с измерением, но вопрос в долговечности электроники и датчиков в такой атмосфере. Взрывозащита здесь — это не только про искробезопасную цепь, но и про герметичность корпуса, материал уплотнений, который не ?поплывёт? от постоянной химической атаки.

Один из проектов, который вспоминается, — как раз биогазовая станция под Казанью. Ставили для контроля подачи очищенного биометана в сеть. Заказчик изначально хотел сэкономить и взять просто ультразвуковой счётчик с хорошей точностью. Но когда начали обсуждать детали — состав газа, колебания давления от 200 кПа до 1.2 МПа, постоянный конденсат в необогреваемом контейнере, — разговор сам собой сместился в сторону взрывозащищенного исполнения. Потому что риск был не столько в мгновенном взрыве, сколько в постепенной коррозии и выходе из строя дорогостоящей измерительной ячейки.

Или ещё случай — котельная на отходах древесины. Там тоже есть зоны, классифицируемые по взрывопожароопасности из-за пыли. Казалось бы, при чём тут газовый расходомер? А он стоит на линии подмеса природного газа для стабилизации горения. Пыль оседает на всём, забивает каналы, и обычный корпус IP65 тут не всегда спасает. Нужна именно та самая защита от пыли и влаги, которая часто идёт в комплекте с взрывозащищённым исполнением по стандартам типа ATEX или IECEx.

Сертификация и подводные камни

С сертификатами — отдельная история. Видел, как люди покупали прибор с маркировкой Ex ia IIC T4, думая, что он подходит для любого газа. А потом выяснялось, что температурный класс T4 — это максимальная температура поверхности 135°C, а в техпроцессе, куда его поставили, возможны кратковременные скачки температуры газа (и, соответственно, корпуса прибора) выше. Это несоответствие вскрылось только при плановой проверке Ростехнадзора. Прибор пришлось демонтировать.

Поэтому сейчас всегда смотрю не на красивую аббревиатуру, а на полный текст сертификата, зону применения (0, 1, 2), тип взрывозащиты (искробезопасная цепь, взрывонепроницаемая оболочка ?d?, герметизация ?m?), и, что критично, на условия монтажа и эксплуатации, прописанные в паспорте. Часто там есть примечания вроде ?запрещено откручивать крышку при поданном питании? или ?требуется установка барьера безопасности в цепи связи?. Если этого не соблюсти, вся сертификация летит в тартарары.

Кстати, у ООО ?Чжэцзян Сапфир Приборная Технология? в своей линейке, которую можно посмотреть на https://www.zjlbs.ru, как раз делают акцент на адаптации взрывозащищённых ультразвуковых расходомеров под разные стандарты. Это важно, потому что, например, для поставок на объекты ?Газпрома? нужны одни документы, а для химического завода, работающего по европейским нормам, — другие. Универсального ?Ex-прибора? не бывает.

Что внутри имеет значение: неочевидные детали

Все говорят про точность, про диапазон измерений. Но в полевых условиях часто ?выстреливают? мелочи. Возьмём, к примеру, присоединительные патрубки. В спецификациях пишут: фланцы DN150, давление до 10 МПа. Здорово. Но если фланец прибора по геометрии и материалу не соответствует фланцу на трубопроводе (допустим, у заказчика старые советские фланцы с другим межосевым расстоянием отверстий), то монтаж превращается в кошмар. Приходится заказывать переходные плиты, что удлиняет сроки, добавляет точек потенциальной негерметичности.

Или материал измерительного участка. Для агрессивных сред типа осушенного газа с остатками меркаптанов нужна нержавейка определённой марки, иначе через пару лет каналы ?съест?. Видел, как на одной компрессорной станции поставили прибор с обычной сталью внутри — через год точность упала в разы из-за эрозии поверхности на пути ультразвукового луча.

Ещё один момент — источник питания и выходные сигналы. Взрывозащищенный ультразвуковой расходомер часто требует изолированного источника или использования барьеров. Если на объекте уже развёрнута АСУ ТП и все шкафы укомплектованы, то интеграция нового прибора с ?особенными? требованиями к питанию может потребовать переделки части щитовой. Это всегда дополнительные расходы и время, которые редко закладывают в смету на этапе проектирования.

Из практики: когда теория расходится с реальностью

Был у меня опыт наладки прибора на узле учёта сжиженного углеводородного газа (СУГ). Прибор был отличный, сертификаты в порядке, диапазон давлений заявлен до 6.3 МПа, что более чем покрывало рабочие параметры линии. Смонтировали, запустили — вроде работает. Но через неделю операторы начали жаловаться на ?прыгающие? показания в ночную смену, когда разбор газа был минимальный.

Стали разбираться. Оказалось, что при очень низких расходах (менее 5% от номинала) и высоком давлении в линии, из-за специфики физики потока СУГ (он не идеальный газ, да ещё и двухфазный при некоторых условиях), алгоритмы прибора, не адаптированные специально под такие условия, начинали ?сбиваться?. Производитель, в итоге, предоставил новую прошивку, где была доработана математическая модель для низких расходов плотных сред. Ситуация разрешилась, но простой узла учёта на неделю — это серьёзные финансовые потери для заказчика.

Этот случай научил меня, что при выборе взрывозащищенного ультразвукового расходомера нужно требовать от поставщика не только паспорт с характеристиками, но и рекомендации по применению для конкретной среды (природный газ, азот, CO2, СУГ), а также информацию о том, на каких реальных объектах с похожими параметрами прибор уже отработал хотя бы год. Техподдержка, которая может оперативно решить такие нестандартные проблемы, — это не менее важный критерий, чем цена.

В этом плане, если смотреть на предложение компании ?Сапфир?, они прямо указывают на своём сайте охват давлений от низких 60 кПа до высоких 10 МПа и большой диапазон диаметров от DN32 до DN600. Это говорит о том, что линейка проработана и, скорее всего, есть накопленный опыт под разные задачи — от внутриплощадочных сетей до магистральных вводов. Но, опять же, это общие слова. В реальном проекте я бы запросил у них список референсов именно по взрывозащищённым исполнениям для, допустим, ГРС или химического производства, чтобы понять, насколько их решения ?обкатаны?.

Итоги без глянца

Так что, если резюмировать мой опыт, взрывозащищенный ультразвуковой расходомер — это не ?волшебная таблетка? для опасной зоны. Это комплексное решение, где важно всё: от корректного выбора типоисполнения под класс зоны и среду, до мелочей вроде материалов уплотнений и условий монтажа. Самый дорогой прибор с кучей сертификатов может оказаться бесполезным, если его неправильно интегрировать в существующую систему или не учесть специфику технологического процесса.

Главный совет — не экономить на этапе проектирования и консультациях с поставщиком. Лучше потратить время на детальное обсуждение всех ?а если…?, запросить дополнительные расчёты или даже тестовый отчёт для ваших условий, чем потом разбираться с последствиями. И всегда иметь в виду, что даже самый совершенный прибор — это лишь часть системы. Его надёжность в итоге зависит и от качества монтажа, и от квалификации обслуживающего персонала, и от того, насколько честно были оценены все риски на старте.

Что касается конкретных брендов, то, как видно по сайту ООО ?Чжэцзян Сапфир Приборная Технология?, рынок предлагает решения под разные диаметры и давления. Но выбор всегда должен быть осознанным, с привязкой к реальной, а не бумажной, эксплуатации. Потому что в нашей работе последствия ошибки — это не просто неточные цифры в отчёте, а вопросы безопасности и огромные убытки.