ультразвуковые расходомеры ду100

Когда говорят про ультразвуковые расходомеры ду100, многие сразу представляют себе некий универсальный прибор, который воткнул — и он работает. На практике же, особенно с диаметром DN100, начинаются те самые ?но?. Это популярный размер, часто встречается на узлах учёта в распределительных сетях, на вводах в промпредприятия средней мощности. И именно здесь кроется первый подводный камень: многие заказчики, да и некоторые проектировщики, считают, что главное — заявленная точность, скажем, 1.5%. А на деле, на такой точности можно выйти только в идеальных лабораторных условиях, при идеальной подготовке потока. В реальной же трубной обвязке, особенно если до и после расходомера меньше 10D прямых участков, погрешность легко уползает за 2-3%, а то и больше. Сам через это проходил, когда на одном из объектов в Татарстане приёмка затянулась именно из-за этого несоответствия. Пришлось допиливать обвязку, ставить выпрямители потока.

Почему именно Ду100, а не Ду80 или Ду150?

Диаметр 100 мм — это такая своеобразная граница. Для меньших диаметров часто используют тахометрические или вихревые счётчики, они дешевле и проще. Для больших — уже почти безоговорочно ультразвук или кориолис. А вот Ду100 — это зона, где идёт активная конкуренция технологий. Но ультразвук здесь выигрывает по совокупности факторов: нет движущихся частей (значит, меньше износ от механических примесей в газе, что для наших сетей актуально), широкий диапазон измерения расхода (turndown ratio может быть 1:100 и выше, что важно для сезонной неравномерности потребления), и, что критично, — низкие потери давления. Для газовиков это ключевой параметр.

Работая с продукцией разных производителей, обратил внимание на линейку компании ?Сапфир?. На их сайте, https://www.zjlbs.ru, видно, что они охватывают весь диапазон от DN32 до DN600, и Ду100 у них, естественно, в линейке есть. Что важно — они заявляют работу в диапазоне давлений от низкого (60 кПа) до высокого (10 МПа). Для Ду100 часто требуется как раз работа в зоне средних давлений, 0.6-1.6 МПа. И здесь важно не просто наличие прибора, а его калибровка и верификация именно под эти давления. У некоторых ?ноунейм? производителей бывает, что счётчик сертифицирован на 0.6 МПа, а при 1.6 МПа его электроника начинает давать сбой из-за пьезоэффекта или иных наводок.

Вот смотрите, конкретный пример из практики. Заказывали партию ультразвуковых расходомеров Ду100 для узлов учёта на газопроводах-отводах к котельным. Температурный режим нестабильный, зимой до -35. И здесь важна не только механическая часть, но и ?мозги?. У ?Сапфир? в описании есть интеграция с NB-IoT для мембранных счётчиков, но для ультразвуковых они тоже предлагают варианты с удалённым съёмом данных. Это уже вопрос не самого прибора, а телеметрии. Но для эксплуатации это единая система. Устанавливали, в целом, нормально, но был нюанс с креплением преобразователей. Конструкция хомутов требовала очень точной разметки под крепёж, иначе угол акустического пути ?уплывал?. Пришлось делать шаблон.

Монтаж: где чаще всего ошибаются

Самая частая ошибка, которую вижу снова и снова — пренебрежение требованиями к прямым участкам. Для ультразвуковых расходомеров ду100 с многолучевой схемой (а для такого диаметра почти всегда используется именно она, 2-4 луча) требуется минимум 10D до и 5D после прибора. Но это при условии, что до него стоит только полнооткрытый шаровой кран. А если есть задвижка, колено, тройник? Тогда участки нужно увеличивать в разы. Один раз видел, как смонтировали прибор сразу после двух колен в разных плоскостях (?калач?). Показания были абсолютно неадекватными. Переделывали влетело в копеечку, потому что пришлось резать и переваривать участок.

Вторая ошибка — подготовка поверхности трубы. Место установки датчиков должно быть зачищено до чистого металла, без окалины, краски, неровностей. Иначе акустический контакт будет плохим, сигнал ослабнет. Используют специальную пасту, но если поверхность плохая, не поможет даже она. Особенно это критично для ультразвуковых расходомеров с накладными (clamp-on) датчиками, но для врезных (insertion) или встраиваемых (spool piece) это тоже важно, так как прокладки и фланцы должны быть идеально соосны.

И третье — заземление. Казалось бы, мелочь. Но наводки от силового оборудования, проходящего рядом, могут здорово исказить сигнал с пьезопреобразователей. Контур заземления для корпуса преобразователя и для вторичного прибора (преобразователя) должен быть качественным. Была история на химзаводе, где периодически ?прыгали? показания. Оказалось, проблема в ?плавающем? заземлении щитка, от которого питался прибор. Вынесли отдельную линию — всё устаканилось.

Калибровка и поверка: бумажная волокита и реальность

Сертификация и первичная поверка — это одно. А вот как прибор ведёт себя после года-двух работы — это другое. Для ультразвуковых расходомеров ду100 заявленный межповерочный интервал (МПИ) часто составляет 6-8 лет. Но это при условии стабильных параметров среды. Если в газе есть примеси, конденсат, пыль, которая может оседать на приёмных поверхностях датчиков внутри трубы, то точность может ухудшиться раньше. Прямого контакта с средой нет, но акустическое окно может загрязниться.

Поэтому в серьёзных проектах сейчас часто закладывают возможность поверки на месте, методом пролива или с помощью переносных калибраторов. Но для Ду100 это сложно — нужна громоздкая установка. Чаще снимают весь участок (spool piece) и везут на стенд. Это дорого и требует остановки подачи. Альтернатива — сравнительный метод с эталонным прибором, но и его организация — та ещё задача.

Упомянутая ранее компания ООО ?Чжэцзян Сапфир Приборная Технология? в своих материалах указывает на калибровку на современных стендах. Это хорошо, но для конечного пользователя важна не первая поверка, а стабильность в процессе эксплуатации. Тут как повезёт. Из личного опыта: приборы от проверенных производителей, где качество сборки сенсорного блока высокое, действительно ?держат? точность дольше. Дешёвые аналоги могут ?уплывать? уже после первого серьёзного перепада давления или температуры.

Интеграция в АСКУЭ: не только импульсный выход

Современный ультразвуковой расходомер — это не просто датчик, выдающий импульсы или токовый сигнал 4-20 мА. Это сложный вычислитель, который может считать объём, приведённый к нормальным условиям (ПУУ), вести архив, диагностировать себя. Для диаметра Ду100, который часто стоит на балансовой границе, это архиважно. Данные нужно не только собирать, но и доверять им.

Поэтому при выборе смотрим на протоколы связи. Modbus RTU по RS-485 — это стандарт де-факто. Но всё чаще требуется Ethernet, а для удалённых объектов — беспроводные каналы. У ?Сапфир?, как я заметил, делают ставку на NB-IoT для газовых счётчиков. Для стационарных ультразвуковых расходомеров ду100 это может быть избыточно, но опционально — хорошая возможность. Потому что тянуть кабель связи иногда дороже, чем сам прибор.

При интеграции в общую систему АСКУЭ часто упираешься в ?нестыковку? протоколов или валют данных. Один прибор выдаёт объём в м3 при рабочих условиях, другой сразу в нм3. Вторичный преобразователь должен это чётко учитывать. И здесь часто возникает рутинная, но важная работа по настройке коэффициентов, вводу составов газа (если есть хроматограф) вручную. Автоматизация этого процесса — редкость.

Цена вопроса и итоговый выбор

Стоимость ультразвукового расходомера ду100 может различаться в разы. Всё зависит от: 1) класса точности (1.0, 1.5), 2) рабочего давления (прибор на 10 МПа будет дороже, чем на 1 МПа), 3) материала корпуса и измерительного участка (углеродистая или нержавеющая сталь), 4) опций (дисплей, тип выходов, взрывозащита).

Когда выбираешь между, условно, ?Сапфиром? и каким-нибудь немецким брендом, разница в цене может быть трёх-пятикратной. Но и здесь не всё однозначно. Для критичного узла учёта, где каждый процент погрешности — это миллионы рублей, иногда лучше переплатить за имя и длительную статистику надёжности. Для внутреннего технологического учёта, где важна тенденция, а не абсолютная точность, можно взять и более доступный вариант, тот же от ООО ?Чжэцзян Сапфир Приборная Технология?. Главное — чтобы была нормальная техническая поддержка и наличие ЗИП на территории страны.

В итоге, возвращаясь к ультразвуковым расходомерам ду100, скажу так: прибор сам по себе — лишь часть системы. Его успех на 30% зависит от качества изготовления и на 70% — от грамотного проектирования обвязки, квалифицированного монтажа и правильной эксплуатации. Можно купить самый продвинутый аппарат и получить от него мусорные данные из-за плохой подготовки потока. И наоборот, относительно простой, но правильно установленный прибор будет годами честно отрабатывать свои деньги. Диаметр DN100 — это как раз та рабочая лошадка, где этот баланс виден лучше всего.