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气体涡轮流量计耐久性



摘要:介绍对气体涡轮流量计产品进行耐久性试验的重要性,以及相关的试验要求、试验装置、试验过程,证明该产品在预期的使用寿命期限内,能够保持其计量上的准确性。 

1、前言:
  气体涡轮流量计是一种用于准确测量管道气体流量(体积)的仪表。在国外,用于天然气计量的气体涡轮流量计已相当普及,特别是经济发达国家,用气体涡轮流量计计量天然气已有 40~50 年的历史。在国内,随着天然气资源的开发和利用,燃气公司将普遍需求高准确度的气体涡轮流量计。据相关资料介绍,现在国内生产的气体涡轮流量计,初检都能保证在一定的准确度范围内使用,但年复检合格率却不太理想。也就是说有的流量计经过长期运行后,准确度发生了较大偏移,导致返修率高、寿命短的现象发生。这往往是受产品本身的设计结构、零部件的配合性能、零件材质选用及加工精度等因素影响的。这就涉及到关于涡轮流量计产品的另一个重要性能,使用寿命的验证。
2、耐久性试验的依据:
  对于膜式燃气表来说,在其国家检定规程的型式评价试验大纲中,对于燃气表的耐久性试验有明确的规定(见 JJG 577-2005 附录 A A. 5.4 和 A. 6.2.6)但在气体涡轮流量计的国家标准 GB/T 18940-2003 封闭管道中气体流量的测量涡轮流量计和检定规程JJG198 - 1994 中,并未对耐久性试验作任何规定。只有在PrEN12261 欧州标准及OIML R32 国际建议中可以查到这样的要求:“无论哪种型号的气体涡轮流量计在预期的使用寿命期限内,在所规定的示值误差范围内,都应保持其计量上的准确性,为确保这项要求,流量计需要通过耐久性试验。”
  从这项要求中可以看出,耐久性试验正是可以间接反映出气体涡轮流量计是否能达到预期寿命要求的一种型式试验方法。它一般是在一种新型号的流量计设计完成并制成样机后(正式投产前)或是对已存在型号的流量计产品作了重大结构改进后,为了验证设计结构的合理与否、各零部件配合性能及材质选用正确与否而进行的。
3、具体的试验要求:
  欧州标准中要求:每一种型号的气体涡轮流量计产品,在进行耐久性试验时,需准备 1~6 台已装上指示装置的样机表,以空气为介质在相当于最大流量下运行 1000h 的体积量,试验应在 2 个月内完成。
  在耐久性试验开始前,要进行试验的涡轮流量计应满足两个要求:
(1)流量计的示值误差应在规定的最大允许误差范围之内:Qmin≤ Q < 0.2Qmax±2 %0.2Qmax≤ Q ≤ Qmax±1 %。
(2)流量计的重复性检验,即对 0.25Qmax、0.4 Qmax、0.7 Qmax、Qmax4 个流量点,每点测试 3 次,共循环测试 3 次,流量计的各流量点示值误差变化保持在0.2%以内。耐久性试验结束时,在与试验开始时相同的条件和相同的试验设施条件下再对流量计的示值误差重新的检测 1 次,流量计各流量点的示值误差的变化量小于最大允许误差限的 1/3,即:Qmin≤ Q < 0.2Qmax变化量小于 1/3×±2 %0.2Qmax≤ Q ≤ Qmax变化量小于 1/3×±1 %。
4、耐久性试验装置:
耐久性试验装置如图 1
  耐久性试验要借助于专用的试验装置来完成。耐久性试验装置如图 1 所示。
5、安装试验要求:
  按照试验要求,两台新研制完成的 DN80 口径的气体涡轮流量计样机,经测试初始示值误差及重复性要求合格后,被安装在“耐久性试验装置”上。为避免突然增大的流量冲击流量计的叶轮,先调节试验装置上的“流量调节片”,使管道出口处于关闭状态,启动离心式引风机后,再调节“流量调节片”,使管道出口逐渐增大,通过涡轮流量计的瞬时流量也缓慢增加,一直达到最大流量 Qmax,使流量计在这个状态下平稳运行,进行耐久性运行试验。在整个试验过程中,为了监控流量计的运行状况,每天都要对每台流量计的运行数据作详细记录,查看流量计的数据波动情况,及时掌握运行状况。
  通过对两台DN80 气体涡轮流量计近 2 个月左右的耐久性运行试验,每台参与试验的流量计均在约最大流量下通过了 40 万 m3以上的气体体积量。
  耐久性试验结束后,在与试验前同等的测试条件下对流量计进行了示值误差的重复检测,复测结果与耐久性试验前的初测结果比对如表 1 所示。
表 1 DN80/G250 气体涡轮流量计
表 1 DN80/G250 气体涡轮流量计
  耐久性试验前后的示值误差曲线比较如图 2 所示。
图 2 耐久性试验前后示值误差曲线比较
图 2 耐久性试验前后示值误差曲线比较
  从表 1 的测试结果和图 2 的示值误差曲线比较中可以看出,经过耐久性试验的涡轮流量计各流量点的示值误差的变化量均小于最大允许误差限的 1/3,误差曲线比原有的位置略有上移,但曲线形状无较大改变。这个试验结果完全满足欧州标准中对气体涡轮流量计的耐久性试验要求。
6、结束语:
  通过对气体涡轮流量计产品所做的耐久性试验,可以充分验证它的结构设计方案、零件的材质选用,各传动零部件的配合性能,都能满足用户对其长期运行稳定性、可靠性以及使用寿命的要求。现在这种具有优越性能的气体涡轮流量计产品已经进行批量生产,
并销往全国各地。相信在预期的使用寿命期限内,它能够依靠其计量上的准确性给天燃气用户带来可靠的质量保证。


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