Индексы, входящие в условные обозначения величин, обозначают следующее:
в - верхний предел измерений;
н - нижний предел измерений;
с - стандартные условия;
max - максимальное значение величины;
min - минимальное значение величины;
знак "-" (черта над обозначением величины) - среднее значение величины или значение величины, рассчитанное по средним значениям величин.
В настоящем стандарте применены следующие сокращения:
ИТ - измерительный трубопровод;
МС - местное сопротивление;
СИ - средство измерения;
СУ - сужающее устройство;
ПТ - преобразователь температуры или термометр;
ТЗ - техническое задание;
ТТ - технические требования;
УИ - узел измерения.
В настоящем стандарте применены единицы Международной системы единиц СИ по ГОСТ 8.417. Совместно с единицами Международной системы единиц СИ допускается применять другие единицы, нашедшие широкое применение на практике, их сочетания с единицами СИ, а также десятичные кратные и дольные единицы СИ.
Расход среды определяют методом переменного перепада давления. Описание метода переменного перепада давления приведено в разделе 5 ГОСТ 8.586.1.
Примечание - Теоретические основы данного метода приведены в приложении А ГОСТ 8.586.1.
Расход среды для специальных сужающих устройств определяют по формулам:
- для стандартных диафрагм с D < 50 мм, износоустойчивых диафрагм, диафрагм с коническим входом, эксцентрических диафрагм, цилиндрических сопел, сопел четверть круга
. (5.2)Примечание - для сегментных диафрагм значение d определяется по формуле
, (5.3)где f - площадь отверстия сегментной диафрагмы.
5.2.1 Тип СУ выбирают, используя рекомендации, приведенные в приложении А. Основные принципы расчета D, d, а также пределов изменения
5.2.2 Расчет объемного и массового расхода выполняют в соответствии с формулами (5.1 - 5.4) при известных значениях их составляющих, часть из которых получают путем непосредственных измерений, другую часть - расчетным путем.
В отличие от уравнений расхода среды по ГОСТ 8.586 (1 - 5), которые являются неявными, т.е. коэффициент истечения (расхода) зависит от числа Re, который в свою очередь зависит от значения расхода среды и параметров потока, в настоящем стандарте принято, что значения коэффициентов расхода постоянны в определенном диапазоне чисел Re.
Примечание - В связи с тем, что в настоящем стандарте наложены ограничения на шероховатость внутренней поверхности ИТ, в применяемых уравнениях расхода, в отличие от ГОСТ 8.586, отсутствует коэффициент Кш, учитывающий шероховатость ИТ.
Связь массового расхода среды, объемного расхода среды при рабочих условиях и объемного расхода среды, приведенного к стандартным условиям, устанавливает следующая формула
Расчет количества среды выполняют путем дискретного интегрирования значений расхода по времени за отчетное время.
6.1.1.1 Теплофизические характеристики и физико-химические показатели среды, необходимые для расчета расхода и количества среды, могут быть определены путем прямых измерений или косвенным расчетным методом с использованием стандартных справочных данных категорий СТД или СД по ГОСТ 8.566.
6.1.1.2 Плотность среды, показатель адиабаты и вязкость среды определяют для условий (температуры и давления) в плоскости отверстий, предназначенных для измерения статического давления до СУ.
При отсутствии справочных данных о значениях показателя адиабаты или методов его расчета вместо показателя адиабаты может быть использовано значение отношения удельной теплоемкости при постоянном давлении к удельной теплоемкости при постоянном объеме.
Вязкость среды может быть непосредственно измерена или рассчитана с помощью эмпирических или теоретических уравнений или определена графо-аналитическим методом.
6.1.2 Определение давления среды и перепада давления на сужающем устройстве
6.1.2.1 Давление среды, а также перепад давления на сужающем устройстве измеряют методами и СИ, соответствующими требованиям действующей нормативно-технической документации.
6.1.2.2 Отбор статического давления выполняют угловым способом отбора давления с помощью отдельных цилиндрических отверстий в стенках ИТ или фланцах либо с помощью кольцевой щели (сплошной или прерывистой), выполненной в камере усреднения, в соответствии с ГОСТ 8.586.2 (п. 5.2.3).
Требования к СИ давления среды и перепада давления и их монтажу приведены в ГОСТ 8.586.5 (п. 6.2).
6.1.3 Определение температуры среды
Для расчета физических свойств среды необходима информация о ее температуре до СУ в сечении ИТ, предназначенном для отбора статического давления. Для исключения влияния ПТ или его защитной гильзы (при ее наличии) на распределение скоростей потока в этом сечении его размещают до или после СУ на некотором расстоянии от СУ.
Требования к СИ температуры и размещению ПТ на ИТ с учетом обеспечения малой разности температуры в сечении для отбора давления и сечении, выбранном для ее измерения, приведены в ГОСТ 8.586.5 (п. 6.3).
Значения диаметров d и D рассчитывают по формулам:
d = d20Kсу, (6.1)
D = D20Kт, (6.2)
, (6.3) , (6.4)где
Значения температурного коэффициента линейного расширения для различных материалов рассчитывают в соответствии с ГОСТ 8.586.5 (приложение Г), [3]
В общем случае измерение расхода и (или) количества среды осуществляют с помощью узла измерений, требования к которому приведены в разделе 8.
7.2.1 При применении СИ, средств обработки результатов измерений и вспомогательных устройств условия окружающей среды должны соответствовать требованиям, установленным их изготовителем.
7.2.2 Напряженность постоянных и переменных электромагнитных полей, а также уровень индустриальных радиопомех не должны превышать пределов, установленных изготовителем для применяемых СИ, средств обработки результатов измерений и вспомогательных устройств.
7.2.3 Характеристики электроснабжения СИ, средств обработки результатов измерения и вспомогательных устройств должны соответствовать требованиями их эксплуатационной документации.
7.2.4 СИ следует размещать вдали от источников вибрации и/или применять другие меры по ее минимизации.
7.3.1 Среда должна быть однородной по физическим свойствам.
Примечание - Среда считается однородной, если ее свойства (состав, плотность, давление и др.) изменяются в пространстве непрерывно.
7.3.2 Допускается наличие примесей в среде.
Значения объемного относительного содержания примесей определяется по формуле
где Vп - объем примеси в рабочих условиях;
V - объем измеряемой среды в рабочих условиях.
Допускаемые значения относительного содержания примесей для жидкости и газа приведены в таблице 2.
Таблица 2
В таблице
Допускаются пульсации потока, если выполняется условие
(7.2)где n - число измерений перепада за интервал времени, принятый для оценки пульсаций потока;
i - номер измерения;
- среднее значение перепада давления на СУ. Проверку данного условия выполняют в соответствии с ГОСТ 8.586.5 (приложение Ж).Примечания
1 Решение о необходимости проверки выполнения условия (7.1) отражается в ТЗ на УИ.
2 Для учета количества среды в условиях наличия пульсаций расхода, превышающих требование по 7.3.3, разрабатывают индивидуальную методику измерений расхода и количества среды.
3 При разработке методики измерений рекомендуется учитывать положения приложения Ж ГОСТ 8.586.5 и информацию, приведенную в [4 - 6].
7.3.4 При течении среды через СУ ее фазовое состояние не должно изменяться.
7.3.4.1 При изменении расхода жидкости минимальное статическое давление среды в отверстии СУ должно быть больше давления насыщенного пара среды.
При наличии опасности изменения фазового состояния следует увеличить диаметр отверстия СУ и (или) рабочее давление.
7.3.4.2 При измерении расхода газа его температура T0 в отверстии СУ должна быть выше температуры точки росы по влаге и температуры конденсации газа.
Температуру газа T0 в отверстии СУ по температуре газа T, измеренной в ИТ, рассчитывают по формуле
. (7.3)При наличии опасности нарушения данного условия следует повысить температуру газа и (или) понизить его давление.
7.3.4.3 Если измеряемой средой являются смеси углеводородных газов (например, природный или нефтяной газ), то должны отсутствовать условия для образования гидратов.
7.3.5 Температура и давление среды и, дополнительно для многокомпонентного газа, концентрации его компонентов не должны выходить за диапазоны, установленные для применяемых методов расчета теплофизических свойств среды (плотности и вязкости при рабочих условиях, фактора и коэффициента сжимаемости).
7.3.7 При выборе и расчете СУ, дополнительно к требованию 7.3.6, необходимо учитывать следующие требования к значению перепада давления на СУ
7.3.7.1 В случае измерения расхода газа отношение перепада давлений к абсолютному давлению на входе сужающего устройства должно быть:
- для цилиндрических сопел
; (7.4)- для эксцентричных диафрагм
; (7.5)- для остальных сужающих устройств
. (7.6)7.3.7.2 В случае измерения расхода жидкости отношение перепада давления к абсолютному давлению на входе сужающего устройства с целью устранения возникновения кавитации в горле СУ должно быть:
- для цилиндрических сопел
; (7.7)- для остальных сужающих устройств
. (7.8)Величину коэффициента CL определят по формулам:
, (7.9) , (7.10) , (7.11) , (7.12)где
Pнп - давление насыщенных паров, определяемое в соответствии с 6.1.1.
Если плотность жидкости
, то значение коэффициента F0 рассчитывают по формуле . (7.13)Если
, то значение коэффициента F0 принимают равным F0 = 0,02.7.4 Допустимые диапазоны значений диаметров ИТ и диаметров отверстий сужающих устройств, в также относительных диаметров
Таблица 3
8.1 Состав узла измерений среды определяется сферой его применения, измеряемой средой, производительностью и условиями эксплуатации и необходимой степенью автоматизации.
8.2 В зависимости от пропускной способности (производительности) узлы измерений могут быть одно или многониточными.
Примечание - Многониточную схему УИ в основном используют в случаях, когда:
- технологически затруднительно реализовать однониточную схему, например, для ИТ большого диаметра;
- необходимо осуществить измерение расхода и количества среды в большом диапазоне измерений расхода;
- необходимо уменьшить пульсации расхода в ИТ.
8.3 В общем случае в состав УИ входят:
- специальное СУ;
- средства измерения параметров потока на СУ (перепада давления, давления, температуры);
- измерительный(е) трубопровод(ы) с прямыми участками, расположенными между СУ и местными сопротивлениями;
- СИ плотности и СИ компонентного состава или СИ компонентного состава (хроматограф), если измерения компонентного состава и плотности производят непосредственно на УИ;
- пробоотборное устройство, если определение параметра среды производят в химико-аналитической лаборатории;
- средства обработки результатов измерений (вычислитель, ИВК);
- дополнительные устройства (фильтры, конденсатоотборники, регуляторы расхода и давления и т.д.).
8.4 Требования к составу УИ и его отдельных элементов, блоков, в также к их функциям должны содержаться в ТЗ на УИ.
8.5 Состав и схему УИ, а также требования к ним устанавливают в ТЗ или ТТ на проектирование УИ.
Форма и содержание ТЗ (ТТ) на проектирование УИ должны отвечать положениям соответствующих нормативно-технических документов.
8.6 Состав комплекта документов при вводе в эксплуатацию УИ должен включать в себя:
- пакет проектной документации:
1) ТЗ или ТТ на узел измерений;
2) рабочий проект на УИ с пояснительной запиской;
- пакет документов на УИ:
1) паспорт УИ;
2) паспорт СУ;
3) акт изменений внутреннего диаметра каждого ИТ и определения шероховатости внутренней поверхности ИТ;
4) акт установки СУ;
- пакет документов на средства измерений:
1) паспорта и/или руководства по эксплуатации СИ:
2) свидетельства о поверке (калибровке) СИ параметров потока (в зависимости от распространения на УИ сферы государственного регулирования обеспечения единства измерений, в соответствии с Федеральным законом [8]);
- акт ввода в эксплуатацию УИ;
- расчет неопределенности измерений расхода и количества среды.
9.1 Положения настоящего раздела устанавливают требования к прямолинейным участкам (секциям) ИТ.
Требуемые прямолинейные участки (секции) ИТ должны быть цилиндрическими и иметь круглое сечение.
ИТ считают прямолинейным, если при визуальном осмотре на длине требуемых прямолинейных участков не наблюдаются изгибы ИТ и соединения секций ИТ.
Средний внутренний диаметр сечений секций ИТ определяют как среднее арифметическое результатов измерений, выполненных не менее чем в четырех диаметральных направлениях, расположенных приблизительно под одинаковым углом друг к другу.
На участке длиной 2D, расположенном непосредственно перед СУ, требование к цилиндричности и округлости сечения ИТ считают выполненным, если любой результат измерений внутреннего диаметра, выполненных в сечениях непосредственно перед СУ и на расстоянии 2DN до него, не отличается более чем на 1% от среднего внутреннего диаметра этого участка.
ИТ после СУ и на участке перед СУ, расположенном на расстоянии более 2D от СУ, считают цилиндрическим и имеющим круглое сечение, если это подтверждается визуальным осмотром.
Если ИТ перед СУ изготовлен из нескольких секций, то выполняют следующие требования: за пределами участка ИТ длиной 2D, расположенного непосредственно перед СУ, на необходимой длине прямолинейного участка ИТ разница средних внутренних диаметров сечений секций ИТ в местах их соединения не должна превышать 3%, при этом высота уступа в месте соединения секций ИТ не должна превышать 2% среднего арифметического значения их диаметров.
Сечения, в которых необходимо проводить измерения внутренних диаметров ИТ, приведены на рисунке 2.
9.3 Средний внутренний диаметр участка длиной 2D, расположенного непосредственно перед СУ, определяют как среднее арифметическое результатов измерений среднего внутреннего диаметра сечений ИТ, расположенных на концах этого участка, показанных на рисунке 1.
![]() а - прямолинейный участок ИТ изготовлен из нескольких
секций;
б - прямолинейный участок ИТ изготовлен из одной секции
внутреннего диаметра ИТ
9.4 За пределами участков ИТ длиной 2D, расположенных непосредственно перед и после СУ, допускается применение конусных переходов для стыковки секций, разница диаметров которых в месте их соединения превышает 3%.
В местах соединения конусного перехода с секциями ИТ разница их внутренних диаметров не должна превышать 1%. Сечения, в которых необходимо проводить измерения внутренних диаметров ИТ в случае применения конусных переходов, приведены на рисунке 2.
![]() внутреннего диаметра ИТ в случае применения
конусных переходов
Размеры конусных переходов должны соответствовать следующим условиям:
; (9.1) ; (9.2)где D1 и D2 - больший и меньший средние внутренние диаметры конусного перехода, соответственно, м;
lK - длина конусного перехода, м.
Конусные переходы, соответствующие вышеуказанным условиям, не считают МС.
9.5 Неопределенность измерений внутренних диаметров ИТ в каждом диаметральном направлении не должна превышать 0,3%.
Внутренний диаметр ИТ допускается измерять непосредственно или определять путем его вычисления по результатам измерений наружного диаметра и толщины стенки ИТ.
Результаты измерений внутреннего диаметра ИТ приводят к температуре 20 °C по формуле
, (9.3)где
t - температура, при которой проводились измерения внутреннего диаметра ИТ.
Погрешность измерительных инструментов при измерении наружного диаметра ИТ и толщины стенки выбирают, исходя из необходимости соблюдения условия
, (9.4)где Dн - наружный диаметр ИТ, м;
Dв - внутренний номинальный диаметр ИТ, м;
h - номинальная толщина стенки ИТ, м;
По результатам измерений и расчетов, выполненных в соответствии с требованиями 9.2 - 9.5, составляют акт, в котором указывают:
- наименование предприятия владельца узла измерений;
- наименование объекта, на котором размещен узел измерений;
- место установки СУ при наличии нескольких измерительных линий на узле измерений;
- применяемые СИ внутреннего диаметра;
- сечения, в которых осуществлялись измерения;
- результаты измерений и расчетов;
- должность, инициалы, фамилию представителей предприятия-владельца и организации-контрагента;
- дату составления акта.
Акт составляется при монтаже СУ перед пуском узла измерений в эксплуатацию и заверяется подписями представителей и печатями предприятия-владельца узла измерений и организации-контрагента.
9.6 Если для изготовления ИТ использованы прямошовные трубы и для отбора статического давления применяют одно отдельное отверстие, то шов трубы на участке длиной не менее 0,5D, расположенном непосредственно перед отверстием для отбора давления, не должен располагаться в секторе поперечного сечения ИТ с углом 30° от оси данного отверстия. Если для отбора статического давления используют кольцевую щель или несколько взаимно соединенных отверстий, то шов может быть расположен в любом секторе.
При применении труб со спиральным сварным швом должна быть обеспечена гладкая внутренняя поверхность ИТ на длине 10D до СУ (или на всем участке между СУ и ближайшем до него МС, если длина этого участка не более 10D) и не менее 4D после СУ, путем ее механической обработки (внутренний валик должен быть сточен).
9.7 На внутренней поверхности ИТ не должны скапливаться осадки в виде песка, пыли, металлической окалины и других загрязнений. Внутренняя поверхность ИТ должна быть чистой в течение всего времени измерений, все дефекты поверхности должны быть устранены на длине не менее 10D до СУ (или на всем участке между СУ и ближайшим до него МС).
Для обеспечения возможности очистки внутренней поверхности ИТ рекомендуется соединения участков ИТ выполнять разъемными. Разъемное соединение должно располагаться не ближе 2D до СУ.
9.8 Специальные СУ допускаются к применению только на гидравлически гладких ИТ. ИТ считается гладким, если средняя относительная шероховатость внутренней поверхности Ra/D прямого участка 10DN до СУ не превышает значений, приведенных в таблице 4.
Таблица 4
прямого участка 10DN до СУ
Промежуточные значения Ra/D в зависимости от относительного диаметра
, (9.5)где
Шероховатость внутренней поверхности ИТ следует измерять приблизительно на тех же участках трубопровода, которые использовались для определения и проверки внутреннего диаметра ИТ. При определении Ra следует использовать прибор для измерения шероховатости поверхности с электронным усреднением, имеющий шаг отсечки не менее 0,75 мм и диапазон измерений, достаточный для измерения значений Ra внутренней поверхности ИТ. В качестве результата измерений Ra принимают среднее значение результатов не менее четырех измерений.
Шероховатость может изменяться со временем, что следует учитывать при выборе частоты чистки ИТ или проверки значений Ra.
Значение Ra допускается рассчитывать по формуле
, (9.6)где Rш - эквивалентная шероховатость согласно диаграмме Моуди [9].
Допускается значение Rш определять по ГОСТ 8.586.1 (приложение Д).
Дополнительная информация о шероховатости внутренней поверхности ИТ приведена в ГОСТ 2789.
9.9 ИТ может быть оснащен дренажными и (или) продувочными отверстиями. Дренажные отверстия предназначены для удаления твердых отложений и накопившихся жидкостей, а продувочные - для удаления газовых пробок в жидкой среде. В процессе выполнения измерений не допускаются утечки среды через дренажные и продувочные отверстия.
Диаметр дренажных и продувочных отверстий должен быть не более 0,08D.
При применении для отбора статического давления отдельных отверстий дренажные и продувочные отверстия размещают на расстоянии более 0,5D от отверстия для отбора давления. Расстояние определяют по прямой линии между центрами каждого из этих отверстий и центром отверстия для отбора давления, расположенного с той же стороны СУ. Плоскости, каждая из которых проходит через ось одного из указанных отверстий и ось трубопровода, должны находиться по отношению друг к другу под углом не менее 30°.
При применении кольцевых щелей для отбора статического давления ограничение на расстояние между каждым из отверстий и кольцевой щелью не накладывается.
Допускается дренажные и (или) продувочные отверстия выполнять в корпусе камер усреднения. На рисунке 3 приведен вариант размещения дренажных или продувочных отверстий в корпусе камер усреднения.
![]() 1 - отбор давления до СУ; 2 - направление потока; 3 - отбор
давления после СУ; 4 - диафрагма; 5 - дренажные и (или)
продувочные отверстия
в камере усреднения
9.10 При входе в СУ поток среды должен быть стабилизированным.
(рекомендуемое)
А.1 При выборе типа СУ необходимо учитывать их качественные характеристики, приведенные в таблице А.1
Таблица А.1
--------------------------------
Вернуться в "Каталог нормативных документов"
Источник информации: https://xn--c1ad2agd.xn--p1ai/documents/prod/gost-r_gosudarstvennyj-standart/34/gost_98178.html
На правах рекламы:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||