Come installare un misuratore di portata elettromagnetico

Come installare un misuratore di portata elettromagnetico

Il principio di funzionamento di un misuratore di portata elettromagnetico implica che esso abbia requisiti specifici per il suo ambiente di installazione. Lo strumento calcola la portata misurando la forza elettromotrice indotta generata quando un liquido conduttivo attraversa un campo magnetico. La forza elettromotrice indotta è correlata alla velocità media del mezzo e al diametro interno della tubazione. Condizioni quali una tubazione vuota, eccessive bolle d'aria nel fluido, schemi di flusso instabili, forti interferenze elettromagnetiche nelle vicinanze, una messa a terra inadeguata o un orientamento errato del sensore possono influenzare la stabilità del segnale di misurazione. Ciò è particolarmente importante nelle misurazioni a bassa portata e ad alta precisione e nelle applicazioni industriali complesse, dove la qualità dell'installazione può avere un impatto significativo sui risultati finali della misurazione.

Una corretta installazione garantisce che il fluido misurato scorra in modo continuo e stabile, consente agli elettrodi del sensore di mantenere un contatto sufficiente con il fluido e fornisce al misuratore di portata un riferimento elettrico affidabile e un ambiente di segnale. Allo stesso tempo, la scelta di una posizione di installazione adeguata può ridurre l'impatto di bolle d'aria, sedimenti, pressione negativa e schemi di flusso anomali sui risultati di misurazione. Pertanto, l'installazione di un misuratore di portata elettromagnetico non deve essere considerata semplicemente come "il montaggio dello strumento sulla tubazione". Invece, il metodo di installazione dovrebbe essere determinato in modo completo in base alle proprietà del mezzo, al layout della tubazione, alla pressione di processo, al range di flusso e alle condizioni del sito.

Precauzioni prima di installare un misuratore di portata elettromagnetico

Prima di installare un misuratore di portata elettromagnetico, verificare innanzitutto se il modello dello strumento, il diametro nominale, il campo di misura, il materiale del rivestimento, il materiale dell'elettrodo, la connessione al processo e il segnale di uscita sono adatti alle condizioni operative effettive. In particolare, la conduttività del mezzo misurato deve essere sufficiente. I misuratori di portata elettromagnetici non sono adatti a tutti i tipi di liquidi. Industriale standardmisuratori di portata elettromagneticisono generalmente adatti per liquidi conduttivi come acqua industriale, acque reflue, soluzioni acide e alcaline, fanghi, fanghi minerali e alcuni liquidi per la lavorazione alimentare. Tuttavia, oli, solventi organici puri e altri mezzi a bassa conduttività o non conduttivi generalmente non sono adatti per la misurazione con i misuratori di portata elettromagnetici convenzionali.

Successivamente, verificare se il diametro della tubazione e il diametro del flussometro corrispondono correttamente. Il diametro del misuratore di portata non deve necessariamente essere esattamente uguale a quello della tubazione principale di processo. La selezione deve basarsi sulla portata normale, sulla portata massima, sulla portata minima e sulla velocità del fluido consentita. Se il diametro del misuratore di portata è troppo grande, la velocità del flusso potrebbe essere troppo bassa in condizioni operative normali, il che può ridurre la risoluzione della misurazione. Se il diametro è troppo piccolo, potrebbero verificarsi velocità di flusso eccessive e perdite di pressione. Pertanto, prima dell'installazione, verificare che il campo di misura dello strumento copra adeguatamente l'effettivo campo di portata operativa.

Anche il luogo di installazione è estremamente importante. Dovrebbe essere data priorità ai luoghi in cui la tubazione può rimanere completamente piena di liquido. Evitare di installare il misuratore di portata nel punto più alto della tubazione o in luoghi in cui è probabile che si accumuli gas. Per le tubazioni orizzontali, generalmente non è consigliabile installare il sensore nella parte superiore o inferiore del tubo. Gli elettrodi possono normalmente essere posizionati vicino all'asse orizzontale per ridurre gli effetti delle bolle d'aria e dei sedimenti accumulati.

Inoltre, ispezionare l'interno della tubazione per assicurarsi che non siano presenti eccessivi residui di saldatura, particelle metalliche, detriti o altri corpi estranei. Prima dell'installazione, verificare se le superfici di tenuta della flangia, le guarnizioni e i bulloni di collegamento soddisfano i requisiti pertinenti. Per le tubazioni di nuova costruzione, evitare di eseguire lavaggio ad alta pressione, saldatura o altre operazioni dopo l'installazione del misuratore di portata se queste operazioni potrebbero danneggiare il sensore.

Per i misuratori di portata elettromagnetici di tipo remoto, le posizioni di installazione del sensore e del convertitore, nonché il percorso del cavo di segnale dedicato, devono essere pianificati in anticipo. I cavi di segnale devono essere instradati il ​​più lontano possibile da motori ad alta potenza, azionamenti a frequenza variabile, cavi ad alta tensione e altre fonti di forti interferenze. È opportuno evitare il routing parallelo a lunga distanza per ridurre al minimo le interferenze elettromagnetiche che influiscono sul debole segnale di misurazione del flusso.
 

Precauzioni durante l'installazione del misuratore di portata elettromagnetico

Durante l'installazione effettiva, verificare innanzitutto che la direzione del flusso del fluido sia coerente con la freccia della direzione del flusso contrassegnata sul sensore. La maggior parte dei sensori dei misuratori di portata elettromagnetici presentano un contrassegno della direzione del flusso sul corpo, che deve essere controllato attentamente prima dell'installazione. Se lo strumento supporta la misurazione bidirezionale, dovrebbe anche essere configurato correttamente secondo le istruzioni del produttore anziché fare affidamento esclusivamente sul suo aspetto fisico.

Il tubo di misurazione del sensore deve essere correttamente allineato e coassiale con la tubazione di processo. Durante l'installazione, non forzare l'allineamento della tubazione serrando eccessivamente i bulloni della flangia, poiché ciò potrebbe sottoporre il sensore a uno stress meccanico eccessivo. Per i misuratori di grande diametro è necessario prestare particolare attenzione ai supporti della tubazione per evitare che il peso della tubazione venga trasferito direttamente al corpo del misuratore.
Anche l'installazione della guarnizione richiede un'attenzione particolare. La guarnizione non deve sporgere nel tubo di misurazione, poiché ciò potrebbe alterare il modello di flusso e influenzare la precisione della misurazione. Quando si serrano i bulloni, utilizzare un metodo di serraggio diagonale e graduale per garantire una distribuzione uniforme della forza ed evitare sollecitazioni eccessive su un lato. Per foderatomisuratori di portata elettromagnetici, la coppia di serraggio specificata fornita dal produttore deve essere rigorosamente seguita per evitare danni al rivestimento causati da un serraggio eccessivo.

Il posizionamento degli elettrodi è un'altra considerazione importante. Per l'installazione orizzontale della tubazione, si consiglia generalmente di posizionare i due elettrodi di misura vicino all'asse orizzontale. Ciò riduce la possibilità che bolle d'aria coprano gli elettrodi e allo stesso tempo impedisce ai sedimenti sul fondo della tubazione di coprire continuamente gli elettrodi. Per le tubazioni verticali, in genere si preferisce il flusso dal basso verso l'alto perché aiuta a mantenere pieno il tubo di misura e riduce l'influenza delle bolle d'aria e dei sedimenti.

La messa a terra è uno degli aspetti chiave dell'installazione del misuratore di portata elettromagnetico. Poiché il misuratore di portata misura un segnale di tensione indotta molto debole, è necessario stabilire una messa a terra e un collegamento equipotenziale affidabili. A seconda del materiale della tubazione e del design del sensore, potrebbero essere necessari anelli di messa a terra, elettrodi di messa a terra o cavi di messa a terra dedicati. La messa a terra è particolarmente importante per tubazioni in plastica, tubazioni rivestite e altri sistemi di tubazioni non conduttive. Il metodo di messa a terra specifico deve sempre seguire i requisiti di installazione del produttore.

Se nella tubazione di processo sono presenti bolle d'aria, il misuratore di portata deve essere installato lontano da luoghi in cui è probabile che si accumulino bolle. Se necessario, è possibile modificare il layout della tubazione, prevedere ulteriori misure di sfiato o modificare la posizione di installazione. Una grande quantità di aria che passa attraverso gli elettrodi di misurazione può causare segnali instabili e persino letture istantanee anomale del flusso.

Una volta completata l'installazione, non si deve presumere che lo strumento sia immediatamente pronto per il normale funzionamento. Controllare il cablaggio di alimentazione, i cavi di segnale, i cavi di messa a terra e le connessioni di uscita per garantire che tutto sia collegato correttamente prima di alimentare lo strumento. Il punto zero e il segnale di uscita devono quindi essere controllati con la tubazione completamente riempita e il flusso stabilizzato. Laddove le condizioni del sito lo consentano, dovrebbe essere effettuata anche una verifica del flusso effettivo per confermare che non vi sia alcuna deviazione significativa tra il valore indicato e il flusso effettivo del processo.

Quali sono i requisiti del tubo dritto per un misuratore di portata elettromagnetico?

La sezione diritta del tubo è una considerazione importante quando si installa un misuratore di portata elettromagnetico. Una sezione di tubo diritto si riferisce ad una certa lunghezza di tubazione diritta mantenuta a monte e a valle del misuratore di portata in modo che il fluido possa stabilire un profilo di flusso relativamente stabile prima di entrare nel tubo di misurazione. Gomiti, raccordi a T, valvole, pompe, cambiamenti improvvisi nel diametro del tubo e altri componenti possono disturbare il flusso del fluido. Se il misuratore di portata è installato troppo vicino a questi disturbi, potrebbe verificarsi una distribuzione non uniforme della velocità, che potrebbe compromettere la stabilità della misurazione.

I principi di installazione tradizionali richiedono generalmente una certa lunghezza di tubo diritto a monte e a valle del misuratore di portata. Tuttavia, non esiste un unico valore fisso applicabile a ogni misuratore di portata elettromagnetico. Il requisito specifico dovrebbe basarsi sulle specifiche tecniche del produttore. Per le condizioni di tubazione convenzionali, una linea guida ingegneristica comunemente utilizzata è di circa 5 diametri di tubo (5D) di tubo diritto a monte e circa 2 diametri di tubo (2D) a valle, dove D rappresenta il diametro nominale del misuratore di portata. Tuttavia, i requisiti possono variare a seconda del progetto e del produttore del misuratore di portata, pertanto il manuale del prodotto dovrebbe avere la priorità nelle applicazioni ingegneristiche effettive.

Se un gomito a 90 gradi, un raccordo a T, un'uscita della pompa, una valvola di controllo o un altro componente significativo che disturba il flusso si trova immediatamente a monte del misuratore di portata, la lunghezza del tubo diritto a monte deve essere aumentata il più possibile. Una valvola di controllo merita un'attenzione particolare. Se installato troppo vicino al misuratore di portata, la turbolenza generata dalla strozzatura potrebbe influire sulle prestazioni di misurazione. Pertanto, dove lo spazio lo consente, il misuratore di portata deve essere installato a valle della fonte di disturbo con una lunghezza sufficiente del tubo diritto prevista per la stabilizzazione del flusso.

È importante capire che una sezione di tubo diritta più lunga non è necessariamente sempre migliore. L'obiettivo è fornire condizioni di flusso sufficientemente stabili. Laddove lo spazio di installazione è limitato, durante la progettazione del sistema è necessario considerare i requisiti del tubo diritto del misuratore di portata specifico. Se non è possibile raggiungere la lunghezza del tubo dritto consigliata, consultare il produttore del misuratore di portata per determinare se il modello selezionato può ancora soddisfare la precisione richiesta con la configurazione effettiva della tubazione.

Inoltre, il requisito del tubo diritto non significa semplicemente avere una sezione di tubo visivamente diritta. Anche il diametro del tubo dovrebbe rimanere costante. Riduzioni, dilatazioni o raccordi particolari a monte o a valle del flussometro possono modificare la distribuzione della velocità del fluido. Pertanto, la progettazione dell'installazione dovrebbe considerare le variazioni del diametro del tubo, il numero di gomiti, i tipi di valvole e le posizioni delle pompe anziché concentrarsi solo sulla distanza.
 

È possibile utilizzare un misuratore di portata elettromagnetico in un ambiente a pressione negativa?

Non è possibile rispondere semplicemente con "sì" o "no" alla possibilità di utilizzare un misuratore di portata elettromagnetico in condizioni di pressione negativa. Dipende dal grado di pressione negativa, dalla costruzione del sensore, dal materiale del rivestimento, dalla temperatura del fluido e dalle condizioni operative consentite del modello specifico.

È importante notare che il principio di misurazione di anmisuratore di portata elettromagneticodi per sé non gli impedisce di funzionare sotto pressione negativa. La questione fondamentale è la resistenza al vuoto del tubo di misura del sensore e del suo rivestimento. Quando la pressione all'interno della tubazione scende al di sotto della pressione atmosferica, una pressione negativa eccessiva oltre il limite consentito del rivestimento del sensore può causare la deformazione, il distacco o addirittura il danneggiamento del rivestimento. Diversi materiali di rivestimento, come PTFE e gomma, possono avere capacità di resistenza al vuoto significativamente diverse. Pertanto, l'idoneità di un misuratore di portata elettromagnetico per il servizio a pressione negativa non può essere determinata esclusivamente dalla sua categoria di prodotto.

Le comuni condizioni di pressione negativa includono il lato di aspirazione di una pompa, lunghe tubazioni inclinate verso il basso, condizioni transitorie causate dalla chiusura improvvisa della valvola e alcuni sistemi di trasporto a vuoto. Se il misuratore di portata è installato vicino al lato di aspirazione di una pompa, è necessario prestare particolare attenzione alla pressione minima effettiva della tubazione. Sebbene la tubazione possa normalmente funzionare a pressione positiva, durante l'avvio, l'arresto o la commutazione della valvola può verificarsi una pressione negativa transitoria. Pertanto, durante la selezione dello strumento si dovrebbe considerare la condizione operativa peggiore.

Se nell'applicazione è presente una pressione negativa, al produttore devono essere fornite la pressione operativa minima, la pressione operativa massima, la temperatura del fluido e le proprietà del fluido durante il processo di selezione dello strumento. Il produttore può quindi confermare l'intervallo di pressione negativa ammissibile del sensore. Se necessario, è possibile modificare la posizione di installazione del misuratore di portata, ad esempio installandolo sul lato di scarico della pompa o in un'altra posizione in cui sia possibile mantenere più facilmente la pressione positiva e il tubo pieno.

Inoltre, in condizioni di pressione negativa, è necessario prestare particolare attenzione a evitare che la tubazione si svuoti parzialmente o consenta l'ingresso di grandi quantità di gas. Una pressione ridotta può far sì che i gas disciolti nel liquido fuoriescano dalla soluzione e formino bolle. Una volta che il tubo di misurazione non è più completamente riempito, il misuratore di portata elettromagnetico potrebbe produrre letture instabili. Pertanto, oltre a verificare la resistenza al vuoto del sensore, è necessario valutare anche il luogo di installazione dal punto di vista dell'intero sistema di tubazioni di processo.

Per le applicazioni che comportano rischi significativi di vuoto o pressione negativa, l'installazione non deve basarsi esclusivamente sull'esperienza. Il materiale di rivestimento del misuratore di portata, il livello di vuoto consentito, la temperatura operativa, la configurazione della tubazione e le condizioni transitorie del processo dovrebbero essere tutti valutati in modo completo. In particolare, per fluidi ad alta temperatura o corrosivi, le variazioni di temperatura possono influenzare ulteriormente le prestazioni del rivestimento, rendendo ancora più importante seguire le specifiche tecniche fornite dal produttore.

Ispezione e messa in servizio dopo l'installazione del misuratore di portata elettromagnetico

Una volta completata l'installazione meccanica, l'intero sistema deve essere ispezionato attentamente. Innanzitutto, controllare la direzione di installazione del misuratore di portata, i collegamenti della flangia, le condizioni di tenuta e i supporti della tubazione. Quindi verificare se l'alimentazione, i cavi, la messa a terra e i segnali di uscita soddisfano i requisiti di cablaggio. Dopo aver alimentato lo strumento, verificare che il convertitore si avvii normalmente e che parametri quali diametro del sensore, campo di misurazione, unità ingegneristiche e configurazione dell'uscita siano coerenti con le condizioni effettive del sensore e del processo.

Quando si mette in funzione la tubazione, aprire gradualmente la valvola per consentire al fluido di riempire progressivamente il tubo di misura ed evitare sbalzi di pressione improvvisi. Una volta confermato che il tubo di misurazione è completamente riempito di liquido, osservare se l'indicazione del flusso è stabile. Per un sistema appena messo in servizio, è necessario controllare anche l'uscita a flusso zero, seguita da un confronto in loco in condizioni di flusso stabili.

Se la portata visualizzata oscilla continuamente, verificare innanzitutto se la tubazione è completamente riempita, se nel fluido sono presenti eccessive bolle d'aria, se la messa a terra è affidabile e se nelle vicinanze sono presenti forti interferenze elettromagnetiche. Se il valore visualizzato rimane costantemente più alto o più basso del previsto, è necessario eseguire ulteriori controlli sul diametro dello strumento, sulle impostazioni del range, sulla direzione del flusso, sulla conduttività del mezzo e sulle effettive condizioni di flusso della tubazione.

Conclusione

Una corretta installazione è essenziale per garantire la precisione della misurazione e il funzionamento stabile a lungo termine di un misuratore di portata elettromagnetico. Dalla selezione dello strumento e la verifica della conduttività del mezzo prima dell'installazione, alla direzione del flusso, alle condizioni del tubo pieno, all'allineamento della tubazione, alla messa a terra e al percorso dei cavi durante l'installazione, quindi ai requisiti del tubo diritto, alle condizioni di pressione negativa e alla messa in servizio, ogni fase può influenzare le prestazioni di misurazione finali. Nelle applicazioni ingegneristiche pratiche, un misuratore di portata elettromagnetico dovrebbe preferibilmente essere installato in un luogo in cui la tubazione possa rimanere completamente riempita, il modello di flusso sia stabile, le condizioni di pressione siano appropriate e si evitino fonti di interferenza significative. L'installazione deve inoltre essere conforme ai requisiti del produttore relativi alle sezioni del tubo diritto, alla messa a terra e alla pressione operativa consentita. Per applicazioni speciali che implicano pressione negativa, vuoto, alta temperatura, bolle d'aria, fanghi o configurazioni complesse di tubazioni, è necessario effettuare una valutazione completa durante la fase di selezione dello strumento. Solo abbinando correttamente le prestazioni del misuratore di portata alle effettive condizioni di installazione è possibile realizzare pienamente i vantaggi di una misurazione accurata, un funzionamento stabile, un'affidabilità e una manutenzione conveniente, fornendo una base dati affidabile per il controllo dei processi industriali, la misurazione dell'energia e la gestione dei fluidi.