Контрольно-измерительные приборы от НПО «ЮМАС»: как повысить надежность приборов и точность измерений
Реклама. ООО НПО «ЮМАС», ИНН 7731629710
Erid: F7NfYUJCUneRHyrJ7QZS
В современной нефтегазовой промышленности точность измерений технологических параметров и надёжность КИП играют ключевую роль в обеспечении качества продукции и непрерывности процесса производства. Выход из строя прибора может привести к нарушениям технологического процесса и значительным финансовым потерям.
Особое значение для нефтегазовой промышленности приобретают разделители сред (РС), обеспечивающие передачу измеряемых параметров при одновременной защите прибора от агрессивной среды. Эксплуатация на открытом воздухе во всех климатических зонах предъявляет дополнительные требования к конструкции.
В условиях ограниченных возможностей по замене действующего импортного КИП возрастают требования по надёжности вводимого в эксплуатацию нового оборудования, а также более актуальной становится услуга ремонта имеющихся у заказчика РС.
Приборы для измерения давления в нефтегазовой промышленности должны соответствовать ряду требований.
- Совместимость с основным оборудованием добычи и переработки сырья.
- Широкий выбор материалов, контактирующих с измеряемой средой.
- Надёжность в жёстких условиях эксплуатации (низкие температуры, вибрации, влажность).
- Высокая точность измерений.
НПО «ЮМАС» предлагает решения, основанные на 30‑летнем опыте работы в нефтегазовой отрасли. Продукцию выпускают с использованием передовых технологий, с учётом опыта ведущих мировых производителей. Квалификация специалистов компании, партнёрская сеть и реализованные проекты являются гарантией для успешного сотрудничества.
Актуальность применения разделителей сред
Основной функцией РС является передача измеряемого давления от технологической среды к прибору при исключении его контакта с процессом. В нефтегазовой промышленности это важно, так как прямой контакт измерительного прибора с сырьём или продуктом недопустим ввиду особенностей контролируемого процесса, таких как агрессивная среда, вязкость, высокая температура, опасность выбросов и токсичность в отношении окружающей среды и персонала.
РС для нефтегазовой промышленности обеспечивают измерение давления в широком диапазоне от 7 кПа до 60 МПа при температуре окружающей среды от –60 до +60 °C и температуре измеряемой среды –90 до +400 °C.
Материал, контактирующий с технологическим процессом, выбирает заказчик в соответствии с требованиями совместимости из следующих вариантов: нержавеющая сталь 316L (03Х17Н14М2), сталь 316L с покрытием Teflon (PTFE) либо PFA, сталь 316L с покрытием золотом, материалы Monel 400, Titan, Tantal, Hastelloy C276. Также поставляются разделители с корпусом из PTFE и мембраной из Viton.
По способу присоединения РС к процессу различают резьбовые и фланцевые конструкции. Резьбовые РС могут быть как разборными, так и цельносварными. На рис. 1 показаны варианты конструкций РС компании «ЮМАС».
Система с РС состоит из собственно измерительного прибора (манометр, реле или датчик давления), разделителя с мембраной и передающей жидкости. Мембрана, на которую действует давление, гидравлически передаёт давление на чувствительный элемент измерительного прибора. Таким образом, прибор постоянно отделён от контролируемого процесса и обеспечивает точный результат измерения.
Особенности разделителей сред НПО «ЮМАС»
Материалы, применяемые для изготовления корпуса прибора и мембраны РС, не должны подвергаться коррозии в процессе эксплуатации, которая представляет собой постепенное разрушение металла в результате химической или электрохимической реакции. Правильный выбор материала позволяет либо избежать развития этого процесса, либо существенно замедлить его и тем самым продлить срок службы мембраны разделителя.
Ниже приведены несколько примеров технологических процессов, которые требуют правильного выбора материала, контактирующего с измеряемой средой.
- Хлор.
Хлор является высоко реактивным веществом, которое широко применяется в химической промышленности, но он очень опасен в производстве. Для измерения давления на этапах производства хлора должны применяться мембранные РС. Хлор является взрывоопасным при контакте со смазками или рабочими жидкостями, поэтому материалы, применяемые для изготовления РС, и рабочая жидкость РС должны выбираться в соответствии с требованиями безопасности. Последняя должна быть инертной, а материал мембраны РС должен быть устойчив к хлору (сухому или влажному газу).
Все детали измерительной системы не должны содержать эластичных уплотнений, то есть конструкция должна быть цельносварной. Для изготовления мембраны РС используют тантал, Hastelloy C276, сплавы титана или синтетические покрытия типа ECTFE. Тантал является единственным материалом, который может применяться без ограничений как для сухого, так и для влажного хлора при температурах не выше +150 °C.
Однако должны учитываться его ограниченная прочность и возможность образования трещин. Hastelloy C276 является хорошим выбором для сухого хлора благодаря его хорошим механическим характеристикам для высоких температур до +300 °C. Титан применяют только для влажного хлора, поскольку сухой хлор может воспламениться при контакте с порошком титана. Что касается полимерных покрытий мембраны РС, то ECTFE обладает минимальной проникающей способностью при контакте с хлором, однако его применение под давлением нежелательно при температуре выше +100 °C. - Сероводород H2S.
Сероводород H2S содержится в природном газе и сырой нефти. Эта среда является коррозионно-активной. Приборы и РС, измеряющие давление в этой среде, должны быть изготовлены из материала, устойчивого к водородному растрескиванию.
Существуют международные стандарты NACE MR0175, NACE MR0103 и ISO‑15156, в которых указаны условия безопасной работы в сероводородной среде, а также перечень материалов, которые могут использоваться в контакте с H2S. Стандарт NACE MR0175 относится к производствам, связанным с разведкой и добычей нефти и газа (полевое оборудование), в то время как NACE MR0103 определяет требования к материалам, применяемым в процессах переработки нефти и газа.
Что касается РС, то для корпуса и мембраны в «кислой» среде H2S могут применяться сталь 316L (= 03Х17Н13М2), сплав Monel 400, сплав Duplex 1.4462 до температуры 232 °С, сплав Hastelloy C276 до температуры 132 °С. Отметим, что стандарты NACE не относятся к сварному шву. РС, поставляемые компанией «ЮМАС», могут по запросу сопровождаться сертификатом соответствия требованиям NACE или ГОСТ 53678‑2009 (ГОСТ 53679‑2009). - Водород.
При работе измерительного прибора с РС в среде, содержащей водород, существует опасность проникновения атомарного водорода сквозь кристаллическую решётку материала мембраны РС. После проникновения водород попадает в рабочую жидкость РС, образует там молекулы H2, которые объединяются в газовые полости в жидкости.
Это приводит либо к существенной погрешности измерений, либо к вздутию мембраны и выходу прибора из строя. Для предотвращения проникновения водорода через мембрану из нержавеющей стали её нужно покрывать слоем золота.
Как избежать ошибок измерений?
Комплект «Прибор + РС» представляет собой замкнутую систему с определённым внутренним объёмом, заполненным передающей жидкостью. При изменении температуры окружающей среды или технологического процесса относительно нормальной температуры +20 °C передающая жидкость РС изменяет свой объём в соответствии с коэффициентом температурного расширения.
При нагревании или охлаждении жидкость изменяется в объёме, что приводит к смещению нулевой точки измерительного прибора.
При определённых условиях объёмное расширение/сжатие передающей жидкости становится значительным, что может привести к отказу системы либо к недопустимой погрешности измерений.
Чтобы избежать подобной ситуации, производится предварительный расчёт её работоспособности. «ЮМАС» предварительно осуществляет проверку в каждом случае с помощью специальной расчётной программы и предоставляет заказчику протокол расчёта, чтобы тот был уверен в надёжности сборки (рис. 2).
Сборка РС производства «ЮМАС» с электронными датчиками давления
Компания «ЮМАС» имеет большой опыт работы с датчиками давления различных производителей. Мы принимаем заказы на монтаж РС с датчиками давления, которые предоставляет заказчик. Прибор проходит входной контроль, затем монтируется с РС, и в завершение комплект «Прибор + РС» калибруется на автоматической станции, обеспечивающей точность 0,01%. Выходные сигналы датчиков давления могут быть как 4…20 мА, так и HART.
Инженеры НПО «ЮМАС» обеспечивают квалифицированный подбор оптимальной конфигурации разделителей сред для конкретных измерительных приборов и условий эксплуатации, что гарантирует надёжность и долговечность измерительных систем.
Текст и фото предоставлены ООО НПО «ЮМАС»
ООО НПО «ЮМАС»
jumas.ru
info@jumas.ru
Бесплатный телефон:
8 (800) 1-000-818
Многоканальный телефон отдела продаж:
+7 (495) 730-20-20
Россия, 121552, г. Москва ул. Ярцевская, д. 29, корп. 2
