超声波流量计检维修作业指导书

超声波流量计检维修作业指导书

1 总则

1.1编写目的

1.1.1为规范北海炼化电仪中心对于超声波流量计的日常维护和大修检修作业行为。

1.1.2 为有利于检修方提高检维修工作效率，确保检维修工作质量，避免检维修作业中的错误与失误，强化维修人员的故障处理能力，提供完善、标准、规范的检修作业程序。

1.1.3 为有利于检修资料归档。

1.2 适用人员

本作业指导书为所有北海炼化电仪中心仪表作业人员所共同遵守的质量保证程序。

2 适用范围

适用于中国石化北海炼化有限责任公司对超声波流量计的日常维护、故障处理、检修等作业。

3 人员要求及职责分工

3.1 作业人员职责

3.1.1 日常作业人员职责

对本人所辖设备的健康运行、稳定运行负责，保证管辖设备的日常维护工作，保证管辖设备的故障及时消除。

3.1.2 监护人员职责

监护人应是具有相关工作经验，熟悉设备情况和相关规定的人员，监护人必须清楚工作的内容、目的和要求，以及可能需要采取的安全措施情况。

3.1.3作业质量验收人职责

保证质量监督的有效工作，负责质量事故的处理,建立质量保证体系。

3.2 作业人员要求

必须是持有北海炼化有限责任公司仪表工种上岗证的职工或得到北海炼化有限责任公司认可的有相关资质的维保单位，同一项工作的参加人员不少于两人，

监护人员不少于一人。

4 工器具及备件材料准备及要求4.1 检修所需测量用具准备

4.2 检修所需工器具准备

4.3 检修所需参考图纸资料

4.4 工作所需备品配件准备

5 技术要求及质量标准

5.1 技术要求

5.1.1 确保超声波流量计在日常维护及大修的检修全过程无不安全因素发生。

5.1.2 确保超声波流量计检修项目的验收率、合格率为100％。

5.2 质量标准

1.图纸、设备说明书等设计文件；

2.石油化工仪表工程施工技术规程SH/T3521-2007；

3.自动化仪表工程施工质量验收规范GB50131-2007；

4.石油化工仪表供电设计规范 SH/T3082-2003；

5.石油化工仪表接地设计规范 SH/T3081-2003；

6.石油化工工程施工及验收统一标准SH3508-2011；

应执行的技术标准包括但不限于上述所列标准规范，相关标准规范如有更新，按最新颁布的标准规范参照执行。

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6 作业风险危害识别及安全措施

7 作业过程及步骤

7.1 概述

7.1.1 适用范围

本作业过程适用于石化企业在线使用的时差式超声波流量计，其它同类型仪表可参照使用。

7.1.2 工作原理及特点

超声波在逆流中传输所需时间比顺流传输时间长，因此，只要在相距一定距

离处分别放置两组超声波发生器与接收器，同时向顺逆流方向发射超声波，接收器就可测出与流速成正比的时差⊿t，由时差便可求出流速和流量Q，其关系式如下：

Vm=-(L2/2X)×(1/t12-1/t21)

q v= (Vm/K)×(πD n2/4)

式中L——超声波在转换器之间传播路径的长度，m；

X——传播路径的轴向分量，m；

t12、t21——从转换器1到转换器2和从转换器2到转换器1的传播时间，S；

V m——流体通过换能器1，2之间声道上平均流速，m/s；

K——流速分布修正系数；

D n——管道内径，m；

q v——体积流量，m3/h。

这就是时差式超声波流量计的测量原理，它是属于速度式流量计。

时差式超声波流量计的主要特点是：流体中不插入任何元件，无额外的压力损失；适用于纯净的或含少量杂质的液体，能对高粘度、强腐蚀、非导电的液体进行测量，在无阻挠流体测量方面是对电磁流量计的一种补充。但不能测量悬浮颗粒和气泡超过某一范围的液体。时差式超声波流量计的输出与被测流量之间呈线性关系，且测量与介质的导电率、温度、压力无关。量程比较宽。对外夹装式流量计适用于大型圆形管道和矩形管道，且原理上不受管径限制，不会因管径大而增加投资；可作移动性测量。

时差式超声波流量计由传感器、转换器二部分组成，传感器检测输出与流速

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成正比的时差信号⊿t，转换器把此信号转换成0~20mA DC或4~20mA DC模拟输出和频率/脉冲输出。

7.2 技术标准

7.2.1 测量精度：基本误差：±0.5%~±5%

重复性误差：±0.1%~±0.4%

7.2.2 测量范围：0~15m/s

7.2.3 输出信号0~20mA DC或4~20mA DC电流输出；频率/脉冲输出

7.2.4 管径范围：25~4000mm

7.2.5 环境温度：-20~+60℃

7.2.6 介质温度：-40~+80℃

7.2.7 电源电压：85~260V AC；20~55V AC；16~62V DC

上述技术指标及连接电缆长度、材料、防爆等，根据不同型号，制造厂均有具体规定。

7.3 检查校验

7.3.1 超声波流量计是一种速度式流量计，在测量中必须保证一定长度的直管段，以形成稳定的速度分布。一般要求前直管段为10D以上（D为流量计公称通径，下同），后直管段为5D以上。

7.3.2 被测管段应远离泵、弯头、阀等流体流动紊乱的地方，泵、弯头应位于被测管段上游侧50D以上，而流量调节阀应为30D以上。

7.3.3 流量计一般均可安装于水平、倾斜或垂直管道，在垂直管道上安装应使流体流向自下而上，一是可以防止出现非满管流；二是气体可以向上逸出，固体杂质可以沉落。在水平管道上安装应使传感器置于与水平直径成45度的范围内，

否则在测量液体时，传感器易受气体或固体颗粒的影响，在测量气体时受液滴或固体颗粒的影响。

7.3.4 若流量计使用在易产生气泡的场合，需在流量计前安装放气孔。

7.3.5 应注意由控制阀高压力降等形成的声学干扰影响流量计的测量。

7.3.6 当被测介质为气体时，由于固体和气体界面间超声波传播效率非常低，因此只能用直射式传感器，一般不采用外夹装式超声波流量计。

7.3.7 若流量计为外夹装式，为确保传感器与管道之间接触良好，首先应剥净安装段内保温层和保护层，并把传感器安装处的壁面打磨干净，避免局部凹陷，凸出物修平，漆锈层磨净。其次两者之间需加入足够的耦合剂，不能有空气和固体颗粒，以保证耦合良好。

7.3.8 外夹装式传感器不能用于衬里或结垢太厚的管道，以及不能用于衬里或锈层与管内壁剥离或锈蚀严重的管道。选择合适的、直径均匀的测量管段，注意避开管段的焊缝和局部异常，否则可能无法进行测量。

7.3.9 测量液体时要有一定的背压，以保证管道内充满液体，无气泡或气泡较少。

7.3.10 标准转换器提供1~4个行程，注意每增加一个反射点都会减弱信号强度，为了维护最佳信号质量，在达到足够传输时间差的情况下，应尽可能减少行程数。

7.3.11 仪表在安装前必须核实测量范围、温度范围，对管段式还要核实耐压和防腐性能，均应与设计要求相符。

7.3.12 传感器与转换器必须有良好的接地。

7.3.13 流量计的仪表系数可从实际测量管道的几何尺寸、流体特性及声道等参数计算求得，因此流量计可以进行干式标定，干式标定的测量误差一般不大于

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±1.5%。因此除带测量管段式的流量计外，可不作实流标定。

7.3.14 实流校验超声波流量计一般采用静态容积法。在单相、稳定无旋涡的流量下，试验介质（一般为水）通过被校仪表，当输出为模拟信号时，测量一段时间内进入标准容器中流体的容积，计算出流过仪表的实际流量，与被校仪表的指示值进行比较，即可求出仪表的误差。当输出为脉冲信号时，测得一定容积内，被检仪表输出的脉冲数，再计算仪表系数、流量计的基本误差和重复性。

7.3.15 实流标定超声波流量计应在其流量上限值70%~100%范围内，至少运行5分钟后方可进行正式示值检定。

7.3.16 装置的误差应不超过被检流量计基本误差限的1/2，每次测量时间应不少于标定装置允许的最短测量时间。其重复性误差不能超过基本误差绝对值的1/2。

7.3.17 当输出模拟信号时，对准确度不高于2.0级的流量计，检定点应包括流量计最小流量q min和最大流量q max在内的至少3个检定点，且均匀分布；对准确度等级高于2.0级的流量计，检定点应包括流量计最小流量q min和最大流量q max 在内的至少5个检定点，且均匀分布。

当输出频率信号时检定点应包括q min、0.07 q max、0.15 q max、0.25 q max、0.4q max、0.7q max、和q max；当后6个检定点流量小于q min时，此检定点可不计。

7.3.18每个检定点至少检定3次。

7.3.19 流量计的检定周期为1~3年或一个装置运转周期。

7.4 使用和维护

7.4.1 仪表使用前的检查

7.4.1.1 对外夹装式流量计，在使用前，应检查流量计输入的管径参数，包括管道外径，管壁厚，管道材质，被测介质的名称和内衬材质是否正确。流量计自动

算出的两探头间的轴向安装距离与实际安装距离是否一致。

7.4.1.2 若上述有关参数在流量计预先设定的范围以外，可以用壁厚传感器和声速传感器确定这些参数。然后把这些参数输入流量计，算出两探头间的轴向安装距离。

7.4.1.3 检查仪表测量范围、温度范围是否与被测介质相符；安装是否符合要求；接线是否准确牢靠；仪表的安装方向是否与流体方向一致。

7.4.1.4 对管段式流量计还应检查耐压与衬里材料是否与被测流体相符；仪表密封点是否有泄漏。

7.4.1.5 启动时，传感器会自动调整工作频率，确保最佳的信号强度。

7.4.1.6 检查仪表的零位，并按制造厂规定的方法进行调整。

7.4.2 投运

7.4.2.1 打开流量计前后阀门，使仪表投入运行。

7.4.2.2 仪表投运后，各可调部分不得任意改变。

7.4.3 管段式超声波流量计投运后的维护

7.4.3.1 巡回检查

内容包括：

a. 向当班工艺人员了解仪表运行情况。

b. 查看仪表指示，累积是否正常。

c. 查看仪表供电是否正常。

d.查看表体及其连接件是否损坏和腐蚀。

e. 查看仪表外线路有无损坏及腐蚀。

f. 查看表体与工艺管道连接有无泄漏。

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g. 查看仪表电气接线盒及元件盒密封是否良好。

h. 发现问题应及时处理，并做好巡回检查记录。

7.4.3.2 定期维护

a. 每周进行一次仪表清洁，清除污物。

b.每3月进行一次零位调整。

c.每年对仪表内接插件连接进行检查。

7.4.4 外夹装式超声波流量计，若该测量点下次还用，可在测试完成后，在探头四周的管壁上涂刷防腐漆，取下探头后，在安装探头的位置上抹上黄油，并贴上一块塑料布，用以保护测量点。以供下次测试时使用。

7.5 检修

7.5.1 检修用设备

a. HART手操器1台

b. 数字式万用表（4位半）1台

c. 负载电阻250Ω1只

7.5.2常见故障及排除

7.5.2.1 当流量计无显示时，检查电源是否打开，保险丝是否完好。

7.5.2.2 当流量计显示出错信息时，根据所显示的出错信息，分别予以解决。

7.5.2.3 当输出电流小于4mA时，检查是否为负流量；传感器电缆是否接反；零点设定是否正确。

7.5.2.4 当输出4mA不稳定时，检查介质是否稳定；传感器电缆或传感器振子是否有问题。

7.5.2.5 当输出电流不稳定时，检查介质中是否存在空气泡或固体颗粒；是否为

脉动流量；传感器电缆或传感器振子是否有问题。

7.5.2.6 误差较大，检查介质中是否有阻尼或气泡，设定是否正确；介质中声速是否与计算值相同；传感器是否失效。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/atte.html