金湖思派儀表有限公司為您提供的現(xiàn)場(chǎng)流量測(cè)量系統(tǒng)解決方案

   近幾年來(lái)，我國(guó)天然氣行業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn)。在天然氣行業(yè)中流量計(jì)量是直接影響企業(yè)和用戶經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。氣體渦輪流量計(jì)以其精度高、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在輸送管道交接計(jì)量和城市分配中等流量工商業(yè)用戶收費(fèi)計(jì)量。雖然目前天然氣處理工藝技術(shù)已經(jīng)非常和，但氣體渦輪流量計(jì)軸承往往還會(huì)出現(xiàn)失效現(xiàn)象，致使氣體渦輪流量計(jì)失效或出現(xiàn)計(jì)量故障，造成經(jīng)濟(jì)損失，給企業(yè)和用戶帶來(lái)糾紛。

    1 氣體渦輪流量計(jì)軸承失效的模式

    按照滾動(dòng)軸承的損傷機(jī)理軸承失效一般可分為接觸疲勞失效、摩擦磨損失效、斷裂失效、變形失效、腐蝕失效和游隙變化失效。從本公司大量的渦輪表維修記錄來(lái)看，渦輪流量計(jì)軸承失效一般有摩擦磨損失效；接觸疲勞失效和變形失效三種。

    1.1 摩擦磨損失效

    摩擦磨損失效是氣體渦輪流量計(jì)見(jiàn)失效模式。氣體渦輪流量計(jì)一般使用在流量較大的工業(yè)用戶中，其運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)旋轉(zhuǎn)速度較高，軸承零件之間的相對(duì)滑動(dòng)摩擦?xí)?dǎo)致其表面金屬不斷損失，持續(xù)的磨損會(huì)引起零件尺寸和形狀變化，軸承配合間隙增大，工作表面形貌變壞從而喪失旋轉(zhuǎn)精度，使軸承不能正常工作，導(dǎo)致較大的計(jì)量誤差，其中見(jiàn)的為磨粒磨損。外來(lái)硬顆?；蚪饘偃绻M(jìn)入軸承摩擦面之間，會(huì)使軸承表面造成鑿削式或犁溝式的擦傷。外來(lái)硬顆粒常常來(lái)自于天然氣管道中的灰塵或潤(rùn)滑劑中的雜質(zhì)。

    1.2 接觸疲勞失效

    接觸疲勞失效是軸承表面受到交變應(yīng)力的作用而產(chǎn)生的失效。接觸疲勞剝落在軸承表面也有疲勞裂紋的萌生、擴(kuò)展和斷裂的過(guò)程。初始的接觸疲勞裂紋首先從接觸表面以下正交切應(yīng)力處產(chǎn)生，然后擴(kuò)展到表面形成剝落，如麻點(diǎn)狀的稱為點(diǎn)蝕或麻點(diǎn)剝落；剝落成小片狀的稱淺層剝落。初始裂紋在硬化層與心部交界區(qū)產(chǎn)生，造成硬化層的早期剝落則稱為硬化層剝落。

    1.3 變形失效

    在外力和環(huán)境溫度的作用下，軸承零件表面局部塑性流動(dòng)或整體的變形，致使整套軸承不能正常工作而造成的失效稱為變形失效。例如保持架翹曲、歪扭、兜孔拉長(zhǎng)或框形保持架變形、靠套等都會(huì)造成軸承的早期失效。另外軸承摩擦造成的表面塑性劃痕也會(huì)引起振動(dòng)和噪聲增大、溫度升高，從而加快軸承的早期失效。

    2 實(shí)驗(yàn)分析軸承失效對(duì)流量計(jì)的影響

    （1）實(shí)驗(yàn)設(shè)備。音速噴嘴氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，擴(kuò)展不確定度U＝0.3％。

    （2）被檢表。渦輪表A———摩擦磨損失效，渦輪表B———接觸疲勞失效，渦輪表C———變形失效。A、B、C三臺(tái)氣體渦輪表的準(zhǔn)確度等級(jí)均為1.5，除軸承外，溫度、壓力傳感器、葉輪及整流罩等零部件完好無(wú)損，溫度、壓力傳感器保持在一定的精度范圍內(nèi)。按照規(guī)程要求，1.5級(jí)氣體渦輪表的線性度Ea≤1.5、重復(fù)性Er≤0.5、示值誤差E為－1.5～1.5。

    （3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程。①1對(duì)A、B、C三臺(tái)氣體渦輪表進(jìn)行表腔、軸承清洗，清除內(nèi)部的灰塵、油污及顆粒物等雜質(zhì)，排除軸承以外的誤差來(lái)源。②2對(duì)A、B、C三臺(tái)氣體渦輪表進(jìn)行檢定，統(tǒng)計(jì)檢定結(jié)果。③將A、B、C三臺(tái)氣體渦輪表軸承更換為原裝合格的新軸承，進(jìn)行檢定并統(tǒng)計(jì)檢定結(jié)果。

    步驟②、③的檢定結(jié)果匯總見(jiàn)表1所列。

    檢定結(jié)果表明，軸承失效對(duì)氣體渦輪流量計(jì)的示值誤差、線性度、重復(fù)性的影響非常大，尤其是變形失效的示值誤差偏離，其誤差值達(dá)到－14.24％，假如一個(gè)年用氣量為700萬(wàn)ｍ3的工業(yè)用戶使用上述存在軸承變形失效的氣體渦輪表，燃?xì)夤緦p失氣量為：700×（－14.24％）＝99.68萬(wàn)ｍ3，如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn)、整改，會(huì)給燃?xì)夤驹斐山?jīng)濟(jì)損失近318萬(wàn)人民幣，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起商業(yè)糾紛。

    3 減少軸承失效對(duì)流量計(jì)影響的措施

    （1）燃?xì)夤艿冷佋O(shè)。必須做好管道吹掃工作和防腐措施，確保管道的清潔，避免燃?xì)夤艿纼?nèi)的污物和固體顆粒進(jìn)入燃?xì)獗碇?，造成軸承滾珠面擦傷，加快軸承的老化。

    （2）燃?xì)獗淼陌惭b。前后直管段必須符合要求；表具宜安裝場(chǎng)合宜選擇在通風(fēng)良好處；做好防潮、防水、防腐蝕措施；夾表過(guò)程中須使表具均勻受力，避免表具受力不均而造成應(yīng)力變形；表具安裝須滿足檢修、保養(yǎng)等要求。

    （3）加強(qiáng)燃?xì)獗淼木S修與保養(yǎng)。建立一支專門(mén)的表具巡查與保養(yǎng)隊(duì)伍，及時(shí)跟蹤表具的在線使用情況，確保表具處于穩(wěn)定良好的運(yùn)行狀態(tài)。

    （4）提高表具的周檢率。對(duì)達(dá)到檢定周期的燃?xì)獗砬惑w、軸承進(jìn)行清洗，減少污物、顆粒等雜質(zhì)對(duì)軸承的損傷，對(duì)失效的軸承進(jìn)行更換，最后進(jìn)行檢定，保證表具的計(jì)量準(zhǔn)確性。

    由于氣體渦輪流量計(jì)在天然氣門(mén)站及大工商業(yè)用戶中應(yīng)用較多，貿(mào)易額巨大，軸承失效會(huì)造成流量計(jì)較大誤差或失效，所以必須從表具采購(gòu)、檢定、安裝、運(yùn)行、日常管理維保、維修、周期檢定等各方面制定措施，從而減少軸承失效對(duì)計(jì)量表具的影響，提高計(jì)量精度［10］，保證企業(yè)與用戶的利益。