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仪表测量引线设计中管道等级的选用
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仪表测量引线设计中管道等级的选用

2018年5月2日
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目前仪表测引方案选型,主要参考PID 上标注的管道等级,现举例在一个管道等级为5TB2 的管道上做变送器引压管方案。首先解读一下5TB2 的含义,5 表示5.0MPa 即CL300,TB 表示碳钢,2 代表腐蚀余度。通常的做法是在各设计院的标准测量引线方案库中寻找一套关于5TB2 的测引方案,如果没有,则选择一套更“高”的方案,例如5TB3、11TB2 等在压力等级,材质,腐蚀余度几个方面都“不低于”5TB2 的方案。
这样做存在一定的问题:材料专业给出的管道等级划分主要针对配管专业及设备专业动辄几十吨上百吨的钢材的使用,需充分考虑经济性,不能以高代低,所以划分非常细致。例如压力等级常用的有CL150、300、600、900、1500、2500;材质划分包含碳钢,各类高、低合金钢,一个项目至少有十几种不同材料。而仪表专业材料使用量小,如按照材料专业的材料划分会造成材料压力等级种类过多,测量引线方案过多,材料表种类过多等问题,而每种材料的设计量却很少,进而造成材料难采购,施工,维护复杂。
因此,仪表专业测量引线方案的选用,不一定按照配管专业管道等级如此细致的划分,应该进行一些必要的合并,以减少测引方案压力等级和材料类别的数量。另一方面,管道专业使用的多为法兰连接,压力等级描述为美标磅级;仪表多使用小口径的焊接、螺纹、卡套连接,压力等级描述多为sch 等级以及psi 等级,所使用的标准和惯用的描述都不太一样,需要换算。因此,从工艺专业已选定的管道等级是无法直接映射到仪表测量引线的等级上的,中间需要计算及必要的压力、材料种类合并。
1 如何选用仪表测量引线的压力等级

一般来说,材料专业发布管道等级表,工艺专业按介质属性选择管道等级,然后仪表专业在工艺专业选择的管道等级的基础上,从仪表专业的测量引线样本库中选择测量引线方案。在这一流程中,存在一些问题:①仪表专业其实可直接根据被测介质属性和管道等级表确定测量引线的管道等级,如果在工艺管道选择的基础上再进行选择,有时会过多地放大管线的等级,这一点在高压测点上表现比较突出;②不同的项目管道等级表会有一定的变化,仪表专业的测引方案库和管道等级表是有对应关系的,管道等级表一直发生变化,而采用不变的仪表测引方案库会有一定的误差;③工艺专业选择管道等级依据的工况实际上和仪表测引的工况不大相同,根据笔者在榆林煤液化项目加氢装置现场实测,350°高压蒸汽介质温度经过根部高压双阀后温度已大幅下降。笔者根据在管道及设备前0.3m 处体感,认为仪表测量引线(根部阀后)应对的工况温度都会比管道内实际工况低很多,且最高不会超过200°。工艺专业在选择管道等级时,也是根据介质温压属性选择的,仪表测引内和工艺管道内介质的温度属性存在明显的差距,应该对这一点灵活掌握,对一些专门用于高温的材料和方案灵活处理。
仪表专业人员掌握一定的压力等级计算和材料知识,能够根据被测点工艺参数,结合管道等级表直接给出数量有限、分类清晰的压力等级和材质选择。而工艺专业选择的管道等级,仪表专业的测引方案库仅作为参考。如何选型具体如下:
压力等级选型:笔者分析了安庆项目的测引方案库,一般DN15(II) Sch 80 用于CL150、CL300;DN15(I) Sch 160用于CL600、CL900;DN15(I) Sch XXS 用于更高等级。
DN15(II) 管道外径为φ18,小管径在现场具有方便进行冷加工的优势,但DN15(II) 是基于公制的标准,而Schedule等级是基于英制标准,笔者认为DN15(II) sch80 不是一种严谨的表述,用φ18×4 表述更合适,而相应压力等级可参考DN10(I) (3/8” 约φ17.2) 的sch 等级。DN15(I) 外径φ22,为Sch160 对应较粗的壁厚条件下保证管道内径>10mm,达到良好测量效果