расходомер lt us

Вот скажу сразу: когда заказчик присылает ТЗ с формулировкой ?нужен расходомер lt us?, у меня всегда внутри что-то ёкает. Не потому что прибор плохой, а потому что за этими буквами часто кроется непонимание, что это вообще за принцип и где он сработает, а где нас ждёт полный провал. Все думают: ультразвук, бесконтактно, современно — значит, панацея. А на деле получаем искажения на 15-20%, особенно на старых линиях с неидеальной внутренней поверхностью или при наличии взвесей. Сейчас поясню на пальцах, исходя из того, что видел лично.

Принцип, который все понимают неправильно

LT US — это ведь не один метод. Чаще всего речь идёт о time-of-flight, времени пролёта сигнала. Два датчика, диагонально, сигнал по течению и против. Разница во времени — скорость, сечение трубы — объём. Всё гениально в теории. Но в цеху, на обогатительной фабрике, где по трубам идёт пульпа с магнетитом, эта гениальность блекнет. Звук отражается не только от частиц, но и от неровностей, сварных швов, да и сама среда неоднородна.

Один из самых болезненных кейсов был как раз на железорудном комбинате, где пытались контролировать обратную воду с мелкой фракцией. Поставили ультразвуковой расходомер lt us от, не буду называть бренд, довольно известного. Показывал он красивую, стабильную цифру. А по факту баланс воды в цикле не сходился. Начали искать, вскрыли, проверили калибровку — всё норм. Потом догадались запустить по трубе шарик-путешественник с GPS-меткой (грубо говоря, механический замер). Оказалось, реальный расход был на 18% ниже. Всё из-за того, что внутренняя поверхность старой трубы была в микротрещинах и покрыта слоем отложений, которые не чистили лет пять. Ультразвук частично поглощался, частично рассеивался.

Отсюда вывод, который теперь для меня аксиома: ультразвуковой расходомер — это прибор для условно идеальных условий или, как минимум, для сред, которые ты хорошо знаешь. Хочешь мерить воду техническую, относительно чистую, на новом трубопроводе — пожалуйста. Но как только появляется абразив, плотная взвесь, пузырьки воздуха (а они почти всегда есть в системах с перемешиванием), начинаются проблемы. И это не недостаток прибора, это несоответствие ожиданий и реальности.

Где он всё-таки может пригодиться? Опыт с оборудованием Цзинькэнь

Вот здесь стоит сделать отступление и привести пример, где косвенно, но очень важно понимание расхода. Возьмём технологии обогащения, где ключевую роль играет контроль плотности пульпы. Компания ООО Шицзячжуан Цзинькэнь Технологии (https://www.jinken.ru), крупный производитель обогатительного оборудования, в своих системах полностью автоматической промывочной магнитной сепарации делает упор на точное дозирование воды для промывки. От этого напрямую зависит качество железного концентрата.

И вот представьте: у вас стоит их полностью автоматический электромагнитный илоотделитель. Для его эффективной работы нужен стабильный, измеримый приток воды на разбавление. Ставить на этот поток механический расходомер — убить его абразивом за полгода. В таких вот вспомогательных, но критичных линиях подачи технической воды (относительно чистой!) как раз может выстрелить расходомер lt us. Бесконтактный, ничего не мешает потоку, можно поставить на действующий трубопровод без остановки производства.

На одном из проектов по модернизации фабрики в Перу, где как раз внедряли оборудование Цзинькэнь для замены старых магнитных колонн, была такая задача. Нужно было точно знать, сколько воды уходит на окончательную промывку концентрата после основной сепарации. Поставили ультразвуковой прибор на трубу Dn150. Ключевым было правильно выбрать место: прямой участок длиной более 10 диаметров до и 5 после, без задвижек, отводов. И главное — участок, где гарантированно нет воздуха в потоке. После пуска и тонкой настройки под конкретную воду (минеральный состав влияет на скорость звука!) прибор работал как часы, давая данные для точной настройки автоматики промывочной машины.

Подводные камни монтажа и настройки

Это, пожалуй, самая обширная тема для разговора за кружкой чая после монтажа. Про длину прямых участков уже сказал, но это цветочки. Первое — состояние внутренней стенки. Если есть ржавчина, окалина, шероховатости — сигнал будет ?прыгать?. Иногда помогает тщательная зачистка участка, но часто это непрактично. Второе — это правильная установка датчиков. Контактная поверхность с трубой должна быть идеально ровной, а слой акустической пасты — равномерным и без пузырьков. Видел, как монтажники мазали её, как масло на бутерброд, толстым слоем — и потом удивлялись плохому сигналу.

Третье, и самое коварное — настройка программного обеспечения. Многие думают, что ввёл диаметр трубы и материал — и всё. А там ещё плотность среды, её температура, количество и тип взвесей (если мерить не чистую жидкость) нужно закладывать в алгоритм. Если этого не сделать, погрешность закладывается на этапе конфигурации. Один раз наблюдал, как инженер ввёл параметры для чистой воды, а по трубе шла оборотная вода с остаточной мелкодисперсной взвесью. Прибор показывал, но с постоянным смещением. Поймали это только при комплексной проверке весовым методом.

И последнее — температурная компенсация. Металл трубы расширяется, скорость звука в жидкости тоже меняется. Хорошие приборы имеют встроенные температурные датчики, но их тоже нужно правильно расположить. На открытых участках в Сибири зимой и летом разница показаний может быть существенной, если на это забить.

Альтернативы? Когда от ультразвука стоит отказаться сразу

Исходя из вышесказанного, есть ситуации, где даже не стоит пытаться. Первая — сильно загрязнённые среды, пульпы с высокой концентрацией твёрдого, особенно крупной фракции. Звук просто не пройдёт. Вторая — трубы малого диаметра (условно, меньше DN50). Там погрешности монтажа и влияния стенок становятся критичными. Третья — когда нужна высочайшая точность для коммерческого учёта. Для технологического контроля с погрешностью в 2-5% — ещё куда ни шло. Для учёта и расчётов между предприятиями — нет, только тахометрические, кориолисовые или вихревые, в зависимости от среды.

Интересный момент с пневматическими системами. У ООО Шицзячжуан Цзинькэнь Технологии в арсенале есть, к примеру, пневматическая промывочная магнитная сепарация. Там используются воздушные потоки для создания определённых условий. Так вот, для измерения расхода воздуха ультразвук подходит лучше, чем для жидкостей с взвесями. Но опять же, воздух должен быть чистым, без капельной влаги и масла, иначе датчики ?зарастут?.

Возвращаясь к магнитному обогащению. На основных потоках пульпы, идущей на сепарацию или флотацию, ставить расходомер lt us — почти гарантированно выбросить деньги. Там нужна либо механическая крыльчатка из износостойких сплавов (и готовность к частому обслуживанию), либо, что сейчас становится популярнее, бесконтактные электромагнитные расходомеры. Но они, в свою очередь, требуют минимальной электропроводности среды. Для многих рудных пульп это ок, но тоже не всегда.

Итоговые мысли: инструмент, а не волшебная палочка

Так к чему же мы пришли? Расходомер lt us — это специфичный, но очень полезный инструмент в арсенале инженера-технолога или метролога. Его сила — в бесконтактности и возможности работы на готовых объектах без врезок. Его слабость — в чувствительности к условиям эксплуатации и составу измеряемой среды.

Принимая решение о его применении, особенно в тяжёлой промышленности вроде горно-обогатительной, нужно честно ответить на вопросы: Что именно мы меряем? Насколько это однородно и постоянно? В каком состоянии трубопровод? Готовы ли мы уделить время правильному монтажу и тонкой настройке? Нужна ли нам абсолютная точность или достаточно отслеживать динамику изменения?

Как показывает практика, в том числе на проектах с использованием высокотехнологичного оборудования, такого как от Цзинькэнь, ультразвуковой расходомер находит свою нишу. Это не основной измеритель ключевого технологического потока, а скорее надёжный помощник на вспомогательных линиях — вода, воздух, условно чистые жидкости. Там, где его применение обосновано физикой процесса, он отрабатывает свои деньги сполна. Главное — не верить маркетинговым обещаниям ?поставил и забыл?, а подходить с пониманием и, желательно, с предыдущим опытом. Или с тем, кто этот опыт уже приобрёл на своих ошибках.