Adjusta-Cone®: méretezés minden igénybevételre

Adjusta-Cone®: méretezés minden igénybevételre

Korábban már bemutattuk a GM Flow Adjusta-Cone ® mérőrendszerét, ami roppant széles tartományban biztosít kiemelkedő pontosságot, alkalmazások páratlanul széles köréhez, hidrogéntől az olajiparig. A GM flow szakértője, Gavin Munro által rendelkezésünkre bocsátott anyagokban részletesen bemutatjuk, hogyan méretezték és tesztelték ezt a kivételes mérőeszközt, mi garantálja kivételes minőségét.

Tömítések, korrózió, erózió és a rezgések hatása

Nyomástartás

Az Adjusta-Cone ® gyakran igen mostoha körülmények között üzemel, az átáramló gáz jellegéből adódóan erősen kitett lehet korróziós és eróziós igénybevételnek. A GM Flow meg akart győződni róla, hogy az általuk gyártott eszköz még a szóba jövő legextrémebb alkalmazási környezetben is megtartja nyomástartó képességét, mozgó alkatrészei hosszú ideig tökéletesen működni fognak.

A méretezési folyamatot számos szimulációs technikával támogatták. Az első ezek közül a VEM, tehát végeselem-analízis volt. Az eszköz testét, a csúszógyűrűt, a váltót és a kúpos szerelékeket a tervezési nyomás 1,5-szeresére méretezték, jelentős biztonsági tényezővel. A karimák 900 fontos (~408 kg), az eszköz maga 10000 psi nyomás (689 bar) terhelésre van hitelesítve.

A csúszógyűrű hónolt és polírozott furatban csúszik, mikor magasról alacsony (vagy éppen fordítva) térfogatáramú mérésre áll át. Három tömítés biztosítja a nyomástartást, melyek mind plusz feladatokat is ellátnak:

1. Lehúzó/tisztító tömítés
2. Központosító gyűrű
3. Nyomástartó tömítés

Gavin Munro hozzáteszi, hogy ezek mellett a váltó maga is duplán tömített, ahogy a tengely is, mely az eszközt mozgatja. Ha a csúszó tömítés eresztene is, és a váltó nyomás alá kerül, maga az eszköz, és a rendszer amit kiszolgál nem kezd ereszteni. Minthogy a váltóházon manométer és lefúvató szelep is található, az üzemeltetést végző technikusok idejében észlelhetik ezt a típusú szivárgást, és beütemezhetnek egy javítást. Addig is azonban az éppen folyó munkáknak nem kell leállnia, hiszen a rendszer nem veszít gázt. A fenti tömítések mind olajban futnak, ami egyrészt csökkenti a rajtuk ébredő súrlódást, másrészt jelkentősen növeli az élettartamukat.

Korrózió

Az alábbi képeken egy csőköteget, és a hozzá tartozó mérőperemet láthatunk, melyeket a magas korróziós igénybevétel teljesen kilyuggatott. A mérőperem karimája pitting jeleit is mutatja, mely abból adódik, hogy a cső korrodált darabjait az áramlás a felületének csapta. Felesleges is hangsúlyozni, milyen katasztrofális hatással van mindez a rendszer tömítettségére, illetve a pontosságra. 

Ezt a súlyos rozsdásodást leggyakrabban a H₂S és nedvesség tartalom miatt megjelenő savak okozzák.

Az Adjusta-Cone ® felületei azonban NACE szabvány szerinti szénacélból készülnek, hónolás és polírozás után kerülnek beépítésre, illetve korrózióálló bevonatot kapnak. A bevonattal nem rendelkező felületek 316LSS acélból készülnek, és ez a sima felszín hosszú időn keresztül ellenáll a korróziós és eróziós nyomásnak. Az egyes részegységek külön is kiszerelhetőek, megvizsgálhatóak, illetve akár arra is lehetőség van, hogy ha a térfogatáram jelentősen csökken (ami olajipari alkalmazásoknál a kitermelés előrehaladtával gyakori eset), akkor a teljes rendszer cseréje nélkül is lehet szűkíteni az egyes részeken. 

Erózió

Az Adjusta-Cone ® fejlesztése során CFD szakértők bevonásával tanulmányozták az erózió potenciális hatását. Arra jutottak, hogy még a legrosszabb esetben, tehát szilárd szennyezőket hordozó folyadék áramlása esetén is mintegy 1,2×10^-4 mm eróziót okoz minden átáramló kilogramm homok. 

Ráadásul – hangsúlyozza Gavin – gázüzem esetén ezek a szilárd szennyezők jórészt a szeparátorban maradnak, hiszen a gázok szállítási kapacitása messze elmarad a folyadékoknál jellemzőtől. Így a hatás nagyjából egy polírozásnak felel meg, és még ez is csak roppant nedves, szennyezett gáz esetén fordulhat elő.

Káros rezgések

A kúpos térfogatárammérők hajlamosak a szilárdsági meghibásodásra, az iparági konszenzus pedig ennek okát a fáradásos törésben jelöli meg. A GM Flow már a tervezés fázisában, ismét CFD-vel megtámogatva arra jutott, hogy a sebességi értékek az Adjusta-Cone ® eszközben jóval a káros szint alatt maradnak.

Ezzel azonban nem elégedtek meg: csökkentették a kúpok tömegét, illetve jobb megtámasztást építettek be bizonyos mérettartományokban. Így a kúpos mérőtest nem érheti el sajátfrekvenciáját, illetve ha a valós áramlás nagyban eltér a méretezési számoktól, az egész szerkezet extrán biztosított a vibráció okozta károk ellen.

Ha Önt is meggyőzte a GM Flow módszeres és körültekintő méretezési metódusa és szüksége van egy tartós és pontos mérési megoldásra, vegye fel velünk a kapcsolatot!