мембранный газовый расходомер

Когда говорят про мембранный газовый расходомер, многие представляют себе что-то простое и слегка устаревшее, типа сухого газового счетчика в квартире. И это первая ошибка. На деле, если говорить о промышленных применениях, особенно для агрессивных или влажных сред, тут начинается совсем другая история. Сам работал с ними на объектах по учету биогаза и в котельных — и скажу, что главное преимущество не в сверхточности (есть варианты и точнее), а в живучести. Диафрагма, ее перемещение, механическая передача на счетный механизм — казалось бы, архаика. Но когда в газе есть пыль, конденсат или мелкие капли масла, электронные сенсоры могут отказать, а эта механика, если правильно подобрана и настроена, будет работать годами. Хотя, конечно, не без нюансов.

Где они реально нужны, а где — нет

Опыт подсказывает, что основная ниша — это не чистые природные газы на магистралях. Там сейчас царят ультразвуковые и кориолисовые. Мембранный расходомер находит себя там, где условия ?грязные? и требования к точности не экстремальные, но нужна надежность и относительная простота обслуживания. Например, учет газа на выходе из биогазовых установок или в системах сжатого воздуха на производстве, где фильтрация неидеальна.

Был случай на одном из заводов по переработке отходов: ставили импортный электронный тепловой расходомер на биогаз. Через три месяца — забился, показания поплыли. Перешли на мембранный, предварительно поставив хороший сепаратор-осушитель. Работает уже больше двух лет, профилактика раз в полгода — почистить, проверить диафрагмы. Точность +/-2%, но для техпроцесса хватает. Ключевое — понимать состав среды. Если в газе возможен конденсат с агрессивными компонентами (того же сероводорода), материал мембраны и корпуса критически важен.

Тут можно вспомнить про оборудование. Не все производители делают упор на качественную механическую обработку деталей камеры и штока. Любой задир, неточность сборки — и начинаются утечки внутри прибора, потеря точности. Видел продукцию разных марок, в том числе и от ООО Шицзячжуан Гудвин Газовое Оборудование. На их сайте cn-jiayun.ru в описании производственных мощностей указаны и токарные станки, и дробеструйные машины для очистки, что косвенно говорит о внимании к подготовке металла. Для мембранного счетчика это важно — качество поверхности, отсутствие остаточной окалины напрямую влияет на износ уплотнений.

Подводные камни монтажа и эксплуатации

Казалось бы, поставил в разрыв трубы — и забыл. Ан нет. Первое — обязательная requirement — это прямые участки до и после. Причем не те 5D, что часто пишут в паспортах для идеальных условий, а минимум 10D, особенно если до счетчика есть задвижка или колено. Вихри потока сильно влияют на движение диафрагмы, приводят к дополнительному износу и погрешности. Учился на своих ошибках: на одном объекте сэкономили место, поставили почти вплотную после отвода. Расходомер начал сильно шуметь и показывать завышенные значения. Пришлось переделывать обвязку.

Второе — положение в пространстве. Большинство моделей требуют строго горизонтального монтажа. Если поставить с наклоном, механизм может заедать. Проверял лично — отклонение даже на 5 градусов от горизонтали на некоторых моделях давало стабильное отклонение в показаниях на 1.5%. Поэтому при установке всегда используем уровень, а не ?на глазок?.

И третье, самое банальное — защита от перегрузок. Мембранный газовый расходомер имеет четкий диапазон расхода. Кратковременный скачок давления и расхода выше максимума может просто порвать диафрагму или погнуть рычажный механизм. Обязательно ставить предохранительный клапан или редуктор с избыточным давлением. Один раз недосмотрел — клиент запустил линию без настроенного редуктора, гидроудар после запорной арматуры... В итоге — разорванная мембрана и ремонт вместо плановой поверки.

Про поверку, калибровку и ?долгую память? механических счетчиков

С поверкой мембранных счетчиков есть интересный момент. Их можно поверить как объемным методом (проливочные установки), так и с помощью эталонных расходомеров. Но из-за механического трения их метрологические характеристики меняются нелинейно. Новый счетчик может ?прирабатываться? первые сотни часов, потом выходить на плато, а ближе к межповерочному интервалу (который, кстати, у них обычно меньше, чем у ультразвуковых) точность может начать падать.

Поэтому лучшая практика — не ждать окончания срока поверки, а делать контрольные замеры на месте, если есть такая возможность. Например, сравнивать суммарные показания с поставками по газовым баллонам или с показаниями другого, эталонного прибора, установленного параллельно на время теста. Это помогает поймать момент, когда погрешность выходит за допустимые для техпроцесса рамки.

Еще один нюанс — ?память? на износ. Если через счетчик долго шел расход на нижней границе диапазона, а потом его перевели на работу на верхней, характер износа пар трения (осей, рычагов) будет одним. И если была обратная ситуация — другим. Это может влиять на кривую погрешности. В паспортах этого не пишут, но по опыту ремонтов — видно. Поэтому при выборе модели важно брать с запасом по диапазону, но не слишком большим, чтобы счетчик не работал постоянно на минимальном ходе мембраны.

Материалы: от чугуна до нержавейки и специальных покрытий

Корпус. Чугун — дешево, но для влажных сред или при возможной конденсации агрессивных компонентов — не лучший выбор. Коррозия изнутри может заблокировать механизм. Лучше — алюминиевый сплав с покрытием или нержавейка. Но и тут есть тонкость: для счетчиков биогаза, где есть сероводород, даже нержавейка марки 304 может со временем подвергнуться коррозионному растрескиванию. Нужна 316L или специальные покрытия.

Сама мембрана. Обычно это многослойный материал на основе синтетического каучука (нитрильного, EPDM). Ключевое — стойкость к конкретным компонентам в газе и к температуре. Стандартные EPDM мембраны хорошо работают при температурах до 60-70°C. Если линия может прогреваться на солнце или от оборудования сильнее — нужна спецификация. Был прецедент, когда на крышной установке летом корпус нагревался под солнцем, газ внутри тоже, и стандартная мембрана начала ?дубеть?, чувствительность упала.

Смазка механизма. Часто об этом забывают. Внутри есть шестерни, подшипники скольжения. Они требуют консистентной смазки, совместимой с газом (чтобы не растворялась и не загрязняла поток). При обслуживании важно использовать именно рекомендованную производителем смазку. Однажды видел, как слесарь забил туда Литол — через месяц смазка загустела от контакта с газом, механизм встал.

Интеграция в современные системы: не так просто, как кажется

Казалось бы, что может быть проще — механический счетчик с импульсным выходом. Поставил датчик на стрелку или на шестерню — и получай импульсы. Но на практике частота импульсов на высоких расходах может быть очень высокой, и не всякий контроллер или частотный вход SCADA-системы сможет ее корректно обработать без потери импульсов. Приходится ставить промежуточные преобразователи частоты или выбирать счетчики со встроенным цифровым выходом (типа RS-485 с Modbus протоколом). Такие модели есть, но они, естественно, дороже.

Еще один момент — питание. Если счетчик с электронным корректором или преобразователем, ему нужно питание 24V DC или 220V. На объектах, где есть требования взрывозащиты (Ex), это усложняет схему — нужны искробезопасные барьеры или питание от специальных источников. Механический же мембранный расходомер сам по себе часто является искробезопасным (искрообразование внутри исключено), что для многих зон класса 0, 1 — большое преимущество. Не нужно сертифицировать сам прибор как Ex, достаточно правильно его заземлить.

В заключение скажу: выбор в пользу мембранного счетчика — это часто выбор в пользу надежной, проверенной ?рабочей лошадки? для неидеальных условий, а не в пользу высоких технологий. Его нужно понимать, правильно устанавливать и обслуживать. Тогда он отслужит свой срок без сюрпризов. Как на том производстве, о котором писалось на сайте ООО Шицзячжуан Гудвин Газовое Оборудование — наличие полного комплекса контрольно-измерительного оборудования для производства как раз позволяет надеяться на должный контроль качества сборки таких, казалось бы, простых устройств. Ведь в них, как нигде, важна культура производства и внимание к мелочам.