双向体积管安装维护说明书1.docx
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双向体积管安装维护说明书1
1．概要
双向体积管体积管式流量检定装置用于密封管道实际工作状态下,检定能输出脉冲信号的容积式或速度式流量计的计量特性。
流量计经过该装置检定后,可以确保在精度范围内正常运行,可靠地应用在计量过程.这种装置已经成为国际通用的检定装置.广泛应用于石油、炼油、石化及科研部门。
●容积精度高。
●重复性好。
●安装形式：
地面固定型安装（可根据需要做成撬装式、车载式）
●换向阀采用美国将军四通阀，可实现双重密封带动态检漏功能，可靠性高。
●控制系统采用Windows,中文界面，自动化程度高，可以通过网络进行远程控制，对检定结果可自动打印。
●对工作流量计可实现在线检定。
●用途及使用范围
主要用途
●用于检定液体流量计计量特性。
●用于流量量值传递。
适用范围
●被检流量计能直接或间接输出脉冲信号（如：
涡轮流量计、容积式流量计等）。
●被检流量计在一次被检定过程中输出的脉冲不少于10,000个。
环境条件
●环境温度：
10～40℃。
●相对湿度：
≤85%。
●大气压：
86～106kPa。
●无强磁场影响及无强烈振动影响。
工作条件
●液体种类：
原油或其它规定的液体；
●液体温度范围：
15～85℃。
●液体粘度范围：
0.6～160mPa·s。
●液体中不含有大于15μm的固体颗粒。
●液体中不含有气体，且实际工作压力必须大于工况下液体饱和蒸汽压的1.5倍。
●置换器最大运行速度通常不大于1.5m/s。
●公称压力：
1.6Mpa2.5MPa4.0MPa
对环境的影响
在检定流量计前，要排除由体积管内的液体分离出来的气体，并将此气体加以收集，以免造成环境污染。
2．工作原理
体积管的本质是一种容积标准器，标准器是由标准容积管段和两个检测开关组成。
在标准容积管段内有一个弹性球型置换器。
球在管内被液体推动。
触发起始检测开关和终止检测开关。
记录被检流量计的脉冲数。
置换球在运行中，置换出两检测开关之间液体的体积值，将此值修正到参比条件下（20℃，101.325kPa）,即为体积管的标准容积。
检定流量计，就是把流量计的脉冲数与标准容积比较，确定流量计的系数。
体积管和流量计可串接在工艺管线上，在现场对流量计进行实液检定。
克服了工作条件和检定条件不同而引起的误差，在检定过程中，不须启、停流量计，消除了因启、停流量计而引起的误差，同时也消除了因液体蒸发、工况条件的差别造成的误差。
控制及数据处理系统由XLJ流量校准仪，可编程控制器（PLC）和操作员工作站（计算机、打印机）组成。
XLJ流量校验仪接受体积管检测开关、流量计脉冲及压力、温度信号，补偿处理后即可在LED面板上显示，又可通过RS232接口传送给操作员工作站，由上位机进行计算、处理及打印，并可通过RS232接口以用户规定的通讯协议进行数据传输。
图1双向体积管检定流量计示意图
可编程控制器（PLC）用于控制检定过程的动作，实现球的收发转换。
在
LED模拟层上进行球位及动作显示，且有手动转换功能，并可由控制台面板上通过按健进行控制。
操作员工作站由普通计算机及打印机组成。
3.机械结构组成（见双向体积管结构示意图）
3.1收发球腔——作为置换球接收和发射之用，每台体积管有两个收发球腔。
其一带快开式盲板，以备投球、取球之用（以下称收发球腔Ⅰ）；其二带固定式盲板（以下称收发球腔Ⅱ）
3.2预行程管段——是置换球进入密封段到检测开关之间的管段，其长度应保在最大流量下，四通换向阀转换密封到位后，置换球方能触发检测开关，进入标准容积管段。
双向体积管的正反行程各有一段预行程管段。
3.3电动四通阀——是双向体积管的一个关键部件，它在双向体积中具有两个作用A：
切换介质流向（起到正程和逆程校验），B：
密封和自身检漏。
3.4标准管段——设置在两段预行程管段之间，它的起始位置是起始检测开关A，终止位置是终止检测开关B。
在一次检定运行中，球形置换器触发A时，检定用的电子计数器开始记录流量输出的脉冲数；当B被触时，电子计数终止记录。
这样从计数器中得到该次检定过程中被检定流量计的脉冲输出数N。
其内壁应保证一定的光洁度和园度，应具有耐腐蚀、耐磨擦、润滑性好的特点。
3.5检测开关——是体积管发射信号的关键组件，标准容积管段上游、下游的计量点。
应具有防爆性能好、灵敏度高的特点。
3.6球型置换器——主要起密封置换介质和触发检测开关的作用，球的材质为丁晴耐油橡胶，中间可充液、有一定的过盈量，要求保证其圆度，并有一定的表面光洁度和硬度指标。
在双向体积管中一般备有二个球：
一个使用，一个备用，都必须经过水标合格后方能使用。
3.7管路支架——是用于固定管段管线的支撑部件。
3.8电控系统——可以完成体积管系统的自标及流量计量系统的各种信号的采集处理，包括控制液压站动作、检测开关的发讯计数、温变、压变、被检流量计讯号的采集处理及各种阀门的控制。
该控制系统可以与控制中心联网通讯并实现远程控制。
详加见电控系统说明书。
3.9真空取球器——用于体积管使用前往体积管内投放球型置换器﹑体积管使用后从体积管内取出球型置换器的辅助部件。
3.10球规——用于量取球型置换器的直径和圆度的辅助部件。
有通规和止规各一件。
4．主要技术参数
型号及通径
LJG型双向体积管
水标配套仪表
型号
标准段通径
（mm）
流量上限（m3/h）
标准容积值
m3
接口通径（mm）
标准量器（L）
数量
80
—
—
—
100
—
—
—
150
100
0．4
75
200
2
LJG-21
200
160
0.5
100
500
1
LJG-22
250
250
1.0
150
500
2
LJG-23
300
400
1.5
150
500
2
LJG-24
350
560
2
200
1000
2
LJG-25
400
700
2.5
200
500
2
LJG-26
500
1000
4
250
1000
2
LJG-27
600
1600
6
400
1000
2
流通介质
原油、成品油、水、某些化工流体
流体温度范围
15～85℃
环境温度范围
5～40℃
公称压力
1．6Mpa2.5Mpa4．0Mpa
供电电源
10KW380V.AC50Hz,三相四线
重复性误差
优于0.02%
准确度
0.05%
防爆等级
dⅡBT4
结构形式
双向
范围度
20：
1（原油）10:
1（成品油）
置换器
橡胶球
产品标准
GB/T17286.2-1998
5体积管的安装
体积管属精密仪表，在安装和调整方面，必须严肃认真，以保证体积管的正确安装与正确使用，以确保运转自如，计量准确。
5.1体积管的安装，必须按照本厂提供的体积管地基图施工，详见安装图。
5.2体积管所有配管附属装置的选择，要符合体积管工作压力的要求，并考虑温度变化能自由伸缩，防止热变形传递给体积管本体。
5.3要采取适当措施，防止管线内产生水击。
5.4电气安装要便于操作与维护，排列整齐，电气安装要根据现场条件确保安全。
5.5在体积管的上游须安装过滤器和消气器（不是指流量计上游的过滤器和消气器），以消除机械杂质和气体，防止损坏体积管的零部件及内涂层，影响体积管的性能。
5.6体积管前要装有适当阀门，以备体积管停用或维修时，切断体积管与压力管线的联系。
5.7在进行体积管的强度试验时，应关闭体积管上下游的阀门，切断和工艺管线的联系，单独进行打压试验。
5.8安装前，要将各零、部件连接的部位，标准管线内壁，弯头内壁等部位擦干净，保持清洁，严禁破坏涂层，影响体积管的准确度。
5.9安装前，必须注意各部件、零件，不得相互碰撞，而至变形损坏，尤其是标准管段，弯头的法兰端面要小心，切不可视为一般管路的安装。
5.10“O”型密封圈的沟槽要清理干净，涂抹黄油，耐油橡胶石棉垫片在使用前要去除飞边毛刺。
5.11分体式管路支架、左右收发球腔的安装,应将各地脚螺栓预先装到相应体积管底版的螺栓孔内，找平后安装在基础上,等体积管整体安装完毕后，二次灌浆。
5.12安装具体步骤：
5.12.1安装发球腔Ⅰ
首先安装收发球腔Ⅰ，应先将支座的地脚螺栓预先装到底板的螺栓孔内，将发射腔用吊车或相应的起重工具吊运安放在基础上，用水平仪找平，用线吊垂。
5．12．2安装预行程管段Ⅰ
●将管路支架排列在基础上
●依照法兰圆柱面上顺序号01-01，将它们按顺序排列在支座上。
●参照5．12．3的安装步骤
5．12．3安装标准管段（含直管段、弯管等）
●将管路支架排列在基础上。
（见5.11）
●依照法兰圆柱面上顺序号02-02、03-03、04-04……依次类推，参照安装示意图，将它们按顺序排列在支座上。
●擦净圆柱定位销，涂上黄油，然后将其装入定位孔内。
●将螺栓全部穿入螺栓孔中并且带上螺母。
●使用仪器找平找直，同时对角紧固螺母，用力一致。
●检查安装无误后，用支座压板将各管段固定在支座上。
●检查安装顺序，确认无误后，安装定位销钉和连接螺栓
5．12．4安装预行程管段Ⅱ、发球腔Ⅱ
●将管路支架排列在基础上
●按照5.12.3的安装步骤，将法兰序号依次顺延,按照收发球腔Ⅱ的标准法兰的法兰序号，找出相应的预行程管段Ⅱ。
●参照5.12.3的安装步骤。
5．12．5安装四通阀
●四通阀是双向体积管关键部件，装卸时必须小心谨慎，平衡稳定，不得磕碰划伤，损坏四通阀。
●四通阀与体积管、计量管线的连接方式为法兰连接，密封件为耐油石棉橡胶板。
●连接方向如下图
●四通阀在180º方向上带有“INOROUT”字样的标牌的一对法兰和工艺主管道连接，其中配备检漏阀门的一侧连接到工艺主管道的下游；在另一个180º方向上带有“PROVER”字样的标牌的一对法兰和体积管本体连接
5．12．6安装检测开关
分别将起始检测开关、终止检测开关的开关座护帽卸掉，把检测开关的触头及接头部分轻轻地插入开关座的孔内。
防止碰伤“O”型密封圈，旋转开关体，应无卡阻现象，接线盒方向与水平计量段方向一致，最后旋紧固螺母。
5．12．7安装各组部件
体积管主体安装完成以后，将各阀门的接头、压力表等其余辅助部件全部安装上。
5．12．8耐压强度试验
在密封试验完成以后，提高压力至1.5倍的公称压力，历时10分钟，各部分连接处和焊缝都不得渗漏或塑性变形。
5．12．9电气接线
按控制台接线图连接检测开关、四通阀电动执行器与控制台。
5.13控系统中控制台由于不具备防爆性能,所以必须安装在与体积管相邻的控制室内,控制室内最好安装空调,并保持环境整洁,不得有较大功率的电动设备,并确保有可靠的接地条件,以降低干扰信号。
5.14体安装要求详见国家标准GB9101.3─88《原油动态计量固定式标准体积管安装技术要求》。
6.体积管的检定（水驱法标定）
6.1检定操作流程：
具体管线布置详见体积管水驱法标定流程图
将体积管的进出口从流量计工艺管线上断开，接入体积管水驱法标定系统。
正确连接体积管机械本体、标准量器、水标定管线和电控系统，确保系统的正常运行。
a.置换球投入体积管
打开发球腔Ⅰ快开盲板，把球形置换器放入发球腔内，投放时要轻放，以免损坏球形置换器，然后关闭发腔腔上的快开盲板。
注意要把快开盲板的防松嵌件装上，并用专用螺钉固紧，以确保体积管运行时的安全。
b.水循环
打开阀门1～阀门5，启动水泵，使水流经体积管、流量调节阀、换向器、标准量器，最后流回水池。
经过一段时间的水循环，为加速水温趋于稳定，也可发送置换球，使置换球在体积管内随液流循环运行，以确保在一次检定中水温变化不超过1℃。
c.测定水温
测定体积管入口、出口、标准量器出口及水池中的水温，当确认整个水循环系统中水温达到平衡时，方可进行试验。
d.湿润标准量器的内壁
湿润标准量器I的内壁，使量器I处于准备状态，水流经量器II流回水池。
e.调节阀门2～5的开度，使试验流量调至约为10m3/h，体积管入口压力调至约为0.25MPa。
为保证置换球能以同一速度通过检测开关D1、D2，在一次运行循环中阀门5的开度应保持不变。
f.发送置换球
打开各排气阀，待确认气体全部排除后，关闭各排气阀门，操作四通阀换向。
换向到位后，打开检漏阀门，如无泄漏，则密封可靠，置换球发出。
g.当置换球触发起始检测开关D1时，D1发出信号，一方面使换向器换向，将水导入处于准备状态的量器I中，另一方面使计数器开始计数。
同时按量器的放水时间关闭量器II的放水阀门11，使量器II处于准备状态。
h.当置换球触发起始检测开关D1时，读取体积管进、出口处压力表的压力值并取其平均值，作为该次检定的压力平均值。
读取体积管进、出口处的温度计上的温度值，取其平均值，作为该次检定的温度值。
i.当液面升到量器I的读数位置时，人工控制换向器换向，将水导入量器II，读取量器I的液面高度，打开放水阀门10，待水放空后，按量器的放水时间关闭量器I的放水阀10，使量器I又处于准备状态。
（注：
放水时间详见标准量器的检定证书）
j.当液面升到量器II的读数位置时，控制换向器，使水又导入量器I，又重复到（i）节所述过程，这样反复操作，分别纪录量器I、II的各次读数值，直到置换球触发检测开关D2为止。
k.若液面正好升到读数刻线，则读出容积值并纪录，若液面高度低于刻线值可加入同一温度的水，使其液面升至读数刻线，记下水的加入量，若液面高于刻度线，应在置换球到达终止检测开关D2之前，量出一部分水，使其液面在读数刻线范围内，并纪录量出水的容积值。
i.测量并纪录各次量器所计量的水的温度，在置换球一次运行中（即在置换球从起始检测开关D1到终止检测开关D2之间的一次运行），水的温度变化不得超过1℃。
m.打开各排气阀，确认空气放空后关闭。
n.重复（f）~（m），连续测量n次（n≥3）。
o.经过多次重复测定，完成所有性能试验，关停水泵，打开各放水阀门和排气阀，待体积管内水放完后，打开快开盲板，用真空取球器取出置换球，关闭快开盲板。
把置换球清洗干净，擦干后，存放好。
p.关停控制台，切断总电源，清理现场。
6.2标准容积的确定
6.3重复性及准确度的检定
6.4其他性能检查及验收
（6.2~6.4项参照JJG209—1994《体积管检定规程》）
6.5辅助设备及仪表：
a.标定水池（尺寸及容积的确定详见规程JJG209—1994《体积管检定规程》的7.1.1.1）
b.标定水泵：
扬程：
约为30m；流量：
约为15m3/h
c.标准量器：
准确度：
±0.025％；规格及数量：
详见表4
d.换向器
1）换向器规格：
DN50。
2）换向器的最大行程的时间差不大于20ms。
3）弹性球在两个检测开关之间的运行时间不少于10min，以减少换向器造成的误差。
4）在检定流量下，换向器应无漏水、溅水、渗水现象
5）检定过程中，置换球触发起始检测开关和终止检测开关时，换向器的动作应由检测开关控制，应可靠、无误。
中间换向由手工完成，应注意使量器的标高控制在容器的鉴定标尺范围内。
e.仪器
1）玻璃水银温度计：
测量范围：
0~50°，最小分度值为0.1℃，3只
2）标准压力表：
0~2.5Mpa，0.4级，2块
3）秒表：
分度为秒，2块
7.流量计的检定（系统的布置参考以下流量计量工艺布置图）
7.1流量计量工艺布置图
7.2被检的工作流量计技术参数
在一次检定过程中流量计至少发出10000个脉冲。
8．设计执行标准
GB/T17286.1—1998《液态烃动态测量体积计量检定系统.》
GB/T17291—1998《石油液体和气体计量的标准参比条件》
8.1相关国家计量检定规程
JJG259—89《中华人民共和国国家计量检定规程标准金属量器》
JJG667—97《液体容积式流量计检定规程》
8.2相关国家标准
GB3836.1《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》
GB3836.2《爆炸性环境用防爆电气设备“d”》
9.体积管的保养及注意事项
9.1体积管是高精度的计量器具，各组成部分不得磕碰划伤；
9.2完成对流量计的标定后，一般也可用于管道输油。
如果长期不用，应及时对体积管扫线，以防止结蜡现象；
9.3体积管用于管道输油的，在下次标定流量计前应先使体积管空循环几次，用置换球除去沾在体积管内壁的腊、污垢，以不影响体积管的标准容积；
9.4为保证体积管系统的温度稳定性，体积管应缠绕保温层（隔热层）；
9.5电控系统应由专门操作员管理，不得私自安装及卸载其它无关软件。
9.6四通阀的保养
9.6.1四通阀所配带阀门在连接好压力表后，在使用过程中应保持常开，以防止憋压。
9.6.2如果四通阀在比较寒冷的环境中使用，应将四通阀底部端盖上的旋塞去掉，释放其中可能残存的液体，以防止冻坏阀体。
9.6.3四通阀和动执行器在出厂前经过严格调试，用户不得自行调整。
10．成套性
10.1专用工具：
球规1套;取球器1套。
10.2备件：
置换球1个
10.3可选配套系统：
水标系统;清洗系统
11．验收
体积管生产完毕在本公司进行组装，性能调试，各项性能合格后，出具检定合格证。
用户在使用现场安装后，我公司派员参加由用户邀请所在地技术监督部门或具备计量监督效力的检定中心站主持的检定试验，合格后用户方可投入使用。
12.常见故障的维修及处理
部件名称
故障现象
造成故障的原因
排除方法
快开盲板
渗漏不密封
O形密封圈损坏或老化压圈没有压紧
更换密封圈、通过蜗轮转压紧
转动不灵活
蜗轮蜗杆阻摩大或磨损
更换或调正间隙、并注加润滑油使其灵活
LJGF光（电）纤检测开关
不发讯
探头已损坏
更换光纤探头
探头发光面和转臂反射面不光洁
用无水酒精或汽油擦净表面
引出线脱落或导线断损
用万用表测重检查导线和连接处是否可靠
+12V供电电源稳压源烧坏无输出
检查和更换
信号处理器（光隔板）元件损坏
检查和更换块光隔板换上（备用的）
常发讯
探头信号输出端断开
连上接线
发讯档板没有复位、弹簧失去弹性或断裂
更换（一般用户请不要自行拆调，这涉及需重标定体积管）
盖板打开后外来光线较强、引成反射
盖上盖板（保证密封）
未接触就误发讯（指球未触检测开关）
电控接地不良或坏境强电流干扰
良好接地，消除干扰源
水标时换向器电磁吸铁吸合干扰
电磁线包两端加装二相吸弧电容
13积管作业中的误差来源
●液流中混有气体
液流中夹杂空气和天然气，会导致检定失效。
如果气体占液流体积的1%，那么流量计读数就会出现大于1%的误差。
液流中含有空气，在系统中必然有一个进气的部位，例如泵从过低的液面抽吸液体，在液体表面形成旋涡，抽吸空气进入泵内，被输入液流中。
另外，液体在流动中，如果遇到局部低压区，原来溶解在液体中的气体就会分离出来,如果是挥发性液体，由于闪蒸现象，更会导致气体的产生。
●温度变化
用体积管检定流量计，温度的稳定是最基本的条件。
为此必要时可对管路采取保温措施。
这样可以大大减少检定时环境温度变化的影响。
●检测开关失灵
发现检测开关失灵，应当及时修理或更换。
依照有关的标准和规程，拆装检测开关后的体积管，应当重新标定其基准容积值。
根据ISO7278-4的推荐设计的体积管，设置有四个检测开关，并配用两个计数器，这样可以提供可靠的重复性。
●置换器与管道内壁之间产生漏失
置换器与标准容积段管道内壁之间，要保持完善密封，以保证重复性。
为此要定期取出置换器，检查其外表是否有划痕，外径是否达到2%的过盈量，充液单向阀是否损坏等。
置换器的外表面若是已经软化，弹性不足应更换新的。
●四通阀泄漏
四通阀的密封形式是DBB型结构，检查其密封情况十分方便。
经常打开检漏阀进行检查，必要时更换阀瓣或重新调整四通阀。
●被检流量计发出的脉冲数不够
在一次检定（即球形置换器的一个行程）过程中，被检定的流量计出的脉冲数不应少于10,000个，这样才能够保证计数器的示值误差在±0.01%范围。
例如收集到的脉冲数仅为2,000个，那么示值误差为±0.05%，这不宜保证高精度的检定。
如果被检流量计不能发出10,000个以上的脉冲，可以更换其脉冲发讯器。
或者采用ISO7278-3推荐的脉冲插值技术。
14安全要求
14.1通用规程
●由政府制定的安全规程，具有法定约束力。
●石油工业安全规程
●公司自己制定的针对性安全规程
●操作人员要熟悉这些规程，并养成自觉遵守的习惯。
14.2许可证
操作人员必须经过考核，获得资格证书后，方可操作。
14.3机械系统的安全
14.3.1体积管的压力等级
工作压力不允许超过体积管的压力等级。
14.3.2体积管的停用
体积管停用时，应当排空其内部的液体。
14.4从体积管内取出置换器
体积管进出口阀门处于断开状态；
●打开发球腔Ⅰ、打开发球腔Ⅱ顶部排气阀；
●打开发球腔Ⅰ侧面的排空阀；
●打开发球腔Ⅰ上的快开盲板，观察液位；
●当液位落至置换球的1/3球缺以下时,用取球器将置换球取出；
14.5电器安全
14.5.1使用能够胜任的人员。
操作人员要经过理论和实践考核，合格后方可操作体积管的电气设备。
14.5.2电器设备的使用
安装于管线系统现场的电器设备，要有防爆合格证。
普通的电器和电子设备，严禁在有可燃性气体和油蒸汽的场合使用。
14.5.3电源隔离
电器设备在检查、修理、更换之前，要确认已经与电源隔离。
14.5.4接地和屏蔽
接地和屏蔽的目的是，当设备出现故障时有效的保护工作人员，消除静电。
接地和屏蔽的情况应定期检查。
14.5.5防火
体积管的工作场地，要设置灭火器，地点合理，类型正确。
工作人员应悉知灭火器的正确使用方法，不得任意拆缷灭火器。
灭火器要按规定周期进行检查，最后检查日期应当记录在案。
任何灭火设备如果没有检验日期，应报告管理人员更换设备。
对废油和擦油布，应放到密封金属容器，定期消除。
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