超声波流量计的安装及质量控制

超声波流量计的安装及质量控制

周勇

中国核工业二三建设有限公司广东汕尾516545

摘要：本文通过对超声波流量计的施工流程、安装方法及质量控制进行论述，阐明应用安装的具体方法质量控制。

关键词：流量计；安装；质量

引言：

核电厂循环水系统出水管沟的设计流量值为19.924m3/s，设计压力值为正压小于0.3MPa，负压小于-0.1MPa，该管沟为直径300mm的大型沟渠，且管沟中的介质为海水，为了保证测量该管沟的流量精度满足设计要求±1%范围内，实现对管沟流量的精确测量，并可随时掌握水流的状态及进行优化调准，另测量的设备保证耐海水腐蚀，且抗电磁干扰，通过超声波流量计实现控制要求。因此施工质量的好坏直接影响精度的控制及使用的长久性。

施工前准备控制

技术条件的准备

施工文件均正式发布且满足现场需要；施工方案、质量计划、工作程序、厂家资料等文件均得到内外部的批准；对参加管沟的施工人员和质量检查人员进行相关工作程序、技术要求、施工图纸等的培训和交底；特别是焊接人员必须具备相关的焊接资质；组织相关技术人员和施工人员以及安全人员提前了解现场施工环境。

施工材料、工机具的准备

由于施工材料主要是由厂家提供，在施工前，需根据工程量核对现场所使用的材料，核对主机，现地单元箱，换能器是否供货满足，质量验收是否已合格，核对其他螺栓，电缆等材料的供货及验收情况是否满足；

现场施工使用的工机具：220V电源箱、电动钻孔器、磨光机、钢卷尺、热风机、电焊设备等标定合格并在使用有效期内。

现场施工环境的检查

1）确保水排干或少量可控，通风良好，现场照明具备，办理好相应的介入施工票、密闭空间作业票；

2）密闭空间进入前，先通风后进行氧气检测，满足要求后进入；

3）确保汽轮机厂房出口段的闸门已关闭，闸门控制装置在锁定的状态，并挂“严禁操作”牌；

4）脚手架搭设并验收合格，管沟内水已抽后，施工人员戴好安全带，系上防坠器，随身携带测氧仪。

施工步骤

流量计安装主要包括：电缆管的预埋敷设，换能器的定位安装，主机及现地单元的安装以及电缆的敷设及端接。

电缆管的预埋及敷设

根据图纸确定电缆管的位置，做出标识并现场测量敷设管路长度；电缆管规格型号符合设计要求，电缆管弯制后不应有裂缝或显著的凹瘪现象，一般弯扁程度不大于管子外径的10%，弯曲半径应大于管子外径的10倍以上，并应满足电缆的最小弯曲半径；切段口应锉平、无毛刺和尖锐棱角，并作防腐处理；电缆管的敷设位置应符合图纸要求；并列敷设的电缆管应排列整齐，电缆管连接应牢固，密封应良好，套接的短套管的长度不应小于电缆管外径的2.2倍，电缆管在穿过建筑伸缩缝或变形缝时，应采用金属软管连接；电缆管在端头处与其连接的电气设备（或负荷）的接地点作可靠连接，该项作业在后续电缆施工时进行，安装完毕应对管口进行堵塞，以防管内进入混凝土等杂物。

换能器的定位及安装

安装换能器的测量断面必须处于管沟的平直段，保证测量的精确度更高，管沟与水平面的倾角小于25°，且上、下游侧的直管段越长越好，最好下游侧的直管段大于上游侧的直管段长度，换能器尽量不要安装在缝隙处；

由于换能器是在直径为3米的管段内圆周性分布安装，所以在安装前需搭设高约1.5m，长约1.2m，可以左右移动的一个安装平台，同时制作20*20mm，长约1.5m，可以上下调节高度的两个靶板，靶板用于标记上下游的中心点，最后再搭设一个1.5m的三脚架，用于架设经纬仪，测量测点的具体定位；

清理施工区域，保持上游15m，下游30m内无大量积水，杂物，具备可施工的条件，在距测量中心上、下游约1倍管径处选择一横截面，分别把制作好的靶板腿部固定在该截面的最高点，并且保证靶板面板在管沟中心，且面板和管沟横截面平行。两块靶板上分别贴上白纸，已靶板脚为起点，沿管沟截面圆周等分8点，分别以这八点为圆心，以半径为50mm的长度向靶板上画弧，弧线两两相交，构成两个弧线四边形，连接其中一个弧线四边形的两对角线，其交点记为A，同样连接另一弧线四边形的两对角线得另一交点记为B，连接A，B，它们的中心即为管沟圆心，标记为C，上、下游靶板各得一点，两点的连线记为管沟的轴线。以找到的管沟圆心为基准点，分别实测出上、下游八等分点处管沟的半径，上、下游分别用R，Rˊ标记；

在管沟轴线的中心处架设三脚架并进行调节固定，架设经纬仪，调平经纬仪，使经纬仪的物镜调准在轴线处，将经纬仪牢固在三脚架上，防止经纬仪移动。调节经纬仪上的横盘水平，竖盘垂直；

通过经纬仪现场确定出每个换能器的具体安装位置，做好标记。使用换能器安装模板定出换能器底座的轮廓线，使用模板时，应将模板上标有“水流方向”中的一侧始终指向下游侧，用划针沿模板内的安装孔在管沟壁内划出固定螺栓的位置，施工班组按照确定的螺栓位置进行开孔处理，按照文件要求，钻出φ14的孔洞，钻深75mm，钻完对孔洞进行清理干净，挤入化学锚固螺栓膏（HVU剂），插入M10化学锚固螺栓，经过12小时凝固，再安装换能器底座，安装换能器时，先拧下换能器上M10*58的螺栓，将换能器装入换能器底座中，再用M10*58的螺栓将换能器固定在底座上，待所有换能器安装完毕后，用激光笔对换能器进行定位确认，再将换能器上的止动螺钉M5拧紧，锁死；

每个换能器自带两根电缆，每个管沟有16根电缆分两组（每组8根）分别从两个预埋管穿出。换能器自带的电缆敷设需采用UPVC管保护，可避免水流冲刷以及便于电缆固定，UPVC管采用管卡和化学锚栓固定在管沟内壁上，UPVC管敷设方式将结合文件要求以及根据现场条件定位，满足护管的布置合理即可，护管的管卡一般相隔500—600mm，每个管口必须无利刃。UPVC管安装固定好后，便可向护管内穿换能器电缆。根据上、下游位置，将换能器电缆往护管中穿，穿电缆时需小心，避免用力拉扯导致电缆弄破或拉断，同时在管沟预埋管出口处焊接八芯穿缆器，穿缆器φ60外径与预埋管φ60.3外径以焊接的方式固定安装，将管沟内的电缆从UPVC管穿出进入预埋管，再从预埋管穿出穿缆器，穿出穿缆器时，依次穿过70*5.7的O型密封圈，密封块、10*1.9的O型圈、压块、上盖（8根电缆共用一个70*5.7的O型密封圈，每根电缆均要穿一个10*1.9的O型圈）。最后将上盖与底座连接，用M6*30拧紧即可。

主机及现地单元安装

主机柜底部4角预留4个φ12的孔，可用M12的地脚螺栓固定在测流井室内的基础上；现地单元采用壁挂式安装，机箱4角预留4个φ11的孔，可用M10的化学锚栓固定在测流井内的墙面上。

电缆的敷设及端接

主机及现地单元的连接电缆采取屏蔽双绞线连接电缆，现地单元至换能器的信号电缆采取放水电缆，在电缆敷设时按照路径要求敷设，同时敷设时避免硬拽，导致电缆损坏，在电缆端接前确认编号无误，剥切电缆时不应损伤线芯和保护的绝缘层。

质量控制

超声波流量计安装，具有施工工期紧、工艺要求高、施工工序多、施工材料多、施工空间密封、现场环境危险高度性强等特点，这些因素无形中增大了流量计安装的难度，也给质量及安全保证带来困难，实际工作中对以下环节质量控制全过程跟踪：

材料使用方向的控制，在材料领用前对材料再次进行检查，确认每种材料的使用方向及数量可控；现场施工环境复杂，安装部位改动需要通过设计变更的形式经过设计确认，做好“有据可依”；电缆的端接设置停工待检点，全过程见证确保端接质量；确保焊接质量，从焊接工艺评定、焊工培训、质量计划设置控制点、焊口检验等各个方面来对焊接进行全程跟踪控制；现场施工完成后，及时各方见证并形成有效文件记录；及时清理施工现场，减少障碍物，保持热源与易燃物的安全距离，采取必要保护措施。

结束语

超声波流量计的安装模式满足工程要求，通过对该流量计的安装，满足后续流量的测量要求，同时该安装方式希望对以后同类工程有一定的借鉴价值。

参考文献：

[1].超声波流量测量装置设备竣工文件CJX57120001003A44SD

[2].超声波流量计内装式换能器安装手册UF911.002.AS

[3].建筑电气工程施工质量验收规范GB50303-2011