Il rivestimento delle tubazioni è un fattore importante da considerare quando si installa unmisuratore di portata a ultrasuoni a pinzaSebbene i trasduttori siano montati all'esterno del tubo, il segnale ultrasonico deve attraversare la parete del tubo e, in molti casi, il rivestimento interno prima di raggiungere il liquido.

Pertanto, il tipo e lo spessore del rivestimento del tubo possono avere un'influenza significativa suintensità del segnale, trasmissione acustica, spaziatura dei trasduttori e stabilità della misurazione.

1. Come si propaga il segnale ultrasonico attraverso un tubo rivestito?

Per un tipico flussometro a ultrasuoni a pinza, il segnale ultrasonico segue un percorso simile a questo:

Trasduttore → Parete del tubo → Rivestimento del tubo → Liquido → Rivestimento del tubo → Parete del tubo → Trasduttore

A differenza di un flussimetro a inserzione, i trasduttori non entrano in contatto diretto con il liquido.

Il segnale ultrasonico deve attraversare diversi materiali prima di raggiungere il liquido. Ciascun materiale possiede proprietà acustiche differenti, pertanto il segnale può subire riflessione, rifrazione e attenuazione alle interfacce tra i materiali.

Per questo motivo, durante l'installazione di un flussometro a ultrasuoni, è necessario considerare il rivestimento interno delle tubazioni.

2. Perché il materiale della fodera è importante?

I diversi materiali di rivestimento hanno diverseimpedenza acustica e velocità del suono.

I materiali comunemente utilizzati per il rivestimento delle tubazioni includono:

• PTFE
• Gomma
• Gomma dura
• Malta cementizia
• Resina epossidica
• Plastica
• Altri rivestimenti protettivi

Quando un'onda ultrasonica si propaga da un materiale all'altro, parte della sua energia può essere riflessa all'interfaccia.

Per esempio:

Parete del tubo → Rivestimento → Liquido

Ad ogni interfaccia, la differenza nelle proprietà acustiche può influenzare la quantità di energia ultrasonica che penetra nel materiale successivo.

Se la discrepanza acustica è significativa, una maggiore quantità di energia potrebbe essere riflessa e una minore quantità potrebbe raggiungere il trasduttore ricevente.

Ciò può comportare:

Intensità del segnale inferiore e misurazione acustica più complessa.

3. Perché lo spessore del rivestimento è importante?

Anche lo spessore della fodera è importante.

Un rivestimento sottile può avere un effetto relativamente limitato, mentre un rivestimento spesso può aumentare significativamente la lunghezza del percorso acustico attraverso il materiale di rivestimento.

Durante il passaggio attraverso il rivestimento, parte dell'energia del segnale ultrasonico può essere attenuata.

Pertanto, le condizioni di misurazione sono influenzate da:

Materiale della fodera + Spessore della fodera + Proprietà acustiche

Per questo motivo, due tubi con lo stesso diametro nominale e lo stesso materiale esterno possono comportarsi in modo diverso se i loro rivestimenti interni sono differenti.

Per esempio:

Tubo in acciaio al carbonio senza rivestimento

E

Tubo in acciaio al carbonio con un rivestimento in gomma spesso

possono avere caratteristiche di trasmissione ultrasonica significativamente diverse.

4. Perché i rivestimenti in gomma e plastica possono essere problematici?

Alcuni materiali di rivestimento morbidi o a bassa velocità acustica possono rendere più difficile la misurazione a ultrasuoni con morsetto.

Tra gli esempi si possono citare:

• Rivestimenti in gomma
• rivestimenti in PTFE
• Rivestimenti in plastica

L'onda ultrasonica può subire una maggiore attenuazione o riflessione attraversando questi materiali.

Ciò può comportare:

• Riduzione dell'intensità del segnale
• Difficoltà crescente nel rilevamento del segnale
• Una gamma più ristretta di spaziatura adatta dei trasduttori
• Maggiore sensibilità alle condizioni di installazione

Ciò non significa che i tubi rivestiti non possano essere misurati.

Piuttosto, il flussometro deve essere selezionato e configurato correttamente in base alle effettive condizioni della tubazione e del rivestimento.

5. In che modo il rivestimento interno delle tubazioni influisce sulla spaziatura dei trasduttori?

Per i flussimetri a ultrasuoni a pinza, la spaziatura dei trasduttori viene normalmente calcolata in base a diversi parametri, tra cui:

• diametro del tubo
• spessore della parete del tubo
• Materiale per tubi
• Materiale di rivestimento
• Spessore della fodera
• Tipo liquido
• Temperatura del liquido
• Velocità degli ultrasuoni attraverso i diversi materiali

Pertanto, se le informazioni relative al rivestimento inserite nel flussometro sono errate, anche la spaziatura calcolata tra i trasduttori potrebbe risultare errata.

Ad esempio, se il tubo reale ha un rivestimento in gomma di 5 mm ma lo strumento è configurato come un tubo in acciaio non rivestito, il percorso acustico calcolato potrebbe non corrispondere accuratamente alla struttura reale del tubo.

Ciò può rendere più difficile l'acquisizione del segnale e può influire sulle prestazioni della misurazione.

6. Un flussometro può emettere un segnale forte su una tubazione rivestita?

SÌ.

Il rivestimento interno di una tubazione non implica automaticamente che il segnale ultrasonico sarà debole.

L'effettiva intensità del segnale dipende dall'effetto combinato di:

Materiale del tubo + Spessore della parete + Rivestimento + Liquido + Trasduttore + Installazione

Un'installazione ben progettata su una tubazione rivestita può comunque fornire un segnale ultrasonico stabile e potente.

Pertanto, la presenza di un rivestimento non deve essere considerata un'indicazione automatica dell'inadeguatezza della misurazione a ultrasuoni con pinza.

7. In che modo le bolle d'aria possono peggiorare il problema?

Le tubature rivestite possono presentare anche un altro potenziale problema: l'accumulo di aria.

Se il tubo non è completamente riempito, o se sono presenti bolle d'aria nel liquido, il segnale ultrasonico può essere notevolmente attenuato o disperso.

La condizione combinata di:

Rivestimento spesso + Bolle d'aria + Accoppiamento scadente

può rendere particolarmente difficile la trasmissione del segnale ultrasonico.

Pertanto, il luogo di installazione dovrebbe idealmente essere scelto su unsezione di tubo completamente riempita, lontano da luoghi in cui l'aria può accumularsi.

8. Come dovrebbero gli ingegneri valutare una tubazione rivestita?

Prima di installare un flussometro a ultrasuoni a pinza, si consiglia di raccogliere le seguenti informazioni:

1. diametro esterno del tubo
2. spessore della parete del tubo
3. Materiale per tubi
4. Materiale di rivestimento
5. Spessore della fodera
6. Tipo liquido
7. Temperatura del liquido
8. Velocità di flusso prevista
9. Condizioni del tubo
10. Lunghezza del tubo dritto disponibile

Queste informazioni consentono al flussometro di determinare una configurazione acustica e una spaziatura dei trasduttori più appropriate.

Per le applicazioni più complesse, prima dell'installazione definitiva può essere utile effettuare dei test in loco.

9. Quali sono i sintomi tipici di un problema correlato al rivestimento?

Un problema acustico legato al rivestimento può manifestarsi come:

• Segnale debole
• Intensità del segnale instabile
• Difficoltà nell'acquisizione del segnale ultrasonico
• Letture di flusso errate o instabili
• Perdita frequente del segnale
• Forte sensibilità alla posizione del trasduttore

Tuttavia, questi sintomi non significano necessariamente che il rivestimento stesso sia l'unica causa.

Sintomi simili possono anche derivare da:

• Accoppiamento scadente del trasduttore
• Spaziatura errata dei trasduttori
• Spessore eccessivo della parete del tubo
• bolle d'aria
• Parametri della tubazione errati
• corrosione della superficie del tubo
• Vibrazione del tubo

Pertanto, la risoluzione dei problemi dovrebbe considerare l'intero percorso acustico anziché concentrarsi solo sul rivestimento.

Il rivestimento del tubo influisce sulla misurazione del flusso ultrasonico a pinza perché il segnale ultrasonico deve passare attraverso ilparete del tubo e rivestimento prima dell'ingresso del liquido.

Il materiale e lo spessore del rivestimento possono influenzare la trasmissione acustica, l'attenuazione del segnale, la riflessione e la distanza necessaria tra i trasduttori.

I fattori chiave possono essere riassunti come segue:

Materiale del tubo + Spessore della parete + Materiale del rivestimento + Spessore del rivestimento + Proprietà del liquido → Trasmissione acustica → Qualità del segnale → Stabilità della misurazione

Pertanto, nella scelta e nell'installazione di un misuratore di portata a ultrasuoni a morsetto, il rivestimento della tubazione deve essere sempre considerato una parte importante del percorso di misurazione acustica.

Un tubo rivestito non impedisce necessariamente la misurazione a ultrasuoni, maIl materiale e lo spessore del rivestimento devono essere considerati correttamente durante la selezione del flussometro, la configurazione dei parametri e l'installazione del trasduttore..