超声波物位计安装施工工法

物位计安装施工工法 马鞍山钢铁建设集团有限公司 1 1 前前言言 超声波物位计也称超声波液位计 超声波水位计 超声波料位计 是一种 优良的非接触的界面测量设备 适合石油 化工 自来水 污水处理 水利水 文 钢铁 煤矿 电力 交通以及食品加工等行业 它安装 操作简便 适用 性广 价格低廉 是一种物美价廉的物位物位 液位测量设备 一般对物位计的安装应根据厂家指导来安装 但在实际施工过程中 因现 场环境 施工进度 工期及仪表厂家主观等诸多因素难以实现 这样就有可能 为后续的调试 使用带来测值不准 无故当机等问题 本工法在物位计的一般 安装步骤流程的基础上 根据物位计通用原理及自身结构特点进行编制 在确 保工程质量和安全施工的前提下 有效地避免了上述问题及隐患 达到了工程 连续施工 提高施工质量的目的 2 2 适适用用范范围围 本工法适用于多数超声波物位计安装 3 3 工工艺艺原原理理及及施施工工特特点点 3 1 工艺原理 本工法包括现场勘查 物位计电缆桥架安装 电缆管敷设 电缆 敷设及接线 仪表管路敷设 现场物位仪表安装 等方面的施工方法及技术要求 3 2 施工特点 现场仪表施工受到工艺设备 现场环境等专业施工制约 施工期在工 程的后期 施工工期短 4 4 施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点 4 1 施工工艺流程图 见图 4 1 4 2 操作要点 4 2 1 电缆桥架支架制作及安装 根据审核后的图纸 和现场情况确定电缆桥架主通道走向 在工地组合场将电缆桥架的支吊架进行组合 电缆支架的形式应按现场条 件因地制宜地进行考虑设置 通常采用槽钢立柱配角钢横担螺栓连接方式组合 电缆桥架支架 将电缆桥架支架运到现场进行焊接安装 电缆桥架支架焊接时应先点焊找 正 然后再施行焊节 以防止变形 焊缝应饱满牢固 无咬边 突刺及砂眼 焊缝应均匀 其厚度不得小于 5mm 焊接后应及时清除药皮和焊渣 并刷底漆 防锈漆 工字钢立柱安装前应先定位 并弹粉线标示出 安装时先点焊 作临时固定 待整排支架全部安装完毕校正好后 方可进行焊接 工字钢立柱 及托壁的安装应横平竖直 垂直误差不得超过其长度的千分之三 水平误差不 得大于 5mm 支架间的水平误差不得大于 2mm 电缆支架安装完毕后 应将焊接前未刷油漆处及在安装过程中漆皮碰落处 刷银粉漆 面漆 电缆桥架安装 电缆桥架应平整 加工尺寸准确 内部光洁无毛刺 电缆桥架的安装应横平竖直 排列整齐 其上部与楼板之间应留有便于操 作的空间 槽与槽之间 槽与盖之间 盖与盖之间 槽与连接箱之间的连接处 应对 合紧密 槽的端口应密封 槽盖与槽盒之间应固定牢靠 并便于拆卸 当由电缆桥架中间引出电缆时 应采用机械加工的方法开孔 选用液压开 孔器进行开孔 并采用电缆管或金属软管与电缆桥架连接 电缆支架应固定牢固 横平竖直 整齐美观 其间距应符合下列规定 A 角钢制作的电缆支架在水平敷设时 支架间距应小于 0 8m 垂直敷设时 支架间距应小于 1m 层间净距一般在 150mm B 在同一直线段上的支架间距应均匀 层间距应相同 电缆桥架的连接 变宽 变高 小角度转角时 应分别使用配套的连接片 调宽片 调高片 调角片等通用配件 并采用螺丝连接固定 电缆桥架到货后 应检查其型号规格是否符合设计 镀层是否完好 外形 应无扭曲和变形 配件是否齐全 电缆桥架在水平段安装时 每米的水平偏差应小于 2mm 同一水平段的总 的水平偏差应小于 10mm 垂直安装时 每米的垂直偏差应小于 2mm 同一垂直 段的总的垂直偏差应小于 10mm 单个桥架之间要保证可靠的电气连接并统一接入电气接地系统 多层电缆桥架安装要求其层间中心距为 300mm 4 2 2 电缆管敷设 敷设路径选择 1 根据图纸和现场实际情况确定电缆管的走向 弯制形状和尺寸 要兼 顾将来两侧连接金属软管和穿电缆的便利 确定电缆管的敷设方式 2 单根电缆管的弯头最多不超过 3 个 直角弯不超过 2 个 3 当电缆保护管采用暗敷时 其引出地面高度一般不低于 1m 引至设备 的电缆管应便于电缆与设备端子的连接且不妨碍设备拆装和进出 以便于金属 软管连接和防止进水 电缆管的弯制 1 电缆保护管的弯曲半径 应符合所穿入电缆弯曲半径的规定 保护管 的弯曲度不应小于 90 电缆管的弯扁程度不大于管子外径的 10 2 电缆管管口要用锉磨光 倒角 3 由于热控电缆截面积较小 电缆保护管的弯制一般可用电动或液压弯 管机冷弯制 也可用手动弯管器弯制 使用手动弯管器时 先将管子需要弯曲 部位的前段放在弯管器内 然后用脚踩住管子 手扳弯管器柄 稍加一定的力 使管子略有弯曲 在逐点移动弯管器 使管子弯成所需的形状 4 管子弯曲后 不应有裂纹或显著的凹陷现象 弯曲部分的断面应呈圆 形 其弯扁程度不大于管子外径的 10 电缆管支架的制作 根据电缆管数量和所安装位置确定支架形状 尺寸 一般选用角钢作支架 角钢支架要平直 管间距不小于 30mm 便于安装软管接头 排管间距均匀布 置 选用合适的管卡 在混凝土或砖墙上用膨胀螺栓固定管支架 如装在钢梁 上 则直接焊接 焊接处应刷上油漆 电缆管明敷 1 明敷电缆管可采用双卡套接头连接 成排敷设的电缆管中间接头要排 列一致 连接要牢固 密封应良好 2 电缆管要横平竖直 成排敷设的电缆管弯头弧度一致 管口平齐 管 间距要保证能安装软管接头 3 电缆管卡规格相同 排列整齐 每根电缆管至少固定两点 固定点间 距不宜超过 3m 电缆管暗敷 1 成排埋设的电缆管露出地面部分 排列整齐 间距相等 管口平齐 且尽量一次敷设到位 避免再次接头 2 敷设完的电缆管如果暂时进行下一步 应临时封堵 以免落入杂物 金属软管及软管接头安装 1 根据电缆管选用合适的金属软管 软管长度要适中 一般情况下 管 径越大 软管长度越长 电缆管侧用卡套接头连接 设备侧用外螺纹软管接头 连接 主要连接方式及要求如下 2 电缆软管与就地接线盒及控制箱连接 按普通外螺纹软管接头规格用液压开孔器在箱底部或侧面开孔 箱内用螺 母将外螺纹软管接头与挂箱连接 3 电缆软管与电缆桥架连接 直接在桥架侧壁用液压开孔器开孔 并用螺母将外螺纹软管接头与桥架连 接 4 电缆软管与单个热控设备相连接 1 热控就地设备包括吹灰器控制箱 就地热电偶热电阻 就地变送器 就地压力开关及差压开关等 2 根据仪表进线孔径及螺纹大小规格 加工特制的软管接头 一端 与金属软管相连 另一端接入仪表进线孔处 4 2 3 电缆敷设 电缆敷设前准备工作 1 技术人员根据图纸和设备布置的实际情况编写电缆清册 2 应尽量使电缆少出现交叉 按系统图 原理图 盘内配线图 端子箱 接线图等 核对电缆清册中的电缆编号 规格 线芯数 3 电缆到达现场后 如果现场不具备敷设条件 则应将电缆放置在有遮 蔽的货棚内保管 并应防止日晒 雨淋 电缆轴要求立放保存 技术人员应仔 细核对电缆的型号和数量 检查规格型号是否与标志一致 确认电缆能满足现 场使用需要 包装和电缆有无损坏 封端是否完好 并进行电缆绝缘测试 发 现问题及时提出 4 电缆盘应用吊车装汽车运输 热控电缆应运入控制室或其附近 以便 集中敷设 5 电缆敷设前 先将通道清理干净 检查通道是否畅通 并将要放的电 缆轴准备就位 检查电缆支架等是否牢固 并应检查敷设路线是否正确 有无 堵塞或不能通行的地方 高空敷设电缆脚手架是否牢固 6 信号电缆 控制电缆与动力电缆应按顺序分层排列敷设 如在同一层 敷设时 带屏蔽信号电缆 强电信号控制电缆 电源电缆 电动阀门动力回路 电缆宜按自上而下的顺序排列 7 电缆敷设的顺序要按照先敷设集中的 再敷设分散的 然后敷设短的 在电缆敷设清单上应列出每根电缆的编号 规范 起点 终点 长度和走向等 8 根据编制清单 将敷设电缆用的标志条准备好 电缆用的标志条用电 脑打印出来 在标志条上要写上编号 规格 起点和终点 一根电缆要写首 末两个标志条 在敷设每放一根电缆时 将一个标志条用透明胶带贴在电缆首 端 另一个标志条贴在电缆末端 9 将敷设电缆时要用到的黑绑线 电缆剪子 绳子等准备齐全 即可敷 设电缆 电缆敷设 1 电缆敷设应尽量做到横看成线 纵看成片 引出方向一致 弯度一致 余度一致 松紧适当 相互间距离一致 并避免交叉压叠 达到整齐美观 2 电缆轴用电缆轴支架支起或者用简易电缆支架支起电缆轴 架电缆轴 用的支架应按电缆质量和电缆轴上穿轴孔径选择 一般采用足够强度的钢管 如果条件允许 可同时架起不同规格的数轴电缆 以缩短换轴时间 敷设电缆 时 电缆应从电缆轴的上方引出 电缆轴的转动速度与敷设速度应配合很好 每次拽出的电缆不宜过长 以免在地上拖拉 3 电缆敷设必须由专人负责指挥 在电缆敷设前向全体施工人员交底 说明敷设电缆时的要求 电缆敷设的始末端 工艺要求以及安全注意事项等 人员分配为 直线段每隔 6 8m 设 1 人 转弯处两侧各设 1 人 穿过平台 楼 板 墙时上下或前后各设 1 人 电缆盘处设 3 4 人 在转弯多或路径长的地 方应分段指挥 以引出端为主传动命令 4 放电缆时全线要听从指挥 应同时用力或停止 在转弯处应先将电缆 甩出一定长度的大弯 再向前拉 对于弱电及低电平信号电缆 特别是需要抗 干扰的信号电缆 不得与强电回路电缆敷设在同一层电缆桥架内 5 电缆敷设时 常经过许多弯曲处 由于电缆本身细而长 敷设时稍微不 慎就会弯曲过度 使电缆中的绝缘层受到损伤 因此要求在敷设电缆时 电缆 的弯曲半径不小于电缆外径的 12 倍 电缆应有足够的预留长度 以补偿因温 度变化而引起的变形 6 每根电缆敷设好后 必须待两端留有足够长度 各转弯处已作初步固 定 直线段已初步整理过并确认已符合设计要求及工艺要求时 才允许切割 7 电缆敷设到一定数量时 应暂停敷设进行全线整理 要求如下 1 水平敷设的直线段两端及中间选择适当几点进行绑扎固定 2 垂直敷设的所有支持点进行绑扎固定 3 转弯处的两端进行绑扎固定 4 引进控制盘 台前 300 400mm 处以及电缆夹层内电缆用黑绑线绑扎 固定 5 敷设到就地设备的电缆 由桥架出来后穿入电缆保护管 到设备处加 装金属软管和软管接头 8 电缆敷设完毕后 盖上电缆盖板 并作好电缆敷设记录 4 2 4 电缆终端头制作和接线 电缆敷设完毕并绑扎完毕后 进行终端头制作 电缆两端要剥出 一定长度的线芯以便与接线端子排连接 制作终端头是电缆施工中最重要的一 道工序 既与安全运行有关 又直接影响施工工艺的美观 在剥切电缆保护皮前 应先将电缆整理排列固定 根据现场盘柜 实际情况需要加装电缆固定装置 用电缆刀 钳子等工具剥切电缆外保护层 用力要得当 不能伤着电缆 用电缆刀切一环形深痕 其深度不超过保护层的 三分之一 以免伤及电缆线芯 然后沿电缆纵向用电缆刀在护层上割一直线深 痕 深度不超过保护层厚度的二分之一 用螺丝刀将保护层切口挑起 把保护 层剥下来 切口应使之圆滑无毛刺 电缆头制作 电缆保护层剥切下来后 露出的就是电缆线 屏蔽 电缆还有屏蔽层 先将电缆线分离 标号并撑直分心 热控电缆头用加填料 热缩管缩封的方式作头 这样使得施工更简便 并且美观 对热缩管应四周均 匀加热 对于屏蔽电缆 作头时应将屏蔽层以 线 的形式引出 以备接地 电缆接配线 用尼龙绑扎带将电缆线芯绑扎成捆 要求每根电缆分开 备 用芯按照最长考虑并排列在线芯内 捆绑时不要过紧 绑扎带间距应均匀 排 好线后即可进行接线工作 根据接线图核对电缆编号 电缆型号正确与否 然 后进行接线 一般先将控制室盘 台 柜侧接好线后 再与就地设备及控制箱 内电缆进行校线及接线 接线时要求整齐 美观 端子号正确 接线完毕后 挂上电缆牌 屏蔽电缆 屏蔽电线 疲敝补偿导线的屏蔽层均应接地 并遵守 下列规定 1 总屏蔽层及对绞屏蔽层均应接地 2 全线路屏蔽层应有可靠的电气连续性 当屏蔽电缆经接线盒或中间 端子柜分开或合并时 应在接线盒中间的端子柜内将其两端的屏蔽层通过端子 连线 同一信号回路或同一线路屏蔽层只允许有一个接地点 3 屏蔽层接地的位置应符合设计规定 当信号源浮空时 应在计算机 侧 当信号源接地时 屏蔽层的接地点应靠近信号源的接地点 当放大器浮空 时 屏蔽层的一端宜与屏蔽罩相连 另一端宜接共模地 当信号源接地时接现 场地 当信号源浮空时接信号地 4 2 5 仪表管路敷设 施工前的安装检查 从设备库领来的仪表管的规格 型号 材质必须符合设计要求 外观上无 裂纹 伤痕和严重锈蚀等缺陷 不直的导管应调直 内部清洗 用干净的白布带用钢丝带着 穿过导管来回拉擦 除净管内积垢和积漆 清洗后的导管应及时放在离地的货架子上 以防污物进入管内 在用布条拉擦 时应注意防止布条落入管内 以防止人为的管内堵塞 导管的弯制 一般采用手动弯管器进行冷弯制 在现场 在对个别的弯头进行校正可采 用氧 乙炔焰热煨 导管的连接 导管与仪表连接处采用不同 合乎垫片规定标准 材质的垫片进行压垫套 接头式连接 导管固定 采用可拆卸的卡子 用镀锌螺丝固定在支架上 支架制作及安装应满足仪 表管路的坡度要求 整齐 均匀 导管的敷设 1 管路施工应阶段验收 施工完的管路应严密 畅通 无错接 无漏 焊 2 仪表管的材质 规格符合设计要求 3 穿平台或墙壁时应加保护套管或保护罩 4 管路与仪表连接头处应对准 连接接头处不得承受机械应 力 5 敷设的管路不应有明显的损伤 6 管子弯制采用冷弯 弯曲半径大于管外径的三倍 无裂缝凹坑 弯 曲断面椭圆度不大于 10 7 不同管径的仪表管对接内径差应小于 2 mm 8 固定仪表管采用可拆卸的卡子固定在支架上 管间距布置均匀 9 支架牢固 均匀 整齐 美观 支架间距水平敷设支架间距 1 1 5m 垂直敷设支架间距 1 5 2m 并满足管路不同坡度的要求 施工完毕的 管路两端应挂明显的标志牌 写明编号 名称 用途 10 管路与电缆间距大于 150 200mm 11 型钢必须用无齿锯切割 不得电火焊切割 焊接处要打掉药皮 焊 点及切口要补漆完整 4 2 6 盘底座制作及安装 盘底座制作 首先根据设计图纸并结合实际尺寸下料 制作 一般采用型钢 槽钢 制 作 槽钢可以立放也可以平放 在控制室内一般采用平放方式 盘底座尺寸应 与盘底相符且略大 成排布置的 盘底座在自由端应伸出盘沿 5 10mm 作为富 裕长度 盘底座制作前 型钢应进行调平 调直 制作时严禁用气割下料 底座应 在工地组合场进行制作 用水平尺 角尺 找平和找正后 再用电焊点焊 这 样反复几次 当水平误差小等于 0 15 对角线误差不大于 3mm 长度和宽度 比实际尺寸不大于 5mm 时 再将焊口点焊好处焊接密实 将药皮清理后刷上防 锈漆 盘底座安装 盘底座的安装 应在地面或平台二次抹面前进行 首先 将盘底座运到施 工现场 在盘底座搬运时 应防止强烈碰撞而造成变形 根据图纸设计确定底 座的安装位置 底座安装前应清理基础地面或基础沟 将预埋的铁板找出来 并将突出不平的部分处理平整 盘底座上表面应高出最终地面 10 20mm 以便 运行人员做清洁工作时防止污水流入表盘 据此确定底座的安装标高 在适当的位置放置水平仪 以二次抹面的标高为准初找地面 确定盘底座 安装高度 要求控制室内各排盘的标高应一致 将底座就位 用水平仪找平 调整盘底座观察其标高和水平误差用电焊将底座 垫铁和埋件等点焊 重复此 步骤 直到误差在规程允许范围内 再将底座焊接牢固 底座安装后 将接地 线与盘底座焊接连接后引至全厂电气接地线网并与其焊接连接 4 2 7 就地仪表设备安装 物位测量装置的安装 此处是本工法的重点部分 根据物位计的原理 进行一定的简单计算得出 数据从而避免因仪表安装而给后续调试使用带来的可能出现的问题 首先来了解超声波物位计的原理 超声波物位计安装于容器上部 在电子 单元的控制下 探头向被测物体发射一束超声波脉冲 声波被物体表面反射 部分反射回波由探头接收并转换为电信号 从超声波发射到被重新被接收 其 时间与探头至被测物体的距离成正比 原理如下图 其次来了解一个与仪表安装相关的技术指标 盲区 盲区也称死区 超声 液位计测量不到的一段距离 他是由于超声换能器的余震造成的 比如盲区 3 也就是说 在液面跟探头的距离小于 的时候 将会出现不 能测量的情况 如果安装时不考虑仪表的盲区则极有能在调试或使用时出现当 机 因此针对仪表盲区问题 在安装时 一定要结合仪表自身原理进行考虑 下面来介绍通过简单计算得出锐角度的值 从而邮箱避免盲区的方法 我们要在物理上保证最高液面到探头表面的距离大于盲区 为了避开盲区 用加长导管安装的时候 必须注意的是 探头辐射面两端与导管端面两端形成 的夹角必须大于换能器的锐度角 锐度角 波束两侧出现第一个极小值之间 的夹角 大部分物位计用的换能器都可以看成一个圆型活塞阵 那么锐度角的 角度可以通过下面的公式计算出来 换能器锐度角的计算公式 2arcsin 0 61 a 产品标称的是一般是换能器的半功率角 半功率角的计 算公式为 3dB 2arcsin 0 26 a 波束角不是越小越好 因为对大量程 的产品来说 波束角太小 那么要垂直对准液面则比较困难 波长 声速 频率 a 半径 是换能器的辐射面的半径 超声物位计现场使用时候的安装注意事项 a 垂直 换能器安装的时候 要保证换能器的发射面和要被探测的平面平行 这样 声波就可以垂直发射到被测物体表面 这样可以保证最大的能量返回 技巧 如果现场环境有蒸汽 容易形成水珠附在探头的表面 并且探头的量程比实际 要测量的距离大比较多 那么可以倾斜 3 度左右 这样可以避免水珠结水的影 响 b 盲区 最高液位到超声液位计探头表面的距离应该大于探头的盲区 这里需要 注意的是 我们的盲区是在比较理想的状态下测得的 因此如果我们的安装的 是封闭的灌体 那么盲区值最好加大 20 如果因为液位会搅动 用了很长的 导管来安装 那么盲区值最好也加大 20 为了避开盲区 我们经常会用加长 导管的方式来避开盲 在利用加长导管安装的时候 必须保证角度 探头 的锐度角 c 罐壁和障碍物 如果罐壁是光滑的 并且液位降低的时候 不会出现挂料的情况 那么大 部分距离灌壁 的距离安装就可以 如果灌壁是粗糙的 那么探头安装 的位置要远离灌壁 灌底不是平面的 那么在零液位的时候可能出现误测 如 果是圆锥型底面 可以考虑把探头安装在圆锥顶点正上方 对于圆型的横杆 只要距离超过 直径不超过 影响不大 否则尽量避开 但对平面 的横杆 灌壁有直角的情况 要尽量的避开 d 有搅拌和波动 如果有搅拌或者波动的场合 可以用加长导管安装 导管直接申入液位 底面 导管的直径只要大于探头的辐射面即可 但是要保证导管的内壁光滑 并且液位什降过程中不挂料 管内液位和管外一致 如果大量程不适合用导管 安装的 可以减小量程使用 具体减小多少要看波浪的大小 e 选择安装位置 设计安装接口 安装位置要尽可能选择液面平稳 料面平整的位置 同时远离扶梯 进料口 出 料口 尽可能与容器壁保持较远的距离 远离搅拌器 安装接口要求开口尺寸足够大 当为法兰安装时 法兰下面的接管长度要设计合理 对于我公司的 10米 12米量程的 物位计 接管长度应不大于 15cm 选择DN80以上的法兰 口 对于15米 20米 30米和 40米量程的物位计 接管长度应不大于20cm 选择DN200以上的法兰口 对于8米以下 量程的物位计 对接管长度无要求 可适当设计 以消除盲区的影响 并选择DN65以上的法兰 口 5 施工机具 施工设备 机具及计量器具计划施工设备 机具及计量器具计划可根据该装置 现场仪表实物工程量的大小 适当配备 以华能营口电厂600MW火电工程现场热工 仪表施工为例 需用以下施工设备 机具及计量器具 序号设备机具及计量器具名 称 型号规格数量 台 备注 一施工设备 机具 1 硅整流焊机 ZX5 400 4 台 2 电动套丝机 1 2 3 2 台 3 液压弯管机 1 2 3 2 台 4台钻 20 1 台 5冲击钻 16 1 台 6 手枪钻 13 2 台 7 电动切割机 500 1 台 8 磨光机 100 5 台 9 手锤 0 75Kg 5 把 10 3 力矩扳手1 套 11 4 套筒扳手 32 件 1 套 12 梅花扳手 12 件 1 套 13 对讲机2 对 14 紫铜管煨弯器 6 14 1 套 15 液压开孔器2 台 16 拉力2 台 17 割把 G01 100 4 把 18 气焊把 H01 6 4 把 19 铝合金梯子 5m 3 架 20 电工工具 5 件 15 套 二计量器具 1 数字万用表 F454 5 位 1 台 2 电缆测试仪 DSP 100 1 台 3 接地电阻测试仪 3150 1 台 4 兆欧表 ZC 25 型500V 1 台 5 游标卡尺 0 300mm0 02mm 1 个 6 硬度测试仪