孔板变形对流量测量造成的影响

时间：2020-01-05

(1)孔板变形的原因

孔板变形的事件发生得并不多。标准孔板变形常常表现为A面（迎流面）下凹，B面**，严重时就像脱了底的铁锅。

发生变形的孔板往往口径较大，流体温度高，例如过热蒸汽，孔板厚度相对较薄的环室取压的节流装置。由于加工制造时孔板和环室温度低，接近室温，而在实际使用时温度高，因此它们的几何尺寸都发生了显著的变化。由于环室的材质一般为碳钢，线膨胀系数一般以11×10－6℃－1计，而孔板的材质为不锈钢，线膨胀系数一般以16×10－6℃－1计，所以膨胀系数的差值为5×10－6℃－1。当节流装置投入使用后，与高温流体接触，孔板和环室都相应膨胀，其中孔板外径膨胀的增量要比环室相应部位内径膨胀的增量大，所以，加工制造时**通过计算留有足够的膨胀间隙。

变形孔板拆开检查时往往发现上述间隙并不小，将孔板与环室按较高工作温度计算，仍然有一定的间隙，既然如此，为什么还会出现变形呢？

有一点是可以肯定的，即孔板变形是由于受热膨胀后，孔板外径与环室之间的间隙消失，孔板继续膨胀时由于无法向外径方向扩大，于是在孔板两边差压的作用下，产生出口侧凸出的变形。

对发生孔板变形的现场进行调查时，常常会发现相关联的线索。

①同正负环室结合处泄漏有关。无法用旋紧螺栓的方法消除泄漏，于是拆下节流装置更换密封垫片，然后发现孔板变形。

②同天气有关。节流装置本来无泄漏现象，由于天气暴冷，西北风劲吹，引起正负环室结合处泄漏。

③同节流装置处绝热保温不佳有关。保温良好的节流装置未出现泄漏现象。

将上述相关线索联系起来可对孔板变形原因作出推理分析。节流装置设计计算时，孔板外径与环室配合处的间隙留得足够大是假定孔板和环室温度相同，但实际上不可能相同，孔板被环室包围着，而且有高温流体为其提供热量，所以温度高，得到充分膨胀。而环室内圆与流体接触，但外圆与大气接触，加上“保温不佳”、“天气暴冷”、“西北风劲吹”等因素，使其温度下降得很低，从而导致预留的间隙不够用，引起孔板变形。

孔板变形与正负环室处泄漏相关联，如果不是因为密封垫片损坏造成泄漏，就是因为孔板变形后导致正负环室之间的间隙增大，密封垫片与环室之间出现缝隙。

（2）孔板变形的解决方法

在找到了孔板变形的根本原因之后，预防孔板变形就有了简单而有效的方法，即设计计算时，考虑到环室的温度可能比孔板低得多的实际情况，合理计算间隙。计算时环室外圆处温度不应**100℃。对于已经变形而检定不合格的孔板只能报废。

（3）孔板变形引起的流量测量误差估算

孔板变形对流量测量示值的影响，现在还没有标准，也无实验数据，但是影响方向是显而易见的。孔板变形的程度差异较大，严重变形时，其形状与喷嘴有些相似，从节流装置的标准知，标准孔板的流出系数约0.6多一些，而喷嘴的流出系数约为0.99，以此为基础进行分析，孔板变形后其实际流出系数相应增大，流量示值相应偏低。严重变形时，如果假定其流出系数与喷嘴接近，则流量示值将要降低到应有示值的60％左右。因此有理由说孔板变形后流量示值可能会比应有示值低0～40％R。

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