直管段粗糙度变化带来的计量误差-江苏恒大仪表有限公司

孔板流量计运行时，对直管段的要求主要包括:(1)直管段长度;(2)直管段圆度和直径;(3)直管段内壁粗糙度。以上三个条件中，直管段粗糙度最易发生变化。欲达到规定的不确定度值，直管段内壁粗糙度必须满足标准GB/T21446--2008所提要求。
由于天然气从地层中采出来，虽经分离、除尘或过滤，因其所含成分十分复杂，从单井采气计量、集气计量到配气计量，气质组分各不相同，因而节流装置在使用过程中其冲刷、腐蚀程度也不相同。经调查研究表明，气流对孔板直角人口边缘和测量管内璧的冲刷腐蚀尤为严重，这将造成流出系数C发生变化，流量测量不确定度超过估算值。为了减小误差，推荐更新孔板和新测量管，若要继续使用可求出粗糙度算术平均偏差R,，对流出系数修正后再使用。
修正方法为:将原流出系数C乘上粗糙度系数YRe，即:
C'=C·YRe·bk(1)
式中:C'为修正后的流出系数;C为标准流出系数;YRe为管道粗糙度修正系数;bk为孔板开孔人口边缘尖锐度修正系数。
注:本文不讨论孔板开孔入口边缘尖锐度磨损对计量的影响。
其中修正系数YRe随测量管内壁相对粗糙度K/D和管径雷诺数ReD而变化，其值按下式计算:

当ReD≥106时，
YRe=γRe=γoo
γo与直径比β2和相对粗糙度的倒数D/K有关,其值在标准GB/T21446--2008中查表求得。其中,K为等效绝对粗糙度，可从标准CB/T21446--2008中查表取得，有条件的情况下，用流体实验方法测出相对粗糙度K/D。
γo由β2和D/K共同决定，换言之，由粗糙度带来的计量误差由β2和D/K分别引入。对同-计量管,其相对粗糙度是一定的，因此其γ0随β增大而增大;而β的大小往往由输气量大小决定，气量越大，β值越大。
当D/K=400,β2=0.6时，查表可知γo达到最大，为1.020;同时标准中规定，法兰取压时，ReD≥106，则γRe=γo，即此时γRe=1.020，则C'=1.020C。
已知:

即:当D/K=400,β2=0.6时，由测量管内壁粗糙带来的计量相对误差为(1.02-1)x100%=2%。也就是说，如果不对计量管进行粗糙度修正，结果会比实际值偏低2%。
然而，对于腐蚀程度高、严重结皮的钢管，其K值可能大于2mm,Ra可能大于0.6mm。
依据现场调研，大部分孔板流量计应用较久、气质较脏的计量管其内壁粗糙度较大，D/K值大多小于400，因.此C'极可能大于1.020C，即由测量管内壁粗糙引人的计量相对误差也大于2%。目前在某些厂家的计算软件可以对粗糙度小于1mm的情况进行修正，超过1mm的就不能修正了。因此，若测量管内壁粗糙度大于1mm,则不具备修正意义，应更换新的计量管。