【国家标准(GB)】 用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量 第2部分:孔板

ICS.17.120.10
中华人民共和国国家标准
GB/T2624.2—2006/IS05167-2:2003代替GB/T2624-1993
用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第2部分：孔板
Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted incircular cross-section conduits running full-Part 2.Orifice plates（ISO5167-2.2003,IDT）
2006-12-13发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局的防件
中国国家标准化管理委员会
2007-07-01实施
规范性引用文件
术语、定义和符号·
测量原理和计算方法
取压口
孔板的系数及相应的不确定度
5.4压力损失
安装要求·
总则·
安装在各种管件和孔板之间的最短上游和下游直管段流动调整器
管道的圆度和圆柱度·
孔板和夹持环的位置
6.6固定方法和垫圈
附录A（资料性附录）
附录B（资料性附录）
参考文献
流出系数表和可膨胀性(膨胀)系数表流动调整器
GB/T.2624.2—2006/ISO5167-2.200310
GB/T2624.2--2006/ISO5167-2:2003GB/T2624《用安装在圆截面管道中的差压装置测量满管流体流量》由以下部分组成：-第1部分：一般原理和要求；
第2部分：孔板；
一第3部分：喷嘴和文丘里喷嘴；第4部分：文丘里管。
本部分为GB/T2624的第2部分。
本部分等同采用ISO5167-2:2003《用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第2部分：孔板》（英文版）。
本部分等同翻译ISO5167-2：2003。本部分在制定时按GB/T1.1-2000《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》和GB/T20000.2一2001《标准化工作指南第2部分：采用国际标准的规则》的有关规定做了如下编辑性修改：
删除了ISO国际标准的前言；
一原引用标准的引导语按GB/T1.1一2000的规定改成规范性引用文件的引导语；一用小数点“”代替作为小数点的逗号“，”。本部分在制定时更正了ISO5167-2：2003的编辑性错误：-6.4.3的第2段中，原....…，则允许直径和实际台阶从D的2%增大到D的6%。台阶两侧管道的直径应在0.98D和1.06D之间。\更正为.，则允许直径和实际台阶从D的2%增大到D的6%。台阶两侧管道的直径应在0.94D和1.06D之间。”。本部分替代GB/T2624—1993《流量测量节流装置用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流量》。
本部分与GB/T2624一1993相比主要变化如下：a）新标准分成4个部分，分别阐述孔板、喷嘴和文丘里管的加工制造技术要求以及在使用时的安装要求。
安装时节流件前的直管段长度较GB/T2624--1993有明显变化，标准中列举的节流件前的阻b）
流件形式也比GB/T2624--1993多。孔板与喷嘴的直管段长度分别阐述，不再使用同一表格。
c）特别强调流动调整器要进行配合性试验，并具体给出了配合性试验的方法。本部分与GB/T2624—1993相关内容的主要技术差异如下所示：1.使用极限
本部分规定的使用极限分别为：角接取压孔板或D和D/2取压孔板d≥12.5mm
50mm≤D≤1000mm
0.1≤≤0.75
0.1≤β≤0.56Rep>5000
β>0.56Ren>16000p2
法兰取压孔板
d≥12.5mm
50mm≤D≤1000mm
0.1≤β≤0.75
Rep≥5000且Rep≥170β?D
GB/T2624.2—2006/ISO5167-2:2003GB/T2624—1993规定的使用极限分别为：角接取压孔板或D和D/2取压孔板d≥12.5mm
50mm0.2≤≤0.75
0.2≤β≤0.45Rep>5000
β>0.45Rep>10000
2．流出系数
法兰取压孔板
d≥12.5mm
50mm0.2≤β≤0.75
Rep≥1260B?D
本部分采用Reader-Harris/Gallagher(1998)公式[5J计算。GB/T2624—1993采用Stolz方程计算。3．可膨胀系数
本部分为：
=1-（0.351+0.256p+0.93B8)
GB/T2624—1993为：
e=1-(0. 41 +0. 35β)P
4.流出系数不确定度
本部分为：
0.1≤≤0.2为(0.7-P)%
0.2≤β≤0.6为0.5%
0.6<β≤0.75为(1.667β-0.5)%P2
D<71.12mm时算术相加0.9(0.75-3)（2.8若β>0.5和Rep<10000时算术相加0.5%GB/T2624—1993为：
β≤0.60为±0.6%
0.65.可膨胀系数不确定度
本部分为：3.5%
GB/T2624—1993为:(4△p/p1)%
6.·压力损失
本部分为：0
-β*（1-C*)-CB2
V1-*（1-C+C2
GB/T2624—1993为：A可
V1---CB2
VI--+CB2
本部分的附录A和附录B为资料性附录。本部分由中国机械工业联合会提出。1%
本部分由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会第一分技术委员会归口。本部分负责起草单位：上海工业自动化仪表研究所。本部分参加起草单位：上海仪器仪表及自控系统检验测试所、上海仪昌节流装置制造有限公司、上海光华仪表有限公司、余姚市银环流量仪表有限公司、天津市润泰自动化仪表有限公司。本部分主要起草人：李明华、彭淑琴、龙竹霖、叶斌、朱家顺、童复来、包国祥、吴国静。本部分所代替标推的历次版本发布情况：GB2624—1981;GB/T2624—1993。IV
1范围
GB/T2624.2—2006/ISO5167-2:2003用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第2部分孔板
GB/T2624的本部分规定了孔板的几何尺寸和安装在管道中测量满管流体流量的使用方法（安装和工作条件）。
GB/T2624的本部分亦提供了用于计算流量并可配合GB/T2624.1规定要求一起使用的相关资料。
GB/T2624的本部分适用于由孔板和法兰取压口、角接取压口或D和D/2取压口组成的一次装置。本部分不适用于缩流取压口和管道取压口等也可与孔板配合使用的其他取压口。GB/T2624的本部分仅适用于在整个测量段内保持亚音速流动、且可被认为是单相的流体。本部分不适用于脉动流的测量。本部分不涉及孔板用于管道公称通径小于50mm或大于1000mm，或管道雷诺数低于5000的场合。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过GB/T2624的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。
GB/T2624.1一2006用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第1部分：一般原理和要求（ISO5167-1：2003，IDT）GB/T17611-1998封闭管道中流体流量的测量术语和符号（idtISO4006：1991)3术语、定义和符号
GB/T17611—1998和GB/T2624.1—2006确定的术语、定义和符号适用于GB/T2624的本部分。
4测量原理和计算方法
测量原理是以孔板安装在充满流体的管线中为依据的。孔板的存在使板的上游侧与下游侧之间产生一个静压差。质量流量qm可用公式（1)确定：qm
不确定度按GB/T2624.1一2006的第8章规定的程序计算。（1）
质量流量计算纯粹是一个算术运算过程，可以用数值替换基本公式（1)右侧各个不同的项来实现。同样，体积流量值qv由下式计算：qv
式中：
P测量体积流量时的温度和压力下的流体密度。....(2)
正如GB/T2624的本部分后文中所述，流出系数C取决于雷诺数Re，而雷诺数Re取决于qm，C必1
GB/T2624.2--2006/IS05167-2:2003须利用选代法获得（见GB/T2624.1—2006的附录A中关于送代法程序和初始估计值选择的说明）。公式中提到的直径d和D是工作条件下的直径值，任何在其他条件下进行的测量，都必须对测量期间由于流体的温度和压力值改变引起孔板和管道任何可能的膨胀或收缩进行修正必须了解工作条件下流体的密度和粘度。对手可压缩流体，还必须了解工作条件下流体的等摘指数。
5孔板
注1：各种型式的标准孔板大同小异，因而只需描述一种孔板。每种标准孔板仪表都是由配置的取压口表明其特征。
注2：使用限制见5.3.1。
5.1描述
5.1.1总则
标准孔板的轴向平面横截面如图1所示。下文中的字母可相应参照图1。
图中：
上游端面A：
一下游端面B。
a流动方向。
5.1.2总体形状
图1标准孔板
5.1.2.1孔板在管道内的部分应该是圆的并与管道轴线同轴。孔板的两端面应始终是平整的和平行的。2
GB/T2624.2—2006/ISO5167-2:20035.1.2.2除非另有规定，以下要求只适用于位于管道内的那部分孔板。5.1.2.3在设计和安装孔板时，应注意保证在工作条件下，由于差压或任何其他应力引起的孔板塑性扭曲和弹性变形不致造成5.1.3.1规定的直线斜度超过1%。注：详细信息见ISO/TR9464：1998的8.1.1.3。5.1.3上游端面A
5.1.3.1当孔板安装在管道中而孔板两侧压差为零时，孔板的上游端面A应该是平的。只要能证明安装方法不会使孔板变形，可以将孔板从管道上拆下来测量其平面度。测量时，当孔板与搁在孔板任一直径上长度为D的直规之间的最大间隙（见图2）小于0.005（D一d)/2时，可以认为孔板是平的；也就是说，在孔板装人测量管线之前进行检查时，斜度小于0.5%。从图2可以看出，关键区域是邻近节流孔的区域。用厚薄规测最能满足此尺寸的不确定度要求。2
图中：
一孔板外径；
2——管道内径：
3—直规：
4—节流孔
5—平面度偏差（在节流孔的边缘处测量）。图2孔板平面度测量
5.1.3.2在直径不小于D且与节流孔同心的圆内，孔板上游端面的粗糙度Ra<10-4d。在所有情况下，上游端面的粗糙度都应不影响边缘尖锐度的测量。如果在工作条件下孔板不能满足规定条件，必须对直径至少1D的区域重新抛光或清洗。5.1.3.3如有可能，可在孔板上设置一个在安装以后仍明显可见的标志，用以表明孔板的上游端面相对于流动方向安装是否正确。
5.1.4下游端面B
5.1.4.1下游端面应该平直并与上游端面平行（另见5.1.5.4)。5.1.4.2虽然可以方便地制造出两面具有相同光洁度的孔板，但下游端面的表面粗糙度无需达到上游端面那样高的品质。（见参考文献[1]；另见5.1.9）5.1.4.3下游端面的平面度和表面状况可通过目测检查加以判断。5.1.5厚度E和e
5.1.5.1节流孔的厚度e应在0.005D与0.02D之间。5.1.5.2在节流孔任意点上测得的各个e值之间的差应不大于0.001D。5.1.5.3孔板的厚度E应在e与0.05D之间然而，当50mm≤D≤64mm时，厚度E可以达到3.2mm。亦应满足5.1.2.3的要求。
5.1.5.4若D200mm，则在孔板任意点上测得的各个E值之间的差应不大于0.001D。如D<200mm，则在孔板任意点上测得的各个E值之间的差应不大于0.2mm。3
GB/T2624.2—2006/ISO5167-2:20035.1.6斜角α
5.1.6.1若孔板的厚度E超过节流孔厚度e，孔板的下游侧应切成斜角，斜角表面应精加工。5.1.6.2斜角α应为45°士15。
5.1.7边缘G,H和I
5.1.7.1上游边缘G应无卷口或毛边。5.1.7.2上游边缘G应是锐边。只要边缘半径不大于0.0004d，就认为是锐边。若d≥25mm，则一般认为目检可以满足此要求，用肉眼观察，检验边缘不反射光束。若d<25mm，则目检是不够的。
如果对是否满足本要求有任何坏疑，应测量边缘半径。5.1.7.3上游边缘应是直角。当节流孔与孔板上游端面之间的角度为90°士0.3°时，可认为是直角。节流孔是孔板边缘G与H之间的区域。5.1.7.4下游边缘H和I处于分离流动区域中，因此对其质量要求不如边缘G严格，允许有些小缺陷(如一条刻痕)。
5.1.8节流孔直径d
5.1.8.1直径d在任何情况下都应大于或等于12.5mm。直径比β=d/D应始终大于或等于0.10，小于或等于0.75。
在上述极限值内，β值可由用户选择。5.1.8.2节流孔直径的d值应取相互间角度大致相等的至少4个直径测量结果的平均值。测量时应小心不要损伤边缘和孔口。
5.1.8.3节流孔应为圆筒形。
任何一个直径与直径平均值之差都应不大于直径平均值的0.05%。当所有被测直径长度差都符合被测直径平均值要求时，就认为是满足了本要求。在任何情况下，节流孔圆筒形部分的粗糙度都应不影响边缘锐度的测量。
5.1.9双向孔板
5.1.9.1若想用孔板测量反向流，应满足下列要求：a）孔板应不切斜角；
b）两个端面均应符合5.1.3中关于上游端面的规定孔板的厚度E应等于5.1.5规定节流孔的厚度e，因此也许有必要限制差压，以防止孔板变形c）
（见5.1.2.3）3
d）节流孔的两个边缘均应符合5.1.7中关于上游边缘的规定。5.1.9.2此外，对于D和D/2取压口的孔板（见5.2），应根据流动方向的不同而配备和使用上游和下游两套取压装置。
5.1.10材料和制造
只要孔板在流量测量中始终符合上述规定，就可用任何材料和任何方式制造。5.2取压口
5.2.1总则
对于每一块孔板，至少应在某一个标准位置上安装一个上游取压口和一个下游取压口，即D和D/2、法兰或角接取压口。
单块孔板可与适合于不同型式标准孔板仪表的几套取压口配合使用，但为了避免相互干扰，在孔板同一侧的几套取压口应至少偏移30°。取压口的位置是标准孔板仪表的型式特征。5.2.2D和D/2取压口或法兰取压口孔板5.2.2.1取压口的间距是取压口中心线与孔板的某一规定端面之间的距离。安装取压口时应考虑4
垫圈和（或）密封材料的厚度，GB/T2624.2—2006/ISO5167-2:20035.2.2.2对于D和D/2取压口孔板（见图3），上游取压口的间距1名义上等于D，但可在0.9D与1.1D之间而无需改变流出系数。下游取压口的间距1，名义上等于0.5D，但可在下列数值之间而无需改变流出系数：当B≤0.6时，在0.48D～0.52D之间；当β>0.6时，在0.49D～0.51D之间。间距1和12均从孔板的上游端面量起。5.2.2.3对于法兰取压口孔板（见图3），上游取压口的间距11名义上等于25.4mm，并从孔板的上游端面量起。
下游取压口的间距1，名义上等于25，4mm，并从孔板的下游端面量起。上游和下游间距和在下列数值范围之内可无需改变流出系数：当β>0.6且D<150mm时，为25.4mm士0.5mm；在其他情况下，即当β≤0.6或β>0.6但150mm≤D<1000mm时，为25.4mm±1mm口所
图中：
-D和D/2取压口，
法兰取压口。
a流动方向。
b i=D士0.1D。
12=0.5D±0.02D（对于β≤0.6)。0.5D±0.01D(对于β>0.6)。
dl=l=（25.4±0.5)mm（对于β>0.6和D<150mm）(25.4±1)mm（对于β≤0.6)；
（25.4±1)mm（对于p>0.6和150mm≤D≤1000mm）)。2
图3D和D/2取压口或法兰取压口孔板的取压口间距pd
5.2.2.4取压口的中心线应尽可能以90°与管道中心线相交，但在任何情况下都应在垂直线的3°之内。
5.2.2.5穿透处孔应垦圆形，其边缘应与管壁内表面齐平，并尽可能锐利。为确保去除内部边缘上的-切毛边或卷口，允许倒圆但应尽可能小，若能测量，其半径应小于取压口直径的1/10。在连接孔的内部、在管壁上钻出的孔的边缘或者在靠近取压口的管壁上应不出现不规则状态。5.2.2.6可通过目测检查判断取压口是否符合5.2.2.4和5.2.2.5所规定的要求。5.2.2.7取压口直径应小于0.13D和小于13mm。对最小直径不加限制。在实际应用中，最小直径是根据防止偶然阻塞及取得良好动态特性的需要确定的。上游和下游取压口的直径应相同。5
GB/T2624.2—2006/IS05167-2:20035.2.2.8从管线内壁量起，在至少2.5倍取压口内径的长度内，取压口应呈圆形和圆简形。5.2.2.9取压口的轴线可位于管道的任一轴向平面上5.2.2.10上游取压口和下游取压口的轴线可位于不同的轴向平面上，但通常在同一轴向平面上。5.2.3角接取压口孔板（见图4）5.2.3.1取压口轴线与孔板各相应端面之间的间距等于取压口本身直径的二分之一或取压口本身宽度的二分之一。这样，取压口贯穿管壁处就与孔板端面齐平（参见5.2.3.5)。5.2.3.2取压口可以是单独钻孔取压口或者是环隙。如图4所示，这两种形式的取压口可位于管道、管道法兰或夹持环上。
图中：
带环隙的夹持环；
2—单独钻孔取压口；
取压口；
一夹持环；
一孔板。
a流动方向。
于一环隙厚度；
c=上游夹持环长度；
=下游夹持环长度；
b=夹持环直径；
a=环隙宽度或单个取压口的直径；s=上游台阶到夹持环的距离；
g，h=环室的尺寸；
@j=环室取压口直径。
图4角接取压口
GB/T2624.22006/ISO5167-2:20035.2.3.3单独钻孔取压口的直径a和环隙宽度a规定如下。最小直径实际上是根据防止偶然阻塞以及取得良好动态特性的需要确定的。对于清洁流体和蒸汽：bZxz.net
-对于β≤0.65:0.005D≤a≤0.03D；对于β>0.65:0.01D≤a≤0.02D。如果D<100mm，则a值达到2mm对于任何β都是可接受的。对于任何β值：
-对于清洁流体：1mm≤a≤10mm；一对于蒸汽，用环室时：1mm≤a≤10mm；一对于蒸汽和液化气体，用单独钻孔取压口时：4mm≤a≤10mm。5.2.3.4环隙通常在整个圆周上穿通管道，连续而不中断，否则每个环室应至少由4个开孔与管道内部连通。每个开孔的轴线彼此互成等角，每个开孔的面积至少为12mm。5.2.3.5若采用如图4所示的单独钻孔取压口，则取压口的轴线应尽可能以90°角度与管道轴线相交。若在同一上游或下游平面上有几个单独钻孔取压口，它们的轴线应彼此互成等角。单独钻孔取压口的直径应符合5.2.3.3的规定。从管线内壁量起，在至少2.5倍于取压口内径的长度内，取压口应呈圆形和圆简形。上游取压口和下游取压口的直径应相同。5.2.3.6夹持环的内径b应大于或等于管道直径D，以保证它不致突人管道内，但应小于或等于1.04D，并满足下列条件：
0.1+2.384
上游夹持环和下游夹持环的长度c和c（见图4）应不大于0.5D。.（3)
环隙厚度f应大于或等于环隙宽度a的两倍。环室的横截面积gh应大于或等于连通环室与管道内部的开孔的总面积的二分之一。5.2.3.7夹持环接触被测流体的表面应清洁，并有良好的加工粗糙度。表面粗糙应符合管道粗糙度要求（见5.3.1）。
5.2.3.8连接环室与二次装置的取压口是管壁取压口，穿透处应为圆形，直径j在4mm～10mm之间（见5.2.2.5）。
5.2.3.9上游夹持环和下游夹持环不必彼此对称，但两者均应符合上述规定。5.2.3.10管道直径应按6.4.2的规定测量，夹持环可看作是一次装置的一部分。这亦适用于6.4.4规定的距离要求，因而长度s应从夹持环形成的凹槽的上游边缘处量起。5.3孔板的系数及相应的不确定度5.3.1使用限制
标准孔板只能按GB/T2624的本部分的规定在下列条件下使用：对于角接取压口或D和D/2取压口孔板：d≥12.5mm
50mm≤D1000mm
0.1≤β≤0.75；
对于0.1≤β≤0.56，ReD≥5000一对于β>0.56，Rep≥16000β2。对于法兰取压口孔板：
d≥12.5mm;
50mm≤D≤1000mm
GB/T2624.2—2006/IS05167-2:2003-0.1≤B≤0.75
Rep≥5000且Rep≥170βD。
其中D以毫米(mm）表示。
如果要满足GB/T2624的本部分的不确定度值，则管道内部的粗糙度应符合下述规定，也就是说，粗糙度廊形的算术平均偏差值Ra应使10°Ra/D小于表1列出的最大值，并大于表2列出的最小值。流出系数方程（见5.3.2.1)是根据采用已知粗糙度的管道收集的基本数据确定的：确定Ra/D的限值是为了使采用粗糙度不同的管道造成的流出系数偏移不致过大到不再能符合5.3.3.1规定的不确定度值。有关管道粗糙度的信息可参见GB/T2624.1-2006的7.1.5。有关形成表1和表2的基础工作可参见参考文献[2]～[4]。
10Ra/D的最大值
3×10*
≤3×10
3×105
3×105
10°Ra/D的最小值（需要其中一个）Rep
孔板上游10D的粗糙度应符合表1和表2的要求。粗糙度要求与节流件和上游管道配置有关。下游粗糙度要求没有如此严格。例如，在下面两种情况下可满足本条的要求：-1μm0.6和Rep≤1.5×10f。若D小于150mm，必须利用表1和表2计算Ra的最大值和最小值。5.3.2系数
5.3.2.1流出系数C
流出系数C用Reader-Harris/Gallagher(1998)公式［57计算：(1)+(0. 0188+ 0.006 3A)5(）
C=0.5961+0.0261p-0.216p*+0.000521(+(0.043+0.080e-10L-0.123e-7L)(1-0.11A)若D<71.12mm(2.8in），应把下列项加人公式（4)：+0.011(0.75-)(2.8
式中：
β=d/D）——直径比，直径d和D以毫米（mm）表示；8
p-0. 031(M-0.8M,)pt ..(4)
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