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特殊流体的流量测量技术

导读: 新技术、新器件、新材料和新工艺及新软件的开发应用,使得流量计的测量准确度越来越高,流量的测量范围越来越广。同时流量计对测量介质的要求在降低,适用范围也越来越宽,智能化程度及可靠性得到了很大的提高。

流量测量涉及广泛的应用领域。过程测量、能源计量、环境保护、交通运输等高耗能领域对流量测量的需求急速增长,为流量测量技术提出了新的要求。不仅要求流量测量仪表耐高温高压,而且能自动补偿参数变化对测量精度的影响,从节约能源、成本核算、贸易往来及医药卫生等方面的特殊要求考虑,要求流量测量精度高、压损小、可靠性高。

新技术、新器件、新材料和新工艺及新软件的开发应用,使得流量计的测量准确度越来越高,流量的测量范围越来越广。同时流量计对测量介质的要求在降低,适用范围也越来越宽,智能化程度及可靠性得到了很大的提高。

在上一篇的文章中,我们介绍了微小流量和大流量流体的测量技术,今天我们接着介绍腐蚀性介质和多相流体的流量测量技术。


腐蚀性介质的流量测量

腐蚀是金属在其环境中由于化学作用而遭受破坏的现象。一切金属与合金对于某些特定环境可以是耐腐蚀的,但是在另一些环境中却对腐蚀又很敏感。一般来说,对于所有环境都耐腐蚀的工业用金属材料是不存在的。


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腐蚀可以分为均匀腐蚀(uniformcorrosion)或全面腐蚀(general corrosion)与局部腐蚀(localized corrosion)。全面腐蚀的腐蚀速度可用mm/a(每年腐蚀的毫米数)等单位来表示。通常将腐蚀速度在0.1mm/a以下的材料作为耐腐蚀材料。对于腐蚀速度较此再大一个数量级,也即腐蚀速度为1mm/a材料,对于一般设备有时可酌情定为可以使用的材料。对于流量仪表的测量元件,则是不容许的。根据腐蚀速度的大小,可以预测金属的使用寿命。

1、腐蚀性介质对流量测量仪表的损害

介质的腐蚀性对流量测量仪表是个严重威胁,只有像夹装式超声波流量计等个别种类的流量计受腐蚀影响较小。

a.腐蚀性介质将流量测量仪表与介质直接接触的关键零部件腐蚀,使之损坏,丧失功能。例如,腐蚀造成差压变送器膜片损坏,硅油外漏而完全失效。电磁流量计电极因腐蚀引起介质外泄,导致励磁线外圈烧毁等。

b.缩短仪表寿命。例如金属管转子流量计中的锥形管等零部件,使用几年后,其焊接处被穿烂。

c. 流量测量仪表的关键零部件长时间受腐蚀性介质的腐蚀而改变几何尺寸,导致仪表准确度降低。

例如,转子流量计中的转子被流体腐蚀后,外形尺寸减小,导致流量示值偏低。又如涡街流量计中的旋涡发生体被流体腐蚀而宽度尺寸减小,迎流面表面变得粗糙,从而引起流量系数改变。就连受腐蚀介质影响较小的夹装式超声波流量计,也常因金属管内壁被介质腐蚀的坑坑洼洼,使发射和接收信号变弱,严重时丧失灵敏度。

d. 腐蚀性介质渗漏,如不及时发现、及时处理,还容易酿成安全和人身事故。

2、对流量测量中流体腐蚀的措施

1)定期更换仪表

2)避重就轻 

避重就轻是在对工艺流程和有关介质特性深入了了解的基础上,合理选择测量方案,同样达到计量或对生产过程进行控制的目的,避开腐蚀性强的部位,而选在腐蚀性较轻的部位,甚至更改被调参数种类。例如(如果可行的话)将流量定值调节系统用液位均匀调节或其他合适的变量调节代替,从而避开流量测量仪表耐腐蚀的难题。

3)选择具有耐腐蚀特性的仪表

①一般酸性介质的仪表选型。涡街流量传感器和涡轮流量传感器,与流体接触的部分为耐酸钢,一般酸性液体和气体都能使用。用耐酸纲制成的椭圆齿轮流量计,可以满足一般酸性液体精确计量的需要。至于某一公司的具体的某个产品是否适用于某用户的特定介质,除了查阅有关样本和资料外,还需向制造商详细咨询,能做出承诺更好。

② 导电液体的仪表选型。电磁流量计的测量管内衬材料有多种,其中耐腐蚀性能最好的是聚四氟乙烯。电极材料也有好几种,能满足绝大多数腐蚀性介质的需要。

③不导电液体的仪表选型。夹装式超声流量计工作时流体不与仪表直接接触,所以适用于各种腐蚀性流体。

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