特殊流體腐蝕性介質(zhì)的流量測量技術(shù)
時間：2019-05-27
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現(xiàn)如今流量測量涉及廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。過程測量、能源計量、環(huán)境保護、交通運輸?shù)雀吆哪茴I(lǐng)域?qū)α髁繙y量的需求急速增長，為流量測量技術(shù)提出了新的要求。不僅要求流量測量儀表耐高溫高壓，而且能自動補償參數(shù)變化對測量精度的影響，從節(jié)約能源、成本核算、貿(mào)易往來及醫(yī)藥衛(wèi)生等方面的特殊要求考慮，要求流量測量精度高、壓損小、可靠性高。
新技術(shù)、新器件、新材料和新工藝及新軟件的開發(fā)應(yīng)用，使得流量計的測量準確度越來越高，流量的測量范圍越來越廣。同時流量計對測量介質(zhì)的要求在降低，適用范圍也越來越寬，智能化程度及可靠性得到了很大的提高。
此文我們介紹介紹腐蝕性介質(zhì)。
腐蝕性介質(zhì)的流量測量
腐蝕是金屬在其環(huán)境中由于化學(xué)作用而遭受破壞的現(xiàn)象。一切金屬與合金對于某些特定環(huán)境可以是耐腐蝕的，但是在另一些環(huán)境中卻對腐蝕又很敏感。一般來說，對于所有環(huán)境都耐腐蝕的工業(yè)用金屬材料是不存在的。
腐蝕可以分為均勻腐蝕或全面腐蝕與局部腐蝕。全面腐蝕的腐蝕速度可用mm/a(每年腐蝕的毫米數(shù))等單位來表示。通常將腐蝕速度在0.1mm/a以下的材料作為耐腐蝕材料。對于腐蝕速度較此再大一個數(shù)量級，也即腐蝕速度為1mm/a材料，對于一般設(shè)備有時可酌情定為可以使用的材料。對于流量儀表的測量元件，則是不容許的。根據(jù)腐蝕速度的大小，可以預(yù)測金屬的使用壽命。
1、腐蝕性介質(zhì)對流量測量儀表的損害
介質(zhì)的腐蝕性對流量測量儀表是個嚴重威脅，只有像夾裝式超聲波流量計等個別種類的流量計受腐蝕影響較小。
a.腐蝕性介質(zhì)將流量測量儀表與介質(zhì)直接接觸的關(guān)鍵零部件腐蝕，使之損壞，喪失功能。例如，腐蝕造成差壓變送器膜片損壞，硅油外漏而完全失效。電磁流量計電極因腐蝕引起介質(zhì)外泄，導(dǎo)致勵磁線外圈燒毀等。
b.縮短儀表壽命。例如金屬管轉(zhuǎn)子流量計中的錐形管等零部件，使用幾年后，其焊接處被穿爛。
c. 流量測量儀表的關(guān)鍵零部件長時間受腐蝕性介質(zhì)的腐蝕而改變幾何尺寸，導(dǎo)致儀表準確度降低。
例如，轉(zhuǎn)子流量計中的轉(zhuǎn)子被流體腐蝕后，外形尺寸減小，導(dǎo)致流量示值偏低。又如渦街流量計中的旋渦發(fā)生體被流體腐蝕而寬度尺寸減小，迎流面表面變得粗糙，從而引起流量系數(shù)改變。就連受腐蝕介質(zhì)影響較小的夾裝式超聲波流量計，也常因金屬管內(nèi)壁被介質(zhì)腐蝕的坑坑洼洼，使發(fā)射和接收信號變?nèi)?，嚴重時喪失靈敏度。
d. 腐蝕性介質(zhì)滲漏，如不及時發(fā)現(xiàn)、及時處理，還容易釀成安全和人身事故。
2、對流量測量中流體腐蝕的措施
1)定期更換儀表
2)避重就輕
避重就輕是在對工藝流程和有關(guān)介質(zhì)特性深入了了解的基礎(chǔ)上，合理選擇測量方案，同樣達到計量或?qū)ιa(chǎn)過程進行控制的目的，避開腐蝕性強的部位，而選在腐蝕性較輕的部位，甚至更改被調(diào)參數(shù)種類。例如(如果可行的話)將流量定值調(diào)節(jié)系統(tǒng)用液位均勻調(diào)節(jié)或其他合適的變量調(diào)節(jié)代替，從而避開流量測量儀表耐腐蝕的難題。
3)選擇具有耐腐蝕特性的儀表
①一般酸性介質(zhì)的儀表選型。渦街和渦輪流量，與流體接觸的部分為耐酸鋼，一般酸性液體和氣體都能使用。用耐酸綱制成的橢圓齒輪流量計，可以滿足一般酸性液體精確計量的需要。至于某一公司的具體的某個產(chǎn)品是否適用于某用戶的特定介質(zhì)，除了查閱有關(guān)樣本和資料外，還需向制造商詳細咨詢，能做出承諾更好。
② 導(dǎo)電液體的儀表選型。電磁流量計的測量管內(nèi)襯材料有多種，其中耐腐蝕性能最好的是聚四氟乙烯。電極材料也有好幾種，能滿足絕大多數(shù)腐蝕性介質(zhì)的需要。
③不導(dǎo)電液體的儀表選型。夾裝式超聲流量計工作時流體不與儀表直接接觸，所以適用于各種腐蝕性流體。
4)腐蝕性氣體儀表選型
a. 超聲流量計。
只要對測量管內(nèi)壁作防腐蝕處理即可。但具體應(yīng)用實例現(xiàn)在還未見報道。
近年開發(fā)的配有夾裝式換能器(將非電能量轉(zhuǎn)換成電能量，不需要外電源，稱換能器，也稱有源換能器，是超聲波設(shè)備的核心器件)的超聲流量計，若管道本身耐腐蝕，就不必考慮儀表的耐腐蝕問題。例如，管道使用耐腐蝕內(nèi)襯，但此內(nèi)襯與金屬管之間如果存在氣隙，也會為夾裝式超聲流量計帶來麻煩。對于無耐腐蝕內(nèi)襯的金屬管道，其內(nèi)壁經(jīng)長時間腐蝕往往變的高低不平，常會造成“V”形和“W”形安裝的換能器聲波發(fā)射不一致，所以信號強度變?nèi)?，嚴重時甚至無法正常測量。這些都是使用超聲流量計時應(yīng)當注意的。
b. 節(jié)流式差壓流量計。
現(xiàn)在還未見報道適用于腐蝕性介質(zhì)的定型商品化節(jié)流式差壓流量計,但是用戶自行開發(fā)的此類儀表，在幾十年前就有報道，其中有很成功的氯氣流量測量。
工藝設(shè)備專業(yè)對付腐蝕性氣體的技術(shù)幾十年前就已很成熟。
總之，流量測量儀表耐腐蝕是個長期的話題，新材料、新方法、新經(jīng)驗?zāi)昴甓加袌蟮?。對于一些冷門的介質(zhì)，可查閱有關(guān)文獻，如《腐蝕數(shù)據(jù)與選材手冊》
盡管流量測量技術(shù)發(fā)展日趨成熟，但是在測量和應(yīng)用方面依舊不盡人意，儀表種類繁多，不同場合要選不同類型的儀表，至今尚無一種儀表的可靠性和準確度能滿足多類要求。因此在選用流量測量儀表時，在滿足實際運行測量要求的基礎(chǔ)上，還要儀表的經(jīng)濟型。