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管道循環(huán)水流量計在測量腐蝕介質時產生信號波動的原因分析
點擊次數(shù):1957 發(fā)布時間:2021-09-04 02:11:20
管道循環(huán)水流量計的電*是儀表的關鍵部件,也是儀表能夠進行精確測量的基本保證。在實際測量工況條件下,管道循環(huán)水流量計被大量地用于有腐蝕性液體介質的測量,流量計管壁與電*都會與介質直接接觸。因此電*的耐腐蝕性是選擇材料的重要因素,選擇流量計電*的時候不僅僅考慮的是耐腐蝕性能,因為有時候電*材料對被測介質有很好的耐腐蝕性,卻不一定就是適用的材料,還要避免產生電*表面效應。電*表面效應分為表面化學反應、電化學和*化現(xiàn)象,以及電*的觸媒作用三個方面。
(1)化學反應效應
例如電*表面與被測介質接觸后,形成鈍化膜或氧化層。它們對耐腐蝕性能可能起到積*保護作用,但也有可能增加表面接觸電阻。例如鉭與水接觸就會被氧化,生成絕緣層。
(2)電化學和*化現(xiàn)象
電化學電勢變化和*化現(xiàn)象會產?,F(xiàn)。*化電勢是電*感生電動勢在兩電**性不同,導致電解質在電*表面產生*化。低頻矩形波激磁結合了直流激磁和交流激磁的 優(yōu)點,雖然交變激磁將*化電勢減弱了幾個數(shù)量級,但不能完全消除*化電勢干擾的影響。*化電勢與液體介質性質以及電*材料性質有關。漿液噪聲是在測量礦漿 纖維漿等液固雙相導電液體流量時,固體顆粒(或液體中氣泡)擦過電*表面,電*表面接觸電化學電勢突然變化,輸出流量信號出現(xiàn)尖峰脈沖狀噪聲。流動噪聲是在測量較低電導率(100×10—6S/cm附近及以下)液體流量時,電*的電化學電勢定期變化,產生隨流速增加而頻率增加的隨機噪聲,引起儀表輸出出現(xiàn)波動現(xiàn)象。 對于電*表面噪聲可選配與被測液體電化學和*化電勢作用小的材料以及低噪聲電*。
(3)觸媒作用
被測介質在電*的觸媒作用下產生化學反應而影響測量。例如鉑電*管道循環(huán)水流量計在測量雙氧水時會在電*表面生成氣霧,流量為零時輸出也會波動。對于避免或減輕電*表面效應的介質一電*材料匹配,還沒有像腐蝕性那樣有充足的資料可查,只有一些有限經驗,尚待在實踐中積累。
電*和襯里耐腐蝕材料擇一覽表
電*材料選擇欄內列出液體一電*材料匹配標有符號“×”(耐腐蝕,但不推薦)大部分因為有電*表面效應。下文列舉若干實例說明之。
鉭對水是耐腐蝕的,但若使用鉭電*管道循環(huán)水流量計測量水流量,鉭電*表面會形成絕緣層,使儀表失靈或運行短時期后出現(xiàn)很大噪聲。
qing氧化鈉等堿液亦不能選用鉭電*,在工藝流程中即使是*短時間鉭電*與水或“非酸”液接觸(如清洗管系),均會影響儀表正常使用。
鉑銥合金電*或鉑電*對鹽酸有良好的耐腐蝕性,鉑電*管道循環(huán)水流量計多處用于測量鹽酸獲得滿意的結果。然而測量濃度較高的鹽酸(10%以上)卻產生嚴重的噪聲。
鉑電*用于測量低壓過氧化qing(壓力低于0.3MPa)時,由于觸媒作用而在電*表面產生,L霧,阻斷了電氣通路而影響工作。
哈氏合金B(yǎng)對溫度、濃度不高的鹽酸是有耐腐蝕性的,已有若干應用良好的實例,然而濃度超過某值時會產生噪聲。在現(xiàn)場改變鹽酸濃度試驗表明,濃度逐漸增加超過15%~20%時儀表輸出隨之晃動起來,濃度到25%輸出晃動高達20%.。
硝酸、硫酸等酸液也有相似效應的實踐經驗。水廠用硫酸鋁液與原水混合以凝聚懸浮體,混合配比常用管道循環(huán)水流量計測量硫酸鋁液,選用耐酸鋼電*即可獲得滿意的結果實踐中曾遇到測量15%硫酸鋁的哈氏合金B(yǎng)電*管道循環(huán)水流量計,使用過程中也出現(xiàn)輸出晃動現(xiàn)象,后改用耐酸鋼電*即工作.
正常鉑、鉭電*對各種濃度硫酸、硝酸、鹽酸、qing氟酸,大部分均有較好的測量效果,但其中鉑電*對濃度大于10%的鹽酸會產生噪聲,鉭電*對濃度大于10%的qing氟酸則不耐腐蝕。
鉑銥合金和鉭雖有較好的耐腐蝕性,但價格昂貴,一對鉭電*高達數(shù)百到近千元,鉑銥電*比鉭電*還要貴一倍以上。
接地環(huán)一般裝在連接塑料管道或襯絕緣襯里金屬管道的流量傳感器兩端,它們的耐腐蝕要求比電*低,允許有一定腐蝕,定期更換,通常選用耐酸鋼或哈氏合金。因體積大,從經濟上考慮較少采用鉭鉑等貴重金屬。如果金屬工藝管道直接與流體接觸就不需要接地環(huán)。
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(1)化學反應效應
例如電*表面與被測介質接觸后,形成鈍化膜或氧化層。它們對耐腐蝕性能可能起到積*保護作用,但也有可能增加表面接觸電阻。例如鉭與水接觸就會被氧化,生成絕緣層。
(2)電化學和*化現(xiàn)象
電化學電勢變化和*化現(xiàn)象會產?,F(xiàn)。*化電勢是電*感生電動勢在兩電**性不同,導致電解質在電*表面產生*化。低頻矩形波激磁結合了直流激磁和交流激磁的 優(yōu)點,雖然交變激磁將*化電勢減弱了幾個數(shù)量級,但不能完全消除*化電勢干擾的影響。*化電勢與液體介質性質以及電*材料性質有關。漿液噪聲是在測量礦漿 纖維漿等液固雙相導電液體流量時,固體顆粒(或液體中氣泡)擦過電*表面,電*表面接觸電化學電勢突然變化,輸出流量信號出現(xiàn)尖峰脈沖狀噪聲。流動噪聲是在測量較低電導率(100×10—6S/cm附近及以下)液體流量時,電*的電化學電勢定期變化,產生隨流速增加而頻率增加的隨機噪聲,引起儀表輸出出現(xiàn)波動現(xiàn)象。 對于電*表面噪聲可選配與被測液體電化學和*化電勢作用小的材料以及低噪聲電*。
(3)觸媒作用
被測介質在電*的觸媒作用下產生化學反應而影響測量。例如鉑電*管道循環(huán)水流量計在測量雙氧水時會在電*表面生成氣霧,流量為零時輸出也會波動。對于避免或減輕電*表面效應的介質一電*材料匹配,還沒有像腐蝕性那樣有充足的資料可查,只有一些有限經驗,尚待在實踐中積累。
電*和襯里耐腐蝕材料擇一覽表
電*材料選擇欄內列出液體一電*材料匹配標有符號“×”(耐腐蝕,但不推薦)大部分因為有電*表面效應。下文列舉若干實例說明之。
鉭對水是耐腐蝕的,但若使用鉭電*管道循環(huán)水流量計測量水流量,鉭電*表面會形成絕緣層,使儀表失靈或運行短時期后出現(xiàn)很大噪聲。
qing氧化鈉等堿液亦不能選用鉭電*,在工藝流程中即使是*短時間鉭電*與水或“非酸”液接觸(如清洗管系),均會影響儀表正常使用。
鉑銥合金電*或鉑電*對鹽酸有良好的耐腐蝕性,鉑電*管道循環(huán)水流量計多處用于測量鹽酸獲得滿意的結果。然而測量濃度較高的鹽酸(10%以上)卻產生嚴重的噪聲。
鉑電*用于測量低壓過氧化qing(壓力低于0.3MPa)時,由于觸媒作用而在電*表面產生,L霧,阻斷了電氣通路而影響工作。
哈氏合金B(yǎng)對溫度、濃度不高的鹽酸是有耐腐蝕性的,已有若干應用良好的實例,然而濃度超過某值時會產生噪聲。在現(xiàn)場改變鹽酸濃度試驗表明,濃度逐漸增加超過15%~20%時儀表輸出隨之晃動起來,濃度到25%輸出晃動高達20%.。
硝酸、硫酸等酸液也有相似效應的實踐經驗。水廠用硫酸鋁液與原水混合以凝聚懸浮體,混合配比常用管道循環(huán)水流量計測量硫酸鋁液,選用耐酸鋼電*即可獲得滿意的結果實踐中曾遇到測量15%硫酸鋁的哈氏合金B(yǎng)電*管道循環(huán)水流量計,使用過程中也出現(xiàn)輸出晃動現(xiàn)象,后改用耐酸鋼電*即工作.
正常鉑、鉭電*對各種濃度硫酸、硝酸、鹽酸、qing氟酸,大部分均有較好的測量效果,但其中鉑電*對濃度大于10%的鹽酸會產生噪聲,鉭電*對濃度大于10%的qing氟酸則不耐腐蝕。
鉑銥合金和鉭雖有較好的耐腐蝕性,但價格昂貴,一對鉭電*高達數(shù)百到近千元,鉑銥電*比鉭電*還要貴一倍以上。
接地環(huán)一般裝在連接塑料管道或襯絕緣襯里金屬管道的流量傳感器兩端,它們的耐腐蝕要求比電*低,允許有一定腐蝕,定期更換,通常選用耐酸鋼或哈氏合金。因體積大,從經濟上考慮較少采用鉭鉑等貴重金屬。如果金屬工藝管道直接與流體接觸就不需要接地環(huán)。
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