Przepływomierze elektromagnetyczne są szeroko stosowane w zastosowaniach przemysłowych ze względu na ich dokładność i niezawodność, ale na ich działanie mogą wpływać takie czynniki, jak pęcherzyki gazu, gromadzenie się osadów i osady cząstek stałych. Problemy te mogą prowadzić do niestabilnych odczytów, zmniejszonej dokładności pomiaru, a nawet awarii urządzenia. Niniejszy artykuł analizuje typowe wyzwania stojące przed przepływomierzami elektromagnetycznymi, poparte studiami przypadków, oraz zapewnia profesjonalne spostrzeżenia i rozwiązania pozwalające utrzymać dokładną i niezawodną pracę w wymagających warunkach.
Spis treści
Ciecze zawierające gazy
Obecność rozpuszczonych gazów w cieczach nie wpływa na pomiar przepływu, ale wolne gazy (tj. pęcherzyki gazu) mogą wpływać na pomiary i powodować nieprawidłowe działanie. Istnieją trzy główne źródła wolnego gazu w rurociągu cieczy:
- Powietrze nie zostało całkowicie usunięte z rurociągu.
- Powietrze lub gaz zasysane spoza systemu rurociągów.
- Rozpuszczone gazy przekształcają się w wolne pęcherzyki gazu.
W przemyśle przetwórczym ciśnienie i temperatura cieczy w rurociągach często ulegają wahaniom. Gdy ciśnienie spada lub temperatura wzrasta, rozpuszczone gazy mogą przekształcić się w wolne pęcherzyki gazu. Na przykład, gdy ciecz o temperaturze poniżej temperatury pokojowej pozostaje nieruchoma w rurociągu przez pewien czas (np. podczas wyłączenia), rozpuszczone powietrze może przekształcić się w pęcherzyki gazu. I odwrotnie, gdy ciecz o temperaturze powyżej temperatury pokojowej jest przechowywana w szczelnym rurociągu i stopniowo schładzana, może wytworzyć lokalne warunki próżniowe, prowadząc do powstania pęcherzyków gazu z rozpuszczonego powietrza lub parowania.
Takie pęcherzyki gazu często powodują niestabilny przepływ w fazie rozruchu procesu podczas ponownego uruchamiania systemu. Może to objawiać się wahaniami przepływu, ale system zwykle stabilizuje się po pewnym czasie pracy. Dodatkowo, gdy zawór sterujący jest prawie zamknięty, ciecz może mieć tendencję do parowania, co prowadzi do tworzenia się pęcherzyków.
Ciecze zawierające fazy stałe
Ciecze zawierające cząstki stałe, takie jak proszki, materiały ziarniste lub włókna, mogą powodować kilka problemów:
- Hałas szlamu.
- Zanieczyszczenie powierzchni elektrody.
- Przewodzące lub izolujące warstwy osadzania na elektrodach lub okładzinach.
- Zużycie lub osadzanie się na okładzinie, zmieniające obszar przepływu.
Studium przypadku: Efekt zwarcia osadzania przewodzącego
Jeśli materiały przewodzące osadzą się na izolacyjnej powierzchni okładziny przepływomierza elektromagnetycznego, sygnał pomiaru przepływu zostanie zwarty, powodując awarię urządzenia. Ponieważ materiał przewodzący stopniowo gromadzi się w czasie, usterka ta zwykle nie występuje podczas uruchamiania, ale raczej po pewnym okresie eksploatacji.
W warsztacie narzędziowym fabryki silników wysokoprężnych zastosowano przepływomierz elektromagnetyczny DN80 mm do pomiaru i kontroli przepływu nasyconego elektrolitu solnego w celu optymalizacji wydajności cięcia w procesie elektrochemicznym. Początkowo przyrząd działał prawidłowo. Jednak po dwóch miesiącach przerywanego użytkowania pomiar przepływu zaczął spadać, aż sygnał zbliżył się do zera. Po inspekcji na powierzchni okładziny izolacyjnej znaleziono cienką warstwę żółtej rdzy. Po wyczyszczeniu przyrząd powrócił do normalnej pracy. Żółta rdza była spowodowana dużą ilością tlenku żelaza osadzonego z elektrolitu.
Była to usterka zaobserwowana po pewnym czasie pracy systemu. Chociaż nie jest to częsta usterka, tego rodzaju efekt zwarcia może również wystąpić w przypadku poważnej korozji metalowych rurociągów, prowadzącej do osadzania się rdzy. Jeśli przepływomierz zaczyna pokazywać normalne odczyty, a następnie stopniowo spada w miarę upływu czasu, ten rodzaj usterki należy uznać za potencjalną przyczynę.
Studium przypadku: Problemy z osadami w przepływomierzach elektromagnetycznych
W stacji uzdatniania wody w Szanghaju surowa woda jest pompowana z rzeki Huangpu około 30 kilometrów w górę rzeki do zakładu przez dwa rurociągi DN600mm. W 1991 roku zakład zaczął używać dwóch przepływomierzy elektromagnetycznych DN600mm do pomiaru przepływu wody i wszystko działało normalnie. Jednak w 1993 r. odczyty przepływu zaczęły spadać. Po wyeliminowaniu usterek w otwartych sekcjach urządzenia, podejrzewano, że przepływomierz ma problem. W 1997 roku nadarzyła się okazja do sprawdzenia stanu wewnętrznego przepływomierza i okazało się, że na wewnętrznych ściankach rury pomiarowej nagromadził się osad, którego najgrubsza warstwa przekraczała 10 mm. Powierzchnie elektrod były również pokryte osadem, równo z otaczającymi osadami. Po wyczyszczeniu przepływomierz znów działał normalnie.
Przypadek ten pokazuje, że w systemach pomiaru wody surowej osad nieuchronnie gromadzi się na wewnętrznych ściankach rury pomiarowej w miarę upływu czasu. To, czy ma to wpływ na pomiar przepływu, zależy od czasu eksploatacji. W tym przypadku nagromadzenie osadów po trzech latach spowodowało zauważalne zmniejszenie dokładności pomiaru przepływu. Dlatego przepływomierze elektromagnetyczne używane do pomiaru wody surowej z rzek i jezior muszą być regularnie czyszczone. Inne przepływomierze, takie jak przepływomierze ultradźwiękowe i zwężkowe, również doświadczają zmniejszenia powierzchni przepływu z powodu gromadzenia się osadów, co może wpływać na dokładność pomiaru. W tym przypadku osad o grubości 10 mm w rurze DN600 mm spowodował odchylenie odczytów przepływu o 1,2%-2,5%.
Wnioski
W przypadku długoterminowej eksploatacji należy rozważyć środki projektowe w celu rozwiązania kwestii gromadzenia się osadów, takie jak
- Zwiększenie prędkości przepływu w punktach pomiarowych w celu wydłużenia okresów czyszczenia.
- Instalacja portów inspekcyjnych do okresowego czyszczenia rurociągu.
Zostaw komentarz