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稀鹽酸流量計(jì)在測量不同類型腐蝕介質(zhì)時(shí)產(chǎn)生信號波動(dòng)的原因分析
點(diǎn)擊次數(shù)：1755 發(fā)布時(shí)間：2020-08-06 14:16:30
稀鹽酸流量計(jì)的電*是儀表的關(guān)鍵部件，也是儀表能夠進(jìn)行精確測量的基本保證。在實(shí)際測量工況條件下，稀鹽酸流量計(jì)被大量地用于有腐蝕性液體介質(zhì)的測量，流量計(jì)管壁與電*都會與介質(zhì)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(jì)電*的時(shí)候不僅僅考慮的是耐腐蝕性能，因?yàn)橛袝r(shí)候電*材料對被測介質(zhì)有很好的耐腐蝕性，卻不一定就是適用的材料，還要避免產(chǎn)生電*表面效應(yīng)。電*表面效應(yīng)分為表面化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué)和*化現(xiàn)象，以及電*的觸媒作用三個(gè)方面。
(1)化學(xué)反應(yīng)效應(yīng)
例如電*表面與被測介質(zhì)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(hù)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(xué)和*化現(xiàn)象
電化學(xué)電勢變化和*化現(xiàn)象會產(chǎn)牛現(xiàn)。*化電勢是電*感生電動(dòng)勢在兩電**性不同，導(dǎo)致電解質(zhì)在電*表面產(chǎn)生*化。低頻矩形波激磁結(jié)合了直流激磁和交流激磁的 優(yōu)點(diǎn)，雖然交變激磁將*化電勢減弱了幾個(gè)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(zhì)性質(zhì)以及電*材料性質(zhì)有關(guān)。漿液噪聲是在測量礦漿 纖維漿等液固雙相導(dǎo)電液體流量時(shí)，固體顆粒(或液體中氣泡)擦過電*表面，電*表面接觸電化學(xué)電勢突然變化，輸出流量信號出現(xiàn)尖峰脈沖狀噪聲。流動(dòng)噪聲是在測量較低電導(dǎo)率(100×10—6S／cm附近及以下)液體流量時(shí)，電*的電化學(xué)電勢定期變化，產(chǎn)生隨流速增加而頻率增加的隨機(jī)噪聲，引起儀表輸出出現(xiàn)波動(dòng)現(xiàn)象。 對于電*表面噪聲可選配與被測液體電化學(xué)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(zhì)在電*的觸媒作用下產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而影響測量。例如鉑電*稀鹽酸流量計(jì)在測量雙氧水時(shí)會在電*表面生成氣霧，流量為零時(shí)輸出也會波動(dòng)。對于避免或減輕電*表面效應(yīng)的介質(zhì)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(jīng)驗(yàn)，尚待在實(shí)踐中積累。
電*和襯里耐腐蝕材料擇一覽表
電*材料選擇欄內(nèi)列出液體一電*材料匹配標(biāo)有符號“×”(耐腐蝕，但不推薦)大部分因?yàn)橛须?表面效應(yīng)。下文列舉若干實(shí)例說明之。
鉭對水是耐腐蝕的，但若使用鉭電*稀鹽酸流量計(jì)測量水流量，鉭電*表面會形成絕緣層，使儀表失靈或運(yùn)行短時(shí)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(shí)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*稀鹽酸流量計(jì)多處用于測量鹽酸獲得滿意的結(jié)果。然而測量濃度較高的鹽酸(10％以上)卻產(chǎn)生嚴(yán)重的噪聲。
鉑電*用于測量低壓過氧化qing(壓力低于0．3MPa)時(shí)，由于觸媒作用而在電*表面產(chǎn)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(yīng)用良好的實(shí)例，然而濃度超過某值時(shí)會產(chǎn)生噪聲。在現(xiàn)場改變鹽酸濃度試驗(yàn)表明，濃度逐漸增加超過15％～20％時(shí)儀表輸出隨之晃動(dòng)起來，濃度到25％輸出晃動(dòng)高達(dá)20％．。
硝酸、硫酸等酸液也有相似效應(yīng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。水廠用硫酸鋁液與原水混合以凝聚懸浮體，混合配比常用稀鹽酸流量計(jì)測量硫酸鋁液，選用耐酸鋼電*即可獲得滿意的結(jié)果實(shí)踐中曾遇到測量15％硫酸鋁的哈氏合金B(yǎng)電*稀鹽酸流量計(jì)，使用過程中也出現(xiàn)輸出晃動(dòng)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(chǎn)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(jià)格昂貴，一對鉭電*高達(dá)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(jīng)濟(jì)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)。
(1)化學(xué)反應(yīng)效應(yīng)
例如電*表面與被測介質(zhì)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(hù)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(xué)和*化現(xiàn)象
電化學(xué)電勢變化和*化現(xiàn)象會產(chǎn)牛現(xiàn)。*化電勢是電*感生電動(dòng)勢在兩電**性不同，導(dǎo)致電解質(zhì)在電*表面產(chǎn)生*化。低頻矩形波激磁結(jié)合了直流激磁和交流激磁的 優(yōu)點(diǎn)，雖然交變激磁將*化電勢減弱了幾個(gè)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(zhì)性質(zhì)以及電*材料性質(zhì)有關(guān)。漿液噪聲是在測量礦漿 纖維漿等液固雙相導(dǎo)電液體流量時(shí)，固體顆粒(或液體中氣泡)擦過電*表面，電*表面接觸電化學(xué)電勢突然變化，輸出流量信號出現(xiàn)尖峰脈沖狀噪聲。流動(dòng)噪聲是在測量較低電導(dǎo)率(100×10—6S／cm附近及以下)液體流量時(shí)，電*的電化學(xué)電勢定期變化，產(chǎn)生隨流速增加而頻率增加的隨機(jī)噪聲，引起儀表輸出出現(xiàn)波動(dòng)現(xiàn)象。 對于電*表面噪聲可選配與被測液體電化學(xué)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(zhì)在電*的觸媒作用下產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而影響測量。例如鉑電*稀鹽酸流量計(jì)在測量雙氧水時(shí)會在電*表面生成氣霧，流量為零時(shí)輸出也會波動(dòng)。對于避免或減輕電*表面效應(yīng)的介質(zhì)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(jīng)驗(yàn)，尚待在實(shí)踐中積累。
電*和襯里耐腐蝕材料擇一覽表
電*材料選擇欄內(nèi)列出液體一電*材料匹配標(biāo)有符號“×”(耐腐蝕，但不推薦)大部分因?yàn)橛须?表面效應(yīng)。下文列舉若干實(shí)例說明之。
鉭對水是耐腐蝕的，但若使用鉭電*稀鹽酸流量計(jì)測量水流量，鉭電*表面會形成絕緣層，使儀表失靈或運(yùn)行短時(shí)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(shí)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*稀鹽酸流量計(jì)多處用于測量鹽酸獲得滿意的結(jié)果。然而測量濃度較高的鹽酸(10％以上)卻產(chǎn)生嚴(yán)重的噪聲。
鉑電*用于測量低壓過氧化qing(壓力低于0．3MPa)時(shí)，由于觸媒作用而在電*表面產(chǎn)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(yīng)用良好的實(shí)例，然而濃度超過某值時(shí)會產(chǎn)生噪聲。在現(xiàn)場改變鹽酸濃度試驗(yàn)表明，濃度逐漸增加超過15％～20％時(shí)儀表輸出隨之晃動(dòng)起來，濃度到25％輸出晃動(dòng)高達(dá)20％．。
硝酸、硫酸等酸液也有相似效應(yīng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。水廠用硫酸鋁液與原水混合以凝聚懸浮體，混合配比常用稀鹽酸流量計(jì)測量硫酸鋁液，選用耐酸鋼電*即可獲得滿意的結(jié)果實(shí)踐中曾遇到測量15％硫酸鋁的哈氏合金B(yǎng)電*稀鹽酸流量計(jì)，使用過程中也出現(xiàn)輸出晃動(dòng)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(chǎn)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(jià)格昂貴，一對鉭電*高達(dá)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(jīng)濟(jì)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)。