摘 要： 具有的腐蝕性和氧化性，在工業(yè)生產(chǎn)中，其流量測量和控制一直是一個難題。論文通過多年的耐腐蝕性試驗(yàn)，選用對具有優(yōu)秀耐腐蝕能力和良好加工性能的蒙乃爾合金作為流量計的材質(zhì)，對內(nèi)錐流量計進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)，成功地應(yīng)用于流量的實(shí)際生產(chǎn)測量中。這對提高和*流量計的制造技術(shù)意義重大。
關(guān)鍵字： 流量測量 內(nèi)錐流量計 蒙乃爾合金
在通常情況下，是無色易流動的液體。其沸點(diǎn)為19.5℃，在常溫下易揮發(fā)，它的化學(xué)性質(zhì)很活潑，能與絕大多數(shù)金屬、堿、氧化物以及硅酸鹽反應(yīng)，具有的腐蝕性。廣泛用于核工業(yè)、石油化工等行業(yè)，是制取氟氣、無機(jī)氟化物、各種有機(jī)氟化物的主要原料。但在實(shí)際生產(chǎn)中，的流量控制仍是一個難題，因?yàn)橐话憬饘匐y以耐其腐蝕。在國內(nèi)，流量計的應(yīng)用技術(shù)還不*，測量精度低，壽命短。DYNZ系列內(nèi)錐流量計具有壓損小、精度高、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，對內(nèi)錐流量計的進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，使其適合的流量測量，對實(shí)際生產(chǎn)和*流量計制造技術(shù)意義重大。
1 錐流量計的原理及特點(diǎn)
內(nèi)錐流量計與傳統(tǒng)差壓流量計的工作原理相同，當(dāng)流體流進(jìn)流量計時，被測流體經(jīng)形錐體圓周表面逐漸平穩(wěn)地向管道內(nèi)壁均勻收縮，流通截面積逐漸變小，流速逐漸增大，壓力同時降低，在V形錐體前后產(chǎn)生差壓ΔP，如圖1所示。 在穩(wěn)定的工況條件下，管道中的流量與差壓的平方根成正比，用差壓變送器測量V形錐體前后的差壓并以模擬量輸入流量積算顯示儀，實(shí)現(xiàn)對流體流量的計量、調(diào)節(jié)和控制。其流量計算公式如下： QV：流體工況體積流量（單位：m3/h）
Qm：二流體工況質(zhì)量流量（單位：kg/h）
K：流量系數(shù)（單位：無量綱）
ε：流體的壓縮系數(shù)（一般液體取1.0，氣體、蒸汽＜1）
ρ1：流體工況下的密度（單位：kg/m3）
C：流出系數(shù)（C———實(shí)際流量／理論流量，需在流量檢定裝置上標(biāo)定得出。單位：無量綱）
β：等效直徑比。（單位：無量綱）
d：錐體外徑（單位：m）
內(nèi)錐流量計以其獨(dú)特的V形錐體作為節(jié)流件，采用錐體圓周與管道內(nèi)壁形成的環(huán)形流通截面逐漸收縮的特殊環(huán)形節(jié)流方式，使內(nèi)錐流量計不需配制直管段，工作壓損僅是孔板流量計的三分之一，無磨損；測量精度可達(dá)±0.5％，且具有量程寬、重復(fù)性好、耐臟物等優(yōu)點(diǎn)。
2 內(nèi)錐流量計的改進(jìn)
由于具有的腐蝕性，絕大多數(shù)金屬都不耐其腐蝕，目前使用的各類流量計都不能適應(yīng)其工況要求，內(nèi)錐流量計也不例外，即使選用強(qiáng)酸強(qiáng)堿防腐型?；诖?，實(shí)際生產(chǎn)中一般采用控制壓力或溫度的間接方法來控制的流量，但誤差較大。如果解決不了流量計的耐腐蝕問題，流量測量就無法實(shí)現(xiàn)。
2.1 內(nèi)錐流量計材質(zhì)的改進(jìn)
雖然有的腐蝕性，但對干燥的氣態(tài)鎳、蒙乃爾合金、因科鎳合金、金、鉑、銅等能耐其腐蝕，對潮濕的這些金屬的耐腐蝕能力顯著降低。在這些金屬中，以蒙乃爾合金的耐腐蝕能力，鎳、因康合金和含鎳30％的銅鎳合金對（溶水后的水溶液）的抗腐蝕性較蒙乃爾合金差。非金屬中聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯等與不反應(yīng)。
蒙乃爾合金（Monel），是一種鎳銅合金，耐堿，耐非氧化性酸，特別適用于。經(jīng)過多年的反復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在溫度不高時，蒙乃爾合金對濃度高于50％的有很好的耐腐蝕性，對無水有優(yōu)異的耐腐蝕性能，在溫度達(dá)到80℃以上時都會出現(xiàn)一定程度的腐蝕。同時，蒙乃爾合金還具有良好的加工和焊接性能，一般不產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋。因此，對內(nèi)錐流量計的關(guān)鍵部件測量管和Ｖ形錐體節(jié)流件的材質(zhì)改為蒙乃爾合金。
2.2 附屬裝置的改進(jìn)
為了防止的腐蝕，對附屬裝置也作相應(yīng)的改進(jìn)：差壓變送器選用膜片材質(zhì)為蒙乃爾合金的壓差變送器；有壓力補(bǔ)償時，選用膜片材質(zhì)為蒙乃爾合金的壓力變送器，有溫度補(bǔ)償時，溫度變送器測量端可加蒙乃爾合金套管保護(hù)；由于銅對于濃度高于60％～90％的（尤其是無水）也有較好的耐腐蝕能力，引壓閥和引壓管可采用銅制閥門和銅管；法蘭密封件采用與不發(fā)生反應(yīng)的聚四氟乙烯密封墊。
3 流量的測量
經(jīng)改進(jìn)后的內(nèi)錐流量計主要適用于溫度低于80℃的無水和高濃度的流量測量。
無水溫度控制在40±5℃，被測流體為氣體狀態(tài)，具體測量系統(tǒng)配置如圖2所示，內(nèi)錐流量計產(chǎn)生的差壓信號，由差壓變送器檢測、變送后，與壓力變送器、溫度變送器輸出的補(bǔ)償信號一并輸入已預(yù)設(shè)設(shè)計工況條件、量程和氣體特性等參數(shù)的DY2000補(bǔ)償式流量積算儀，經(jīng)積算儀計算后，顯示瞬時流量并進(jìn)行累積計量，同時可將瞬時流量信號輸出，控制流量調(diào)節(jié)執(zhí)行元件，實(shí)現(xiàn)無水瞬態(tài)流量的精確調(diào)節(jié)、控制。實(shí)際應(yīng)用中，流量計宜垂直安裝，變送器安裝位置要高于取壓點(diǎn)，避免冷凝積液，引壓管不宜太長。 高濃度的流量測量裝置配置、安裝與上述情況大致相同，不同之處在于變送器安裝位置要低于取壓點(diǎn)，以確保測量精度，被測流體為常溫下高濃度液體，補(bǔ)償積算儀預(yù)設(shè)參數(shù)為相應(yīng)濃度液體特性、對應(yīng)工況等參數(shù)。
4 結(jié)束語
利用蒙乃爾合金具有的耐腐蝕能力，對內(nèi)錐流量計改造后，可以實(shí)現(xiàn)無水及高濃度氟氫酸的流量測量，具有壽命長、精度高、壓損小、無磨損、重復(fù)性好、量程寬等優(yōu)點(diǎn)，尤其因其具有優(yōu)秀的耐腐蝕性能，還可用于強(qiáng)堿、非氧化性酸等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的流量測量。隨著新工藝、新材料的不斷研發(fā)和應(yīng)用，會解決低濃度、較高溫度下的流量測量。 |
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