澳大利亞FLOMEC橢圓齒輪流量計和測量介質間的關系是基于化學兼容性。兼容性越高,測量時間越長,也不會對流量計和測量數據造成不必要的損壞。兼容性差會對流量計造成嚴重損壞并影響使用壽命。因此一定要檢驗測量介質和流量計材質之間是否兼容。FLOMEC橢圓齒輪流量計是由本體,轉子,軸承,密封圈等部分組成,每個部件都需要與測量介質兼容。
本體和測量介質可兼容,但是如果O圈測量介質不兼容的話也有可能在某個點發生問題。例如,大多數燃料和油與鋁制本體PPS轉子兼容,但是如果O圈材質不兼容的話,密封圈可能會松動,變硬或膨脹,就會因泄露造成儀表損壞并缺失測量值。一些有溶劑如酒精,需要不銹鋼本體和不銹鋼轉子,氟橡膠不太適合,一般PTFE材質的密封圈適用于化學應用。
小事情大不同
當然化學兼容性僅僅只是一個問題,就像任何的成功,長期合作關系雖然是個小事但是成就了一個平穩無障礙的配合。這也是軸承的選擇也是很重要的一個原因。轉子有一個非常細(大約0.1 mm)的驅動軸使得轉子可以旋轉而不會摩擦儀表蓋或者本體。不銹鋼轉子使用碳陶瓷軸,這種碳陶瓷軸可以自行潤滑但是更容易磨損。鋁質轉子使用淬火鋼滾輪軸-不適用于水處理行業或像水一樣低粘度沒有潤滑性的介質。PPS轉子可自行潤滑,不需要軸承,是測量無潤滑介質的。軸承的選擇跟其它小部件(如密封圈)一樣,是儀表正常運行的關鍵。
燒結和線切割轉子
不銹鋼轉子有兩種制造方法:一、熱壓縮:金屬粉末經過鑄造,壓實并加熱到低于熔點的溫度,經過復雜的固態粘合形成類似于鑄造產品的形狀。二、線切割:轉子是直接從不繡鋼棒料上切下來的。燒結的過程效率低但是更節省材料而且不需要過高的加工工藝。但是在酸性介質中,316不銹鋼可以正常使用,但是燒結轉子是有限制的。因為在固態粘合的化學過程中的,燒結不銹鋼比鑄造金屬具有多孔性。因為燒結工藝比鑄造工藝的產生的粘連性更差,酸性物質的大面積侵蝕會破壞粒子間的粘連,并使之分層并有可能還原成為鑄造前的金屬粉末狀態。
根據生產需要我們有如下類型的燒結和線切割的轉子:
燒結型316SS 轉子: OM004,OM006,OM008,,OM015,OM025,OM050
線切割 SS 轉子: OM040,OM080
常規誤區
酒精普遍認為可以和鋁材質兼容,前提是純度達到99.8%,但是大多數罐儲酒精會吸收空氣中的水蒸汽會在鋁表面形成氧化物涂層,酒精是弱酸性,尤其是甲醇,會使氧化層溶解并進一步腐蝕。基于此原因,GPI推薦使用不銹鋼橢圓齒輪流量計來測量酒精
PPS材質可以抵抗很多有機化學品,并被聲明可適用于泵類生產廠家。芳香類化學品如苯,甲苯和二甲苯會使PPS膨脹。橢圓齒輪流量計測量時內部腔體空間很小,如果轉子膨脹會導致儀表堵塞。
PPS化學材料分析
聚乙烯(對苯二胺硫化物)(PPS)是交替的硫原子和亞苯基環在對位取代模式的組成的聚合物。其分子結構具有高度穩定性的化學鍵,使得其分子在熱降解和化學反應性上的穩定性達到了相當高的程度。分子結構也容易包到一個耐熱的晶體點陣,因此PPS是半結晶的聚合物,具有很高的結晶熔點285°C (545°F)。PPS還沒有發現會在溫度200°C (392°F)以下被溶解的情況,雖然會有膨脹現象發生。
當與玻璃纖維或其它纖維混合時,PPS是一種非常了不起的工程復合材料,具有以下特性:
● 顯著的長期和短期的熱穩定性
● 特別高的彈性模量和抗蠕變性能
● 可廣泛適用于具有化學腐蝕性的環境
● 高重復性精密注塑成型
PPS做為儀表生產材料使用已有30多年歷史,特別是在正位移流量儀表中,但是到目前為止PPS廣泛的應用是生產自動化零件,其機械和化學特性使之廣受歡迎。高溫狀態下的性能,抗油性,高穩定性及機械強度使之成為生產自動化零件的,這些性能也同樣解釋了PPS為什么是流量計的材質。除了PPS的優良機械性能,PPS成型復雜零部件公差的能力使含有PPS成份的流量計成為精確的裝置,而且購買和維護成本也是非常劃算的。
PPS化學兼容性
PPS(聚苯硫醚)是一種具有強熱塑性的玻璃纖維聚合物,工作溫度可達200℃。PPS可抗多種化學腐蝕如非芳香類(含苯),非鹵化物(含有鹵素如氯,氟,溴),任何濃度的有機溶劑,即使在高溫狀態下。PPS適合與接近環境溫度下的一些芳族,鹵化的,或基于胺的溶劑的服務,然而壽命將減少,并且在使用前要確認是否適用于這些類型的溶劑。
PPS本身也可抗大多數以水為基的溶劑如酸,堿或中性鹽,強氧化性酸如硝酸,氫氟酸和鹽酸等。因為加固PPS填充材料的敏感性,使得其不適用于任何類型的強酸(pH<2),強堿并不能使PPS降解,但是在高溫狀態下強堿會降低轉子的機械強度。
PPS不適有用于具有氧化性的高濃度化學物,或在高溫狀態,但是特殊工況中在溫和條件下可測這些化學物質。例如,過氧化氫,氯,次氯酸鈉在濃度超過5%或濃度低但高溫情況時會引起腫脹。但是PPS可用于普通清潔的中度溶劑或溫度接近環境的消毒產品。
熱水蒸汽是對PPS來講是一個非常危險的環境,考慮到PPS耐化學性似乎不太合理,然而這里并不是受聚合物降解的影響,但是會將聚合物從其表面的玻璃強物中分離。受熱水影響,材料膨脹并減弱聚合物結構強度。PPS可適用于溫度低于80℃的熱水環境,甚至是熱海水或含有低濃度的氯水環境,在溫度高于80℃的情況下需要考慮流量計使用壽命縮減的問題。對于所有含有熱水的環境,流量不要超過流量范圍的80%,因為水的潤滑性能很差。如果不可避免要在超過流量范圍的80%下運行,會縮減流量計使用壽命。
一些錯誤搭配
下圖是一個鋁質儀表在水環境下工作的參考。這種將柴油表用來測水的情況也不罕見。這是一個非常錯誤的應用,因為不銹鋼軸會生銹。水處理應用不應該選擇鋁質轉子。大多數水處理應用中橢圓齒輪流量計并不是的選擇。這就是為什么它不是一個兼容匹配的典型例子
下圖是一個鋁質儀表被甲醇腐蝕的案例。在前面的“常規誤區”有提到,鋁質儀表可以測量純度達到99.8%的酒精,但是大多數罐儲酒精會從大氣中吸收水蒸汽流向鋁材表面的氧化物涂層,酒精是弱酸性,尤其是甲醇,會使氧化層溶解并進一步腐蝕。
如果閱讀一些關于某些化學相容性指導方針后,也許會發現正在使用的儀表并不是應用的,不要等到整個系統崩潰,盡快檢查可能存大的潛在問題。
檢查儀表維護之前確保以下內容:
● 將相關報警或控制輸出進行隔離,使不影響進程
● 關閉儀表供電
● 停止液體供應
● 儀表減壓和液體從儀表/管線排出
● 密封件可以訂購,以適應任何尺寸的儀表