русский
Среди всех областей применения высокоэффективных антикоррозионных покрытий, судостроения, защиты стальных конструкций и аналогичных отраслей, наиболее распространенными являются эпоксидные покрытия, эпоксидные грунтовки с высоким содержанием цинка и полиуретановые финишные покрытия. Однако эти покрытия, как правило, обладают высокой вязкостью , высоким содержанием твердых веществ и содержат частицы. В процессе нанесения покрытия методом распыления точное измерение и контроль расхода всегда представляли собой сложную задачу для инженеров на месте. Особенно когда диаметр трубы составляет всего 1/4–3 /8 дюйма , расход всего 3 литра в минуту, а рабочее давление достигает 400 бар, обычные расходомеры практически не справляются со своей задачей.
На основе набора типичных параметров эпоксидных и полиуретановых покрытий в данной статье рассматриваются несколько ключевых вопросов, которые необходимо учитывать при выборе расходомера для красок высокой вязкости.
В качестве примера рассмотрим эпоксидное покрытие Hempadur 4774D. Его вязкость достигает 105 кЕд (около 3500 сП), в то время как вязкость другого полиуретанового финишного покрытия, 5521, составляет около 63–87 кЕд (около 800 сП). Плотность колеблется от 0,9 до 1,5 кг/л. Эти покрытия также содержат цинковый порошок, пигменты и наполнители, с максимальным содержанием твердых веществ до 80%. Что еще более важно, на месте необходим разбавитель (5% растворителя) для регулирования вязкости при нанесении, а это означает, что один и тот же расходомер должен работать с несколькими средами, имеющими разные реологические свойства.
Турбинный расходомер может заклинить из-за высокой вязкости жидкости.
В таких условиях традиционные турбинные расходомеры могут страдать от заклинивания рабочего колеса из-за высокой вязкости. Электромагнитные расходомеры требуют проводящей среды, которую многие покрытия на основе растворителей не обеспечивают. Дифференциальные расходомеры испытывают значительные потери давления и резкое снижение точности при низких расходах и высокой вязкости. Поэтому требуется решение для измерения расхода, специально разработанное для высокой вязкости, низкого расхода и высокого давления.
В настоящее время наиболее отработанными решениями для линий распыления эпоксидных и полиуретановых смол являются кориолисовый расходомер и овальный шестеренчатый расходомер (тип объемного расходомера). Их характеристики рассматриваются отдельно ниже.
Кориолисовый расходомер измеряет массовый расход напрямую, независимо от изменений вязкости, плотности или температуры среды. В случаях, когда вязкость таких красок, как 4774D и 5521, изменяется в несколько раз, кориолисовый расходомер обеспечивает высокую точность ±0,1%–±0,2% без необходимости коррекции. В то же время он может напрямую выдавать сигналы плотности и температуры, что позволяет легко контролировать степень разбавления краски.
Полный диаметр кориолисового датчика позволяет пропускать жидкость с частицами.
Для распыления под высоким давлением кориолисовый расходомер высокого давления (с максимальным номинальным давлением 414 бар или выше) может полностью соответствовать рабочему давлению 400 бар. Конструкция с полным проходным отверстием позволяет мелким частицам (таким как цинковый порошок и агломераты пигментов) в краске беспрепятственно проходить через него, не засоряясь. Конструкция из нержавеющей стали 316L соответствует требованиям коррозионной стойкости большинства промышленных покрытий.
Однако стоимость кориолисового расходомера относительно высока. Для расходов от 3 л/мин до 15 л/мин необходимо выбрать соответствующий диаметр трубы (1/4 дюйма или 3/8 дюйма), чтобы сбалансировать падение давления и точность.
Овальный шестеренчатый расходомер — это расходомер объемного вытеснения (PD-расходомер), использующий пару зацепляющихся шестерен для измерения объема проходящей через него жидкости. Для жидкостей с высокой вязкостью утечка через зазоры между шестернями и корпусом фактически уменьшается; следовательно, чем выше вязкость, тем выше точность шестеренчатого расходомера, обычно достигающая ±0,5%. При минимальном расходе 3 л/мин шестеренчатый расходомер все еще может выдавать стабильный импульсный сигнал, что делает его очень подходящим для дозирования или пропорционального смешивания.
Расходомеры с овальными шестернями также выдерживают давление выше 400 бар и более экономичны, чем кориолисовые расходомеры. Если требуется выходной сигнал 4-20 мА, можно подключить соответствующий передатчик или дополнительный прибор. Недостатком расходомеров с овальными шестернями является наличие движущихся шестерен внутри. Если краска содержит много твердых частиц (например, цинковый порошок в эпоксидных цинкосодержащих грунтовках), шестерня может сломаться; в противном случае, длительная эксплуатация приведет к снижению точности из-за износа.
В реальных процессах запроса информации и закупок многие клиенты указывают только диаметр трубы и диапазон расхода, упуская некоторые важные детали. Основываясь на нашем опыте работы с аналогичными расходомерами для высоковязких красок, мы рекомендуем перед выбором расходомера для высоковязких красок проверить следующие моменты:
Максимальный размер частиц в среде: Хотя эпоксидные и полиуретановые краски не содержат крупных частиц, как некоторые пищевые суспензии, агломераты пигментов, недиспергированные наполнители или комки, образующиеся в процессе отверждения, могут засорить расходомер. Если размер частиц превышает 0,5 мм, следует отдать предпочтение кориолисовому расходомеру с полным проходным сечением.
Тип технологического соединения: Для труб диаметром 1/4 или 3/8 дюйма обычно используются внутренние резьбы NPT, обжимные фитинги или фитинги для шлангов высокого давления. При давлении 400 бар для предотвращения утечек рекомендуется использовать конусные уплотнения или металлические прокладки.
Тип выходного сигнала: Для большинства систем управления распылением требуется аналоговый сигнал 4-20 мА для непрерывного мониторинга или импульсный сигнал для пакетного управления. В некоторых проектах может также потребоваться связь по протоколам Modbus RTU или Modbus TCP для загрузки данных о расходе в диспетчерскую или в облако.
Расходомеры ATEX: Поскольку краски часто содержат органические растворители (например, ксилол, бутанон), места покраски обычно расположены в опасных зонах. В таких случаях необходимы расходомеры ATEX, следует выбирать искробезопасный или взрывозащищенный расходомер, используемый в сочетании с защитным барьером.
Помимо описанного выше традиционного контроля расхода распыляемой жидкости, аналогичные расходомеры широко используются также в следующих сценариях:
Контроль соотношения компонентов двухкомпонентной краски: эпоксидные краски обычно необходимо смешивать с отвердителем в определенном соотношении. Два высокоточных расходомера (один для эпоксидной основы, один для отвердителя) в сочетании с пропорциональным клапаном позволяют обеспечить замкнутый контур управления и постоянное соотношение компонентов смеси. Кориолисовый расходомер имеет значительные преимущества в этом применении, поскольку он может одновременно измерять плотность для определения однородности смеси.
Мелкодисперсное дозирование: Некоторые автоматические линии розлива требуют дозирования 28 мл краски каждые 6 секунд. В таких случаях критически важна повторяемость в диапазоне микропотоков . Благодаря принципу объемного вытеснения, шестеренчатый расходомер обеспечивает лучшую повторяемость при низких скоростях потока, чем многие другие типы.
Безвоздушное распыление под высоким давлением : В оборудовании для безвоздушного распыления, работающем при давлении до 400 бар, расходомер должен не только выдерживать давление, но и противостоять высокоскоростной эрозии краски. Подходят как кориолисовые расходомеры из нержавеющей стали, так и шестеренчатые расходомеры, но следует обратить внимание на то, влияет ли падение давления на расходомере на форму распыляемой факелы.
Для эпоксидных и полиуретановых красок, таких как Hempadur 4774D и 55210, с диапазоном вязкости от 800 до 3500 сП, максимальным рабочим давлением 400 бар и минимальным расходом 3 л/мин, рекомендуются следующие два варианта:
Если позволяет бюджет и необходима дополнительная информация, такая как плотность и температура, выберите кориолисовый расходомер высокого давления с диаметром пор 1/4 или 3/8 дюйма, изготовленный из стали 316L и имеющий выход 4-20 мА или Modbus.
Если приоритетом является экономичность, а краска содержит мало твердых частиц, выберите шестеренчатый расходомер из нержавеющей стали с импульсным выходом и модулем преобразования 4-20 мА, обращая внимание на износостойкость материала шестерен.
Независимо от выбранного расходомера, мы рекомендуем провести небольшое испытание в реальных условиях эксплуатации, чтобы проверить его точность и стабильность при минимальном расходе и максимальной вязкости. Если вам требуется подходящее решение для измерения расхода эпоксидных покрытий, полиуретановых финишных покрытий или эпоксидных грунтовок с высоким содержанием цинка, пожалуйста, укажите название конкретной среды, рабочую температуру и допустимые потери давления. После этого мы сможем порекомендовать наиболее подходящую модель и предоставить официальное коммерческое предложение.
