Расходомер фосфорной кислоты

Электромагнитные расходомеры позволяют измерять концентрацию чрезвычайно коррозионно-активной фосфорной кислоты. В комплект также входит полезная техническая информация, такая как выбор расходомера для кислот, инструкции по установке и т. д .

Что такое фосфорная кислота?

Широкое применение фосфорной кислоты требует измерения расхода.

Фосфорная кислота имеет химическую формулу HPO₄. Это очень важная кислота, не являющаяся органической. Она представляет собой прозрачную бесцветную жидкость с неприятным вкусом, которая может нанести вред здоровью. Фосфорная кислота достаточно стабильна при комнатной температуре, но может быстро разъедать металлы. В зависимости от концентрации, фосфорная кислота может быть получена в слабой и сильной формах. В производстве фосфорная кислота обычно используется в концентрации около 85%.

В промышленности фосфорная кислота используется в самых разных целях. В основном её применяют для производства фосфатных удобрений, таких как суперфосфат и диаммонийфосфат, которые особенно важны для выращивания сельскохозяйственных культур. Фосфорная кислота также является распространённым регулятором кислого вкуса и консервантом в пищевой промышленности. Кроме того, её используют для удаления ржавчины и фосфатирования металлических поверхностей. В фармацевтической отрасли её применяют для создания ряда фосфатных препаратов.

Где можно использовать фосфорную кислоту?

Фосфорная кислота имеет множество применений, но наиболее распространенными являются следующие:

Широкое применение расходомеров для фосфорной кислоты

Более 80% фосфорной кислоты используется в производстве удобрений. Фосфорная кислота применяется для производства целого ряда фосфатных удобрений, включая суперфосфат, моноаммонийфосфат и диаммонийфосфат. Эти удобрения обеспечивают растения необходимым фосфором для роста и особенно важны для повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

В пищевой промышленности фосфорная кислота обычно используется для снижения pH, сохранения свежести продуктов и повышения их кислотности. Фосфорная кислота содержится во многих газированных напитках, которые мы пьем, например, в коле. Она может придавать напитку кислый вкус. Фосфорная кислота также используется для улучшения вкуса мяса и повышения его способности удерживать влагу.

Фосфорная кислота обычно используется в металлообрабатывающей промышленности для удаления ржавчины и фосфатирования металла. Она удаляет ржавчину с поверхности металла и образует защитную фосфатную пленку, что делает металл менее восприимчивым к коррозии. Многие компании, например, производители автомобилей и бытовой техники, широко используют ее.

В фармацевтической промышленности фосфорная кислота используется для производства ряда фосфатных препаратов, таких как хлорохинфосфат и кодеинфосфат. Эти препараты действительно важны для выздоровления.

Проблемы с измерением скорости потока фосфорной кислоты.

Получение корректных результатов измерения расхода фосфорной кислоты в условиях промышленной автоматизации всегда представляло собой сложную задачу по следующим причинам:

Фосфорная кислота обладает высокой коррозионной активностью: она особенно агрессивна по отношению к обычной стали и некоторым сплавам. Эта коррозионная активность может быстро повредить датчик расхода стандартных расходомеров, что может снизить точность показаний и сократить срок службы устройства. Фосфорная кислота в различной степени разъедает большинство металлов.

Значительные изменения вязкости: Вязкость фосфорной кислоты сильно меняется в зависимости от температуры и концентрации. Вещество становится гуще по мере охлаждения и повышения концентрации. Это изменение вязкости может снизить точность расходомеров, особенно тех, которые используют гидродинамику для измерения расхода.

Изменение проводимости: Проводимость фосфорной кислоты изменяется в зависимости от концентрации, что может влиять на работу некоторых расходомеров. Фосфорная кислота в некоторой степени проводит электричество, но это различие в проводимости следует учитывать при выборе расходомера.

Проблемы с устаревшими расходомерами

Традиционные расходомеры иногда выходят из строя при контакте с особо агрессивными химическими веществами, такими как фосфорная кислота.

Фосфорная кислота непосредственно контактирует с движущимися частями механических расходомеров, таких как турбинные расходомеры и расходомеры с овальными шестернями. Это делает их склонными к коррозии и поломке. Повышенная вязкость фосфорной кислоты также может изменить работу этих движущихся частей, что может привести к дополнительным ошибкам в измерениях.

× Расходомер дифференциального давления: выбор коррозионностойких материалов помогает снизить риски коррозии; однако, если вы выберете танталовый материал, цена датчика расхода значительно возрастет.

Овальный шестеренчатый расходомер также может быть подвержен коррозии под воздействием кислоты.

× Расходомер с овальными шестернями: расходомер с овальными шестернями — это разновидность объемного расходомера, в котором влажные части датчика изготовлены из чугуна, литой стали или нержавеющей стали. Несмотря на высокую точность измерения расхода кислот, овальные шестерни легко подвергаются коррозии.

× Турбинный расходомер: Турбинный расходомер может измерять расход чистой жидкости, но раствор фосфорной кислоты вызывает коррозию и может повредить рабочее колесо, что значительно сокращает срок службы турбинного расходомера. Поэтому его использование не рекомендуется.

Как работает магнитный расходомер для фосфорной кислоты?

Магнитометр работает благодаря закону электромагнитной индукции Фарадея. Когда проводящая жидкость, например раствор фосфорной кислоты, движется в магнитном поле, она создает индуцированную электродвижущую силу. Скорость потока жидкости прямо пропорциональна силе этой электродвижущей силы.

Как работает магнитный расходомер для фосфорной кислоты

Для создания магнитного поля, перпендикулярного оси трубопровода, в магнитных расходомерах серии SHD пара возбуждающих катушек размещается на измерительной трубке расходомера. Сила Лоренца будет действовать на ионы в проводящей жидкости, например, фосфорной кислоте, когда она протекает через это магнитное поле. Это заставит положительные и отрицательные ионы мигрировать к обоим концам трубопровода. Это создаст разность потенциалов на электродах на обоих концах трубопровода. Разность потенциалов является причиной индуцированной электродвижущей силы, и ее величина напрямую связана со средней скоростью потока жидкости.

Для определения объемного расхода жидкости можно измерить индуцированную электродвижущую силу и умножить ее на площадь поперечного сечения трубопровода. Измеряемая жидкость не будет повреждена из-за своей коррозионной природы, поскольку на нее не воздействуют движущиеся механические части.

Магнитные расходомеры серии SHD невероятно точны и могут измерять потоки фосфорной кислоты от очень малых до очень больших. Потери давления также практически равны нулю, поэтому они не будут мешать процессу обработки.

Как выбрать электромагнитный расходомер, способный измерять расход фосфорной кислоты?

При выборе электромагнитных расходомеров для анализа фосфорной кислоты следует учитывать следующее:

Вкладыши и электроды магнитных расходомеров

Самое важное — выбрать подходящие материалы для электродов. Нержавеющая сталь 316L, Hastelloy C, тантал и другие материалы не подвергаются коррозии при контакте с фосфорной кислотой. Большинство жидкостей хорошо работают с электродами из нержавеющей стали 316L. Но если требуется более высокая коррозионная стойкость или работа с высокими концентрациями фосфорной кислоты, рекомендуется использовать электроды из тантала.

Выбор материала внутренней облицовки: Материал внутренней облицовки измерительной трубки имеет такое же важное значение. Политетрафторэтилен (ПТФЭ или тефлон) — лучший выбор, поскольку он не изменяет проводимость фосфорной кислоты и особенно устойчив к коррозии, к тому же цена ПТФЭ (тефлона) невысока. Однако silverinstruments.com также может предложить более прочные материалы облицовки, такие как ПФА и F46, которые выдерживают более высокие температуры — около 150-160 °C.

Ниже приведен список материалов, из которых изготовлены вкладыш магнитометра и электроды для различных температур и концентраций фосфорной кислоты.

Таблица выбора электродов и материалов футеровки для электромагнитных расходомеров

Совместимость с фосфорной кислотой

A - Подходит/Рекомендуется | B - Пригоден для использования/Приемлемо | C - Не рекомендуется | N - Не подходит | X - Коррозионностойкий (при определенных условиях) | R - Комнатная температура | Sat - Насыщенный | (W) - Максимальная рекомендуемая температура для данного материала

Фланец и корпус магнитного расходомера серии SHD в нормальных условиях изготовлены из углеродистой стали, опционально – из нержавеющей стали.

Выбор материала корпуса магнитного расходомера: Материал корпуса и фланца расходомера не контактирует с фосфорной кислотой. В обычных условиях достаточно корпуса из углеродистой стали. Однако среда, в которой используется расходомер, иногда может быть коррозионной, и пользователи опасаются, что корпус расходомера может подвергнуться коррозии после длительной эксплуатации. silverinstruments.com предлагает варианты корпусов из нержавеющей стали марок 304 и 316, причем корпуса из нержавеющей стали более устойчивы к коррозионным средам.

Фосфорная кислота в некоторой степени проводит электричество, но все же крайне важно определить минимальную проводимость исследуемой фосфорной кислоты перед использованием электромагнитного расходомера. В большинстве случаев проводимость фосфорной кислоты соответствует всем стандартам для электромагнитных расходомеров. Однако это необходимо проверять для каждой конкретной разбавленной фосфорной кислоты.

Температурный и барометрический режимы: Выберите подходящий температурный и барометрический режимы для условий процесса. При более высоких температурах фосфорная кислота разъедает материалы быстрее. Это означает, что при работе с высокими температурами следует использовать материалы, менее подверженные коррозии.

Уровень защиты: Поскольку места образования фосфорной кислоты могут быть агрессивными, рекомендуется выбирать электромагнитные расходомеры с более высоким уровнем защиты, например, IP67 или IP68, чтобы обеспечить их надежную работу в таких условиях.

Выберите необходимую точность и диапазон измерений в зависимости от ваших реальных потребностей. Для очень точных измерений можно использовать высокоточный электромагнитный расходомер с точностью до ± 0,2%.

Как правильно установить электромагнитный расходомер для фосфорной кислоты?

При измерении таких труднодоступных веществ, как фосфорная кислота, крайне важно правильно установить электромагнитные расходомеры, чтобы они давали точные значения.

Для получения наилучших результатов измерений правильно установите расходомер кислоты.

Выбор оптимального места для установки: Установите электромагнитный расходомер в той части трубопровода, где он заполняется жидкостью. Чтобы предотвратить образование пузырьков, его не следует устанавливать в верхней части трубопровода. Также следует избегать мест, где может возникнуть отрицательное давление, так как это может повредить внутреннюю облицовку.

Для обеспечения точности измерений необходимо достаточное количество прямых участков трубы до и после электромагнитного расходомера. Длина прямого участка трубы перед трубой должна быть в 5-10 раз больше диаметра трубы, а длина прямого участка трубы после трубы — в 2-3 раза больше диаметра трубы. Длина прямого участка трубы должна быть больше, если выше по потоку расположены отводы и клапаны, препятствующие потоку.

Требования к заземлению: Для корректной работы электромагнитных расходомеров необходимо правильное заземление. Убедитесь, что заземлены как оборудование, так и трубопроводная система. Если трубопровод изготовлен не из металла или покрыт материалами, не проводящими электричество, необходимо установить специальные заземляющие кольца. Как правило, трубы для фосфорной кислоты могут быть пластиковыми, а не обычно используемыми железными, поскольку растворы фосфорной кислоты обладают сильной коррозионной активностью. При установке электромагнитных расходомеров на пластиковые трубы требуется заземляющее кольцо, и необходимо выбрать заземляющее кольцо, материал которого совпадает с материалом электрода.

Опоры для трубопроводов : Магнитные расходомеры иногда очень тяжелые, особенно датчики расхода большого диаметра, такие как 4-дюймовые или 6-дюймовые кислотные расходомеры. Чтобы минимизировать нагрузку на корпус расходомеров, создаваемую трубопроводами, необходимо установить опоры рядом с датчиками расходомеров.

Электрические клеммы магнитного расходомера

Подключение к электросети: Следуйте инструкциям в руководстве пользователя, прилагаемом к магнитному расходомеру серии SHD, для подключения к источнику питания. Обратите внимание на паспортную табличку расходомера: используется ли напряжение 24 В постоянного тока или 220 В переменного тока. Особое внимание следует уделить заземлению и передаче сигнала по кабелю. Вопросам электромагнитной совместимости следует уделять особое внимание при наличии сильных электромагнитных помех.

Обратите внимание на паспортную табличку расходомера кислоты.

Техническое обслуживание: При установке электромагнитного расходомера от silverinstrument.com необходимо подумать о том, как его нужно будет обслуживать в будущем, и убедиться, что вокруг него достаточно места для осмотра инженером и проведения планового технического обслуживания.

Благодаря принципу работы и конструкции электромагнитный расходомер является идеальным методом измерения расхода фосфорной кислоты. В нем нет движущихся частей, и фосфорная кислота не разъедает его. Он очень стабилен, имеет низкие потери давления и может использоваться для самых разных целей.

При выборе и использовании электромагнитного расходомера для измерения фосфорной кислоты наиболее важным является выбор соответствующих материалов, особенно для футеровки и электродов. Также правильная установка и техническое обслуживание важны для обеспечения надлежащего функционирования оборудования и его стабильной работы в течение длительного времени.

По мере совершенствования технологий электромагнитные расходомеры будут становиться все более эффективными в измерении коррозионных сред. Это позволит им лучше количественно определять такие химические вещества, как фосфорная кислота.