電磁流量計(jì)在強(qiáng)腐蝕環(huán)境下的應(yīng)用

河南省中原大化集團(tuán)尿素生產(chǎn)裝置，采用了兩臺(tái)電磁流量計(jì)。其一是用作測(cè)量高壓甲銨泵入口流量；另一臺(tái)是測(cè)量水解廢液流量的。實(shí)際應(yīng)用中無(wú)論在響應(yīng)速度上，還是在其它各項(xiàng)特性上都能夠滿足工藝生產(chǎn)的需要。但也出現(xiàn)了一些我們始料不及的問(wèn)題。自89年10月建成投產(chǎn)以來(lái)，僅測(cè)高壓甲銨泵入口流量的電磁流量計(jì)就壞了兩臺(tái)，另外一臺(tái)測(cè)水解廢液的電磁流量計(jì)也曾多次發(fā)生過(guò)損壞。這些問(wèn)題的出現(xiàn)無(wú)論從工藝操作上，還是從生產(chǎn)成本消耗上都給我廠增加了不小負(fù)擔(dān)，本文就結(jié)合我廠的應(yīng)用情況，對(duì)此問(wèn)題作一探討。

電磁流量計(jì)的工作原理及特點(diǎn)

1、工作原理

電磁流量計(jì)系統(tǒng)由變送器和轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，兩者之間通過(guò)兩根帶雙層屏蔽的電纜連結(jié)，變送器安裝在管道系統(tǒng)上，而轉(zhuǎn)換器則可安裝在現(xiàn)場(chǎng)或中央室。儀表的測(cè)量原理是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：當(dāng)一導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在導(dǎo)體的兩端將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

此定律應(yīng)用于導(dǎo)電流體也同樣成立。如果假定磁場(chǎng)強(qiáng)度為B，管道直徑為D，感應(yīng)電勢(shì)為E，則可以證明管道的體積流量為

Qv=D/4×（E/B）

式中的B、D是表中設(shè)定的，E是通過(guò)變送器測(cè)量管道上的一對(duì)電極測(cè)出的，實(shí)際的電磁流量計(jì)正是根據(jù)這一原理工作的?？梢?jiàn)電磁流量計(jì)是測(cè)體積流量的儀表，它與流體的溫度、壓力、密度、粘度和電導(dǎo)率等物理性質(zhì)無(wú)關(guān)。

2、電磁流量計(jì)的特點(diǎn)

電磁流量計(jì)有以下特點(diǎn)：

（1）傳感元件不與測(cè)量介質(zhì)接觸，可用于腐蝕性導(dǎo)電介質(zhì)流量的測(cè)量；

（2）量程范圍寬，同一臺(tái)電磁流量計(jì)的量程比可達(dá)1:100；

（3）無(wú)壓力損失；

（4）檢測(cè)部分無(wú)可動(dòng)部件：

（5）可以測(cè)定正、反向流體的流量；

（6）響應(yīng)速度快。

以上是電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，但它也有一定局限性和不足之處。

（1）被測(cè)介質(zhì)必須是導(dǎo)電的：

（2）由于受測(cè)量管襯里材料的限制，一般使用溫度范圍為0~200℃，又因電極是嵌裝在導(dǎo)管上的，使電磁流量計(jì)的工作壓力也受到一定限制。

（3）電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較高。

3、電磁流量計(jì)的應(yīng)用

我廠甲銨泵入口流量計(jì)FT-09101為德國(guó)FISCHER&POTER公司產(chǎn)品，自89年10月投產(chǎn)以來(lái)，已經(jīng)更換了兩塊，初采用DX1221型，這種電磁流量計(jì)外殼用不銹鋼，測(cè)量管內(nèi)壁用聚四氟乙烯，轉(zhuǎn)換器封閉在一個(gè)長(zhǎng)方體金屬殼內(nèi)，內(nèi)部電路板上有一個(gè)四位數(shù)的數(shù)據(jù)盤，可作測(cè)量值的指示器。變送器與轉(zhuǎn)換器之間通過(guò)兩根電纜連結(jié)，變送器安裝在管道上，轉(zhuǎn)換器固定在旁邊的框架上。這種流量計(jì)無(wú)論零點(diǎn)還是量程都不能自行調(diào)整，只能在廠家標(biāo)定，使用很不方便。該流量計(jì)投用運(yùn)行還未到一年，指示便出現(xiàn)了故障，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)變送器電路板發(fā)生了腐蝕，有幾只晶體三極管管腳已經(jīng)銹斷，這并沒(méi)有引起我們足夠的重視，只是更換了幾只三極管便又重新裝上，這樣修復(fù)后該表又運(yùn)行了幾個(gè)月，然后又失去了指示。當(dāng)我們?cè)俅螜z查該表時(shí)，發(fā)現(xiàn)變送器的電路板及七芯電纜已全部腐蝕掉，于是該表報(bào)廢。這才引起了我們的警覺(jué)，原來(lái)因該表安裝的地方離高壓甲銨泵及高壓氨泵太近，停車時(shí)排放及平時(shí)泄漏的氨和甲銨附帶的氨氣常包繞在該表周圍，致使該表一直工作在腐蝕性環(huán)境中，加上我們只注意了該表的耐腐蝕特點(diǎn)，而忽略了該表外在的脆弱性，終導(dǎo)致了該表的損壞。

吸取教訓(xùn)后，我們?cè)?2年大修中又更換了一塊同型號(hào)的儀表，不過(guò)這次已對(duì)腐蝕問(wèn)題特別重視，在安裝時(shí)，為防止腐蝕性氣體侵入電子室，我們?cè)诮泳€盒蓋邊緣及電纜接頭處全部用硅橡膠密封，并用水電兩用膠帶加以封固，以期達(dá)到防腐的目的。該表投用后運(yùn)行了一年多時(shí)間，便再次發(fā)生了同樣故障，變送器電路板及電纜又被腐蝕，表又損壞。

再次事故的發(fā)生，不得不使我們對(duì)腐蝕問(wèn)題進(jìn)行仔細(xì)的思考，為什么變送器密封那么好還要腐蝕？而與變送器僅半米之遙的轉(zhuǎn)換器卻安然無(wú)恙？經(jīng)過(guò)仔細(xì)的觀察，分析，答案終于找到，原來(lái)安裝變送器的管道因流速高，一直在不停地輕微震動(dòng)，密封膠很容易松動(dòng)而脫落，不停地震動(dòng)又為氨氣的侵入增加了助動(dòng)力，而固定在框架上的轉(zhuǎn)換器，由于沒(méi)有震動(dòng)，各密封口完好，因此沒(méi)有腐蝕。

找到了出現(xiàn)故障的原因，自然也就找到了排除故障的措施。在94年的大修中，我們?cè)俅胃鼡Q此表，這次使用的是江蘇久久儀表有限公司的電磁流量計(jì)，這種電磁流量計(jì)較前兩種要得多，它采用了微處理器技術(shù)，在轉(zhuǎn)換器上有一雙排液晶顯示器，在顯示器下邊有三個(gè)按鈕，通過(guò)它們可以對(duì)流量計(jì)的參數(shù)進(jìn)行組態(tài)設(shè)定，并可翻看流量計(jì)的有關(guān)參數(shù)設(shè)置。該表具有比較強(qiáng)的外部通信接口能力，能以模擬和數(shù)字方式與其它外設(shè)通信，并帶有很強(qiáng)的自診斷功能，參數(shù)的輸入及選擇以數(shù)據(jù)直接輸入及主副菜單選擇方式進(jìn)行，可方便地進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)整和量程設(shè)定，操作十分方便。為了這塊表能安全運(yùn)行，我們?cè)谖∏皟纱谓逃?xùn)的基礎(chǔ)上又采取了另外一種防腐措施-吹氣防腐法。這種方法的原理是設(shè)法使變送器接線盒內(nèi)純凈氣體壓力增大，致使有害氣體不能侵入接線盒內(nèi)，從而達(dá)到防腐目的。具體方法是在電磁流量計(jì)變送器的電子室上打兩個(gè)小孔，一個(gè)進(jìn)氣，一個(gè)排氣，然后接上儀表空氣，讓空氣保持微小流量，則電子室內(nèi)純凈氣的壓力升高，氣流只能從孔隙由內(nèi)向外流動(dòng)，從而阻止了有害氣體的侵入，起到了防腐的作用。該表投入運(yùn)行后，效果一直很好，在時(shí)隔7年的2001年大修中我們?cè)蜷_(kāi)電子室檢查，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，可見(jiàn)吹氣防腐確實(shí)起到了作用。

為以防萬(wàn)一，我們還注重了平時(shí)的維護(hù)，定期更換轉(zhuǎn)換器及變送器電纜上的絕緣膠帶和密封膠，以防老化引起密封破壞。為了保護(hù)液晶顯示器，我們?cè)陲@示器加上了一塊遮陽(yáng)板，以防液晶顯示器被日光直射造成可讀能力下降。另有一臺(tái)測(cè)水解廢液的小口徑流量計(jì)FT-09701也曾發(fā)生過(guò)損壞，這塊表也是FISCH&POTER公司的產(chǎn)品，它是一體化裝置，轉(zhuǎn)換器與變送器固定在一起由通信電纜遠(yuǎn)傳至主控室，其故障現(xiàn)象為測(cè)量管襯里鼓包，使渦電流的流線變彎曲，破壞了流體流速的軸對(duì)稱性，給測(cè)量造成很大的誤差，儀表失靈，引起鼓包的具體原因到底是溫壓，還是產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題至今仍不明確。93年大修時(shí)，我們又換上了一塊同型號(hào)新表，結(jié)果又沒(méi)運(yùn)行多長(zhǎng)時(shí)間便出現(xiàn)了線路板腐蝕現(xiàn)象，95年、98年我們對(duì)此表進(jìn)行了更新，損壞的主要原因也都是線路板腐蝕，98年我們采用吹儀表空氣的方法對(duì)此表進(jìn)行了改進(jìn)，直到現(xiàn)在此表未出現(xiàn)異?，F(xiàn)象運(yùn)行情況一直良好。

4、結(jié)束語(yǔ)

以上我們只是結(jié)合我廠的應(yīng)用情況談了電磁流量計(jì)的防腐蝕問(wèn)題，當(dāng)然防蝕還會(huì)有許多更好的方法，這要視條件而定，實(shí)際上電磁流量計(jì)應(yīng)用中還應(yīng)考慮到電磁物干擾，震動(dòng)及其它影響測(cè)量性的各種因素，應(yīng)用時(shí)，我們既要考慮到它的優(yōu)點(diǎn)，也要考慮到它的局限性。只有地研究分析并排除所有不利因素，才能使電磁流量計(jì)得以更好地應(yīng)用。