摘(zhāi)要：電磁流量計 測(cè)量管的抗腐蝕性(xing)優點決定了其在(zai)氯堿燒堿工序中(zhōng)被廣泛的應用，而(ér)其中流量計選型(xing)的技術要點主🔞要(yao)集中體現在口徑(jing)🔴的确定、測量電極(ji)的材質與襯裏🈲材(cai)質、接☔地環或接地(dì)電極的選🤟擇及電(dian)解工序工藝的特(tè)殊性上。
一、引言
　　氯(lǜ)堿燒堿生産過程(cheng)中的液體介質多(duo)爲腐蝕性較強電(diàn)💜解質🧑🏾‍🤝‍🧑🏼，如鹽水、鹽酸(suān)、燒堿、次氯酸鈉等(deng)；這種強腐🈚蝕性生(shēng)産工藝環境及電(diàn)磁流量計抗腐蝕(shi)方面的優點，決定(ding)了電磁流量㊙️計在(zai)氯🐆堿燒堿工序中(zhōng)正被廣泛地應用(yòng)。爲實現流量的準(zhǔn)🈲确、可靠測量，節約(yue)投資成本，電磁流(liu)量計的正确選型(xíng)顯得尤爲重要。下(xia)面，就氯堿燒堿生(shēng)産過程中電磁流(liu)量計設計選型及(jí)應用方面的體會(hui)和經驗作些總✉️結(jie)。
電磁流量計的工(gōng)作原理。
　　電磁流量(liang)計的測量原理是(shi)基于法拉第電磁(cí)感應👈定律:即♉導☁️體(tǐ)🛀介質在磁場介質(zhi)中切割磁力線運(yun)動時在其兩端産(chǎn)生感應電動勢。如(ru)圖1所示，導電介質(zhi)在垂直于磁場⭕的(de)非磁🧑🏾‍🤝‍🧑🏼性測量管内(nei)流🐕動，與流動方向(xiang)垂直的方向上産(chan)生與流量🐅成比例(lì)的感應電勢,電動(dong)勢的方向按“弗來(lai)明右手規則”，其感(gan)應電勢E爲:E==KBVD式中:E-感(gan)應電動勢(與流速(su)成正比);K一比例常(chang)數🌈;。B_磁場😄強度(線圈(quan)電感);V_測量管内⁉️介(jiè)質的平均流速;4D--電(dian)極間距(測量管的(de)内徑)。
　　測量流量時(shi)，其感應電勢通過(guò)二個與介質直接(jie)接觸的測量電極(jí)檢測出來,并通過(guò)電纜送至轉換器(qì)進行智能化處理(lǐ),然🌈後在+LCD.上顯示或(huò)轉換成标準信🌈号(hao)4~20mA和0~1kHz輸出。

表(biǎo)一氯堿燒堿工序(xu)中常用電極材料(liào)介紹

材料	代号	耐(nai)腐蝕性及具體使(shi)用範圍
不鏽鋼316L	V	用(yong)于工業用水、生活(huo)用水、污水等弱腐(fu)蝕性的介質及中(zhōng)性溶液和碳酸、醋(cù)酸等弱酸。目前，在(zai)氯堿中主要應用(yong)于循環水、生産水(shui)、弱酸性的廢水、小(xiao)于30℃的低濃度燒堿(jiǎn)溶液流量的測量(liàng)。
哈氏合金C	Hc	耐氧化(huà)性酸，如硝酸、鉻酸(suān)與硫酸的混合物(wu)，也耐氧化性的鹽(yan)類，對海水、堿溶液(ye)、氯化物溶液有良(liang)好的耐腐蝕性🙇🏻。目(mu)前，在氯🈲堿中主要(yào)應用于40～90℃的30%～50%燒堿溶(rong)液☔流量的測量。
钛(tài)	Ti	耐海水、各種氯化(hua)物和次氯酸鹽及(ji)多種氫氧化物的(de)腐蝕🔞。目前，在氯堿(jiǎn)中主要應用于鹽(yán)水、次氯酸鈉流量(liang)的測量。
钽	Ta	除了氫(qing)氟酸、燒堿以外，幾(jǐ)乎能耐一切化學(xué)介質的腐蝕。目前(qián)，在氯堿中主要應(ying)用于鹽水、次氯酸(suān)鈉、鹽⁉️酸、硫📧酸流量(liang)的‼️測量。

三、流量計(ji)口徑的确定
　　 電磁(ci)流量計能夠測量(liàng)較寬流量(流速)範(fan)圍的流體，通常爲(wèi)流速0.3～10.0m/s；流量計的口(kou)徑一般等于工藝(yi)管道口徑，亦可小(xiao)于或大于工藝管(guǎn)道口徑。流量計口(kou)徑的确定主要是(shì)根據工藝🛀上的體(tǐ)積流量✉️，結合工藝(yì)管道的尺寸🈲，兼顧(gù)測量準确性、經濟(jì)性和耐用性方面(mian)考慮，選擇合适的(de)流量計口徑，使通(tong)過傳感器的流☀️體(tǐ)平均流速在合适(shì)的範圍内，推薦使(shǐ)用的流速範圍一(yī)般爲1.0～5.0m/s。在這個範圍(wei)内，流量計測量精(jing)度高、線性好、壓損(sun)小，介質對流量計(jì)襯裏和電極的🌈磨(mo)損也相對較小些(xie)。此外，對于含有固(gu)體懸浮顆粒的流(liú)🐇體介🐆質，推薦使用(yong)的流速範圍爲1.0～3.0m/s，這(zhe)樣有助于避免流(liu)速過高造成固體(tǐ)懸浮顆粒💁對流量(liang)計襯裏和電極的(de)過快磨損，延長使(shǐ)用壽命✂️，如鹽泥流(liú)量；而對于易結☂️晶(jing)、黏度稍⛱️大或有沉(chen)積物的流體介質(zhi)，可适當地提🐅高流(liú)速，推薦使用的流(liu)速範圍爲流速、流(liú)量與口徑三者關(guān)系如下式：V=354Q/D2
式中：V—————流(liu)速，m/s；Q—————流量，m3/h；D—————口徑，mm。
　　例如(rú)，在燒堿電解工序(xù)中，進電解槽的鹽(yán)水流量計量程爲(wei)👌0~50m3/h,工藝管道口徑爲(wèi)DN100;當電磁流量計的(de)口徑分别選擇DN100和(he)DN80時，根據上述公式(shì)計算,鹽水的流速(sù)分别爲1.77m/s和2.76m/s;計算結(jié)果均在推薦使用(yong)的流速範圍，但從(cóng)經濟性方面考慮(lǜ)，選擇DN80口徑的流量(liàng)計要比選擇DN100口徑(jing)的流量計可節約(yue)1/4~1/5的投資成本，此時(shí)，應該選用DN80口徑的(de)流量計。小
.四、流量(liang)計測量電極、襯裏(li)材料的選型及應(ying)用。
1、測量電極材料(liào)的選型及應用s
　　電(diàn)磁流量計的測量(liang)電極是與工藝;)質(zhì)直接接觸的唯一(yī)金屬材❤️料，其作用(yòng)是與導線連接将(jiang)測量管中産生的(de)微弱感應電動勢(shi)傳輸到轉換器中(zhong)的檢測🛀單元。由🤞于(yú)電磁♌流量計的電(dian)極部分處💃于工作(zuo)磁場中，爲防止磁(cí)力線在電極上集(ji)中，電極材🍓料必須(xu)使✔️用非導磁的金(jīn)屬材料;并根據工(gōng)況介質對金屬材(cái)料的腐蝕速率💁(mm/a,即(ji)每年被腐蝕掉的(de)金屬厚度)來确定(ding)不同的工況介質(zhì)選擇❄️不同的金屬(shǔ)材料。下面通過圖(tu)表一的方式介✔️紹(shao)在氯堿燒堿工序(xu)中常用的🐅幾種電(dian)極材料及其使用(yòng)範圍❄️。
表二：常見襯(chen)裏材料的主要性(xing)能及适用範圍

材(cái)料	主要性能	适用(yòng)範圍
聚四氟乙烯(xī)	是化學性能最穩(wen)定的一種塑料，能(néng)耐沸騰的鹽酸、硫(liú)酸、硝酸🐇和王水，也(ye)能耐濃堿；耐磨性(xìng)強、粘結性能差。	-40℃～+180℃；濃(nong)酸、堿等強腐蝕性(xìng)介質液及衛生類(lei)介質。不能用于負(fù)壓。
（PTFE或F4）	同PTFE；耐磨性、抗(kàng)負壓能力高于PTFE	＜120℃；濃(nong)酸、堿等強腐蝕性(xìng)介質液，能用于較(jiào)高負壓。
聚全氟乙(yi)丙烯（F46或FEP）	其兼具PTFE和(hé)F46的性能優點	-40℃～+180℃；濃酸(suān)、堿等強腐蝕性介(jie)質液，能耐較高負(fù)壓。
聚全氟化烷氧(yang)基(PFA)	耐磨耗性優越(yuè)，爲天然橡膠的10倍(bei)，耐腐蝕性差	＜60℃；适用(yong)于含有泥沙、石礫(lì)等固體顆粒的漿(jiāng)液；耐腐蝕🈲性差，
聚(ju)氨酯橡膠(PU)	有極好(hao)的彈性，高度的扯(che)斷力，耐磨性能好(hao)；耐一般低⁉️濃	隻能(neng)用于弱酸弱堿等(deng)液體。
氯丁橡膠(CR)	度(du)酸、堿、鹽介質的腐(fu)蝕，不耐氧化介質(zhì)的腐蝕。	＜80℃；适用于水(shuǐ)、污水、弱磨損性的(de)泥漿礦漿。

2、測量管(guan)襯裏材料的選型(xing)及應用。
　　電磁流量(liàng)計正常工作的基(ji)本條件之一，是測(ce)量管内壁除☀️電極(jí)處外，其它地方的(de)法向電流爲零。爲(wei)滿足這一條件，最(zuì)簡單的方🏃法是将(jiāng)導電的金屬測量(liàng)管内壁和法蘭端(duān)面襯以絕緣襯裏(li)。通📐俗地講,用絕緣(yuán)襯裏的目的是防(fáng)止感應信号電壓(ya)被🙇🏻金屬管短💔路，可(kě)見絕緣襯裏在電(diàn)磁流量計應用中(zhōng)的作用十分重要(yao)。由于被測導電介(jie)質的流體種類繁(fán)多，它們的物理化(hua)學特性也不盡相(xiàng)同，不可能用一種(zhǒng)絕緣材料的襯裏(lǐ)來滿足所有應用(yong)電磁流量計的測(cè)量流體介質🔴的物(wu)理化學特性要求(qiu);因此，在襯裏材料(liào)🥰的選型.上，應重點(diǎn)考慮測量介質對(duì)襯裏的耐溫度、熱(re)沖擊、高壓♊、負壓、磨(mo)損、腐蝕、粘結、附着(zhe)等方面的要求。下(xia)面通過圖表二的(de)方式介紹常見的(de)電磁流量計測量(liang)管🍉襯裏材料的主(zhu)要性能🌈特點及适(shi)用範圍。
五、氯堿燒(shao)堿工序中接地環(huán)和接地電極的選(xuǎn)型及應用。
1、接地環(huan)和接地電極的作(zuo)用。
　　電磁流量計在(zài)工作過程中檢測(cè)到的流量信号電(diàn)勢極小🏒，通常隻有(you)幾個毫伏的電勢(shi)信号:而導電流體(tǐ)在任何管道(絕緣(yuán)♌或非絕緣)中流動(dòng)時也會産生電勢(shi)，這個電勢不是流(liu)量信号本身，它是(shì)“幹擾信号”;尤其是(shì)在♍導電性能優良(liáng)的流💋體中，如鹽💋水(shui)、酸堿溶液等，其流(liú)動過程.中産生的(de)幹擾信号大小甚(shen)至會超過流量信(xin)号本身。這個“幹擾(rǎo)信号在流經電♋磁(ci)流🥰量計測量管時(shí)會蠱加在🎯流量信(xin)号⛱️電勢上，從而造(zào)成轉換器測量到(dao)的🈲流量信号失真(zhēn)。由于電磁流量計(ji)轉換器的輸入放(fang)大器通常爲差動(dong)輸入設計，那麽，其(qí)中一個“等電位的(de)公共參考地”是必(bi)需的，這個“公共參(can)考地”是測量的基(ji)礎。對于電磁流量(liang)計的測🤩量原理來(lai)說，接地環與接地(di)電極是流量計接(jie)地的兩種形式🌈，其(qí)作用是一樣的，即(ji)通過接地環或接(jie)地電極與測量介(jiè)質直接接觸、經表(biao)殼與轉換器的輸(shu)🏃‍♀️入放大器的“工作(zuò)地"相連，使得放大(dà)器的“工作地”與信(xin)号源的“地”連接在(zai)一起，共同形成一(yi)個等電位的🔞公共(gong)參考地”;以此消除(chú)“幹擾信号”對流量(liàng)測量的影響，确保(bǎo)測量結果的準确(que)性。。
2、接地環和接地(di)電極的選型與應(yīng)用。
2.1材料的選型+
　　接(jie)地環或接地電極(ji)的材料選擇，原則(ze)上應選擇與測量(liang)電極相同材料。在(zài)選擇接地環形式(shi)接地時，從節約投(tóu)資成本考慮，接地(di)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻環的材料亦可選(xuǎn)擇價格✊相對較低(dī)、耐腐蝕性稍弱的(de)材料;如在測量鹽(yán)水流量中，電磁流(liu)量計測量電極的(de)材料應選🔆擇钽材(cái)Ta,但👅接地環可以選(xuan)擇價格相對便宜(yi)的钛材Ti。需要特别(bié)🥵說明的是,在🙇🏻選擇(zé)不可維修更換的(de)接地電極形式接(jie)地時，降低接地電(diàn)極材料的耐腐蝕(shi)性會降低流量🔱計(jì)測量管的整體使(shi)用壽命。。
2.2接地形式(shì)的選型及應用。
　　作(zuò)爲電磁流量計接(jie)地的兩種不同形(xing)式，接地環和🌂接地(dì)電極♍都☎️可以實現(xiàn)等電位的“公共參(cān)考地”、消除幹擾的(de)目😍的，但♌兩種接地(di)形式在使用過程(chéng)中又有其各自的(de)優缺點。選用接地(di)環✂️形式可以保護(hu)襯裏🔴的翻邊不受(shou)損傷，但比較耗材(cái)，尤其是在💯測量鹽(yan)水、鹽酸、高溫燒堿(jiǎn)等強腐蝕性介質(zhì)時，對材質的要求(qiu)很高，多爲-些♋如🏃‍♂️Ta、Ti、Hc-276等(děng)貴金屬，使用接地(di)環形式接地"會✍️大(dà)大增加投資成本(ben)。
　　生産實踐中，在介(jie)質輸送管道爲導(dǎo)電的金屬管道、且(qiě)流🏃🏻‍♂️量計襯裏不需(xu)要特别保護的情(qíng)況，可在靠近電磁(ci)流量計本體兩側(cè)的金屬管道或與(yǔ)管道焊接的配對(dui)法蘭上焊接“接地(dì)支耳”，以此實現可(ke)靠接地⁉️。相反，選用(yòng)接地電極💋形式比(bǐ)較省材，投資🏃‍♂️成本(běn)相對較低，尤其是(shi)📞在氯堿燒堿👣工序(xu)中，多數強腐蝕性(xìng)介質的輸送管道(dào)爲非導電性的襯(chen)塑管或絕緣塑料(liào)❌管，不可能通過焊(han)接“接地支耳"的方(fang)式實現可靠接地(di)，而隻能選擇接地(dì)♋環或接地電極的(de)👨‍❤️‍👨形式接地，在此情(qíng)形下☂️，一般應選用(yong)♉接地電極的形式(shì)接地;但由🏃‍♂️于接地(dì)電極一般都安裝(zhuang)固定在電磁流量(liang)計測量☀️管的最低(di)點，在輸送管道容(róng)易結垢的工況條(tiao)件下🐅，接地電極會(hui)因結垢被覆蓋而(ér)失去“接地”的作用(yong)，特别是流量計水(shuǐ)平安裝時，選用接(jie)地電💁極應予以慎(shen)重考慮。鑒于電解(jiě)鹽水工藝的特殊(shu)性，二次鹽水精制(zhì)中的電磁流量計(ji)，特别是最靠近電(dian)解槽的電磁🏃‍♀️流量(liang)計,如進🏒電解槽的(de)鹽⭕水、燒堿和鹽酸(suan)流量計，不得選用(yòng)接地電極形式接(jiē)🎯地。這是因爲，電解(jie)槽中的電解質通(tong)常有3000~14700A的直流電流(liu)，通過導電的液體(ti)介質容易發生漏(lòu)電現象，“漏電”到達(da)流量計測量管時(shi)，會👨‍❤️‍👨流經接地電極(jí)對地放電,使得金(jin)屬制作的接📧地電(diàn)☂️極發生電化學反(fǎn)應，從而電化學腐(fu)蝕接地電極，造🔅成(cheng)接地電極損壞，緻(zhi)使電磁流量計無(wú)法正常工作。。
六、結(jié)論。
　　綜上所述，盡管(guǎn)氯堿燒堿生産過(guo)程中的工況條件(jian)較爲複雜，給電磁(ci)流量計的選型和(hé)應用帶來了諸多(duō)困難;盡管如此，由(yóu)于在儀表選型時(shí)很好地了解了工(gōng)況條件并結合了(le)現場的實際情況(kuang)，以及在運行期間(jiān)的精心操作與維(wei)護，目前，燒堿工序(xù)中在線使用的近(jin)50台電磁流量計運(yun)行狀況良好，損壞(huài)率不超過1台/年，确(que)保🧑🏽‍🤝‍🧑🏻了燒堿生産安(an)全穩定運行;并持(chí)續改進，盡量降低(di)投資成本。

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