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椭圆齿轮流量计材质化学兼容性介绍

      澳大利亚FLOMEC椭圆齿轮流量计和测量介质间的关系是基于化学兼容性。兼容性越高,测量时间越长,也不会对流量计和测量数据造成不必要的损坏。兼容性差会对流量计造成严重损坏并影响使用寿命。因此一定要检验测量介质和流量计材质之间是否兼容。FLOMEC椭圆齿轮流量计是由本体,转子,轴承,密封圈等部分组成,每个部件都需要与测量介质兼容。

      本体和测量介质可兼容,但是如果O圈测量介质不兼容的话也有可能在某个点发生问题。例如,大多数燃料和油与铝制本体PPS转子兼容,但是如果O圈材质不兼容的话,密封圈可能会松动,变硬或膨胀,就会因泄露造成仪表损坏并缺失测量值。一些有溶剂如酒精,需要不锈钢本体和不锈钢转子,氟橡胶不太适合,一般PTFE材质的密封圈适用于化学应用。 
小事情大不同
      当然化学兼容性仅仅只是一个问题,就像任何的成功,长期合作关系虽然是个小事但是成就了一个平稳无障碍的配合。这也是轴承的选择也是很重要的一个原因。转子有一个非常细(大约0.1 mm)的驱动轴使得转子可以旋转而不会摩擦仪表盖或者本体。不锈钢转子使用碳陶瓷轴,这种碳陶瓷轴可以自行润滑但是更容易磨损。铝质转子使用淬火钢滚轮轴-不适用于水处理行业或像水一样低粘度没有润滑性的介质。PPS转子可自行润滑,不需要轴承,是测量无润滑介质的最佳选择。轴承的选择跟其它小部件(如密封圈)一样,是仪表正常无故障运行的关键。

烧结和线切割转子
      不锈钢转子有两种制造方法:一、热压缩:金属粉末经过铸造,压实并加热到低于熔点的温度,经过复杂的固态粘合形成类似于铸造产品的形状。二、线切割:转子是直接从不绣钢棒料上切下来的。烧结的过程效率低但是更节省材料而且不需要过高的加工工艺。但是在酸性介质中,316不锈钢可以正常使用,但是烧结转子是有限制的。因为在固态粘合的化学过程中的,烧结不锈钢比铸造金属具有多孔性。因为烧结工艺比铸造工艺的产生的粘连性更差,酸性物质的大面积侵蚀会破坏粒子间的粘连,并使之分层并有可能还原成为铸造前的金属粉末状态。

根据生产需要我们有如下类型的烧结和线切割的转子:
烧结型316SS 转子: OM004,OM006,OM008,,OM015,OM025,OM050 
线切割 SS 转子: OM040,OM080

常规误区
      酒精普遍认为可以和铝材质兼容,前提是纯度达到99.8%,但是大多数罐储酒精会吸收空气中的水蒸汽会在铝表面形成氧化物涂层,酒精是弱酸性,尤其是甲醇,会使氧化层溶解并进一步腐蚀。基于此原因,GPI推荐使用不锈钢椭圆齿轮流量计来测量酒精

      PPS材质可以抵抗很多有机化学品,并被声明可适用于泵类生产厂家。芳香类化学品如苯,甲苯和二甲苯会使PPS膨胀。椭圆齿轮流量计测量时内部腔体空间很小,如果转子膨胀会导致仪表堵塞。

PPS化学材料分析
      聚乙烯(对苯二胺硫化物)(PPS)是交替的硫原子和亚苯基环在对位取代模式的组成的聚合物。其分子结构具有高度稳定性的化学键,使得其分子在热降解和化学反应性上的稳定性达到了相当高的程度。分子结构也容易包到一个耐热的晶体点阵,因此PPS是半结晶的聚合物,具有很高的结晶熔点285°C (545°F)。PPS还没有发现会在温度200°C (392°F)以下被溶解的情况,虽然会有膨胀现象发生。

      当与玻璃纤维或其它纤维混合时,PPS是一种非常了不起的工程复合材料,具有以下特性:
   ● 显著的长期和短期的热稳定性
   ● 特别高的弹性模量和抗蠕变性能
   ● 可广泛适用于具有化学腐蚀性的环境
   ● 高重复性精密注塑成型

      PPS做为仪表生产材料使用已有30多年历史,特别是在正位移流量仪表中,但是到目前为止PPS最为广泛的应用是生产自动化零件,其机械和化学特性使之广受欢迎。高温状态下的优越性能,抗油性,高稳定性及机械强度使之成为生产自动化零件的首选,这些性能也同样解释了PPS为什么是流量计的首选材质。除了PPS的优良机械性能,PPS成型复杂零部件公差的能力使含有PPS成份的流量计成为精确的装置,而且购买和维护成本也是非常划算的。

PPS化学兼容性
      PPS(聚苯硫醚)是一种具有强热塑性的玻璃纤维聚合物,最高工作温度可达200℃。PPS可抗多种化学腐蚀如非芳香类(含苯),非卤化物(含有卤素如氯,氟,溴),任何浓度的有机溶剂,即使在高温状态下。PPS适合与接近环境温度下的一些芳族,卤化的,或基于胺的溶剂的服务,然而寿命将减少,并且在使用前要确认是否适用于这些类型的溶剂。

      PPS本身也可抗大多数以水为基的溶剂如酸,碱或中性盐,强氧化性酸如硝酸,氢氟酸和盐酸等。因为加固PPS填充材料的敏感性,使得其不适用于任何类型的强酸(pH<2),强碱并不能使PPS降解,但是在高温状态下强碱会降低转子的机械强度。

      PPS不适有用于具有氧化性的高浓度化学物,或在高温状态,但是特殊工况中在温和条件下可测这些化学物质。例如,过氧化氢,氯,次氯酸钠在浓度超过5%或浓度低但高温情况时会引起肿胀。但是PPS可用于普通清洁的中度溶剂或温度接近环境的消毒产品。

      热水蒸汽是对PPS来讲是一个非常危险的环境,考虑到PPS耐化学性似乎不太合理,然而这里并不是受聚合物降解的影响,但是会将聚合物从其表面的玻璃强物中分离。受热水影响,材料膨胀并减弱聚合物结构强度。PPS可适用于温度低于80℃的热水环境,甚至是热海水或含有低浓度的氯水环境,在温度高于80℃的情况下需要考虑流量计使用寿命缩减的问题。对于所有含有热水的环境,流量不要超过最大流量范围的80%,因为水的润滑性能很差。如果不可避免要在超过最大流量范围的80%下运行,会缩减流量计使用寿命。

一些错误搭配
      下图是一个铝质仪表在水环境下工作的参考。这种将柴油表用来测水的情况也不罕见。这是一个非常错误的应用,因为不锈钢轴会生锈。水处理应用不应该选择铝质转子。大多数水处理应用中椭圆齿轮流量计并不是最经济的选择。这就是为什么它不是一个兼容匹配的典型例子
 
      下图是一个铝质仪表被甲醇腐蚀的案例。在前面的“常规误区”有提到,铝质仪表可以测量纯度达到99.8%的酒精,但是大多数罐储酒精会从大气中吸收水蒸汽流向铝材表面的氧化物涂层,酒精是弱酸性,尤其是甲醇,会使氧化层溶解并进一步腐蚀。

      如果阅读一些关于某些化学相容性指导方针后,也许会发现正在使用的仪表并不是应用的最佳选择,不要等到整个系统崩溃,尽快检查可能存大的潜在问题。

      检查仪表维护之前确保以下内容:
     ● 将相关报警或控制输出进行隔离,使不影响进程
     ● 关闭仪表供电
     ● 停止液体供应
     ● 仪表减压和液体从仪表/管线排出
     ● 密封件可以订购,以适应任何尺寸的仪表