流体の種類別の化学薬品用の最適な流量計

すべての化学薬品に最適な単一の流量計はありません。適切なメーターは、パイプのサイズや製品名ではなく、流体とプロセスによって決まります。適切に適合させると、投与精度、材料寿命、プラントの安全性が保護されます。それを間違えると、メーターは依然として過剰摂取、過少摂取、腐食、または不安定な反応を静かに引き起こす数値を表示する可能性があります。

素早い方向性として: 導電性の酸、アルカリ、水ベースの化学薬品の場合、通常は磁気メーターがデフォルトの開始点になります。{0}}質量-ベースの投与、密度-が変化する液体、溶媒、および高価値の化学薬品の場合、通常はコリオリ計がより強力な選択肢です。大規模なライン、改修工事、またはパイプを切断したくない場所には、多くの場合、超音波メーターが最適です。粘性のある化学物質はコリオリまたは容積方向に傾きます。きれいな低粘度の液体はタービンメーターに適しています。蒸気と都市ガスは渦に適しています。化学ガスは熱質量に適しています。このガイドの残りの部分では、そのロジックを独自の条件に適用する方法を説明します。

化学薬品に最適な流量計は何ですか?

最高の化学流量計は、測定できるものです。あなたの特定の流体を、実際に測定される条件下で安全、正確、確実に測定できます。-その導電率、粘度、腐食性、温度、圧力、必要な精度を測定します。ある化学物質では優れた技術でも、別の化学物質では数週間以内に機能しなくなる可能性があります。単に接液材料や測定原理が流体に適合していないためです。

化学物質の種類別の最適な流量計

化学流量計を探している人のほとんどは、特定の流体を念頭に置いています。以下の表は、一般的な化学物質の賢明な出発点と、最も頻繁に答えを変える 1 つの事項を示しています。最終仕様ではなく候補リストとして扱ってください。- 腐食性と導電性はどちらも濃度と温度によって変化します。

重要：これらは一般的な選択メモです。最終的な材料の適合性は、理想的には適合性チャートとメーターメーカーの仕様を使用して、実際の濃度と温度で化学物質に対して確認する必要があります。迷ったらまずはここから適合するライナー素材の選択テクノロジーを修正する前に。

化学物質に対する磁気 vs コリオリ vs 超音波

これら 3 つのテクノロジーはケミカル フロー アプリケーションの大部分をカバーしているため、詳細に説明する前にこれらを並べて確認すると役立ちます。以下の精度の数値は一般的な範囲であり、モデルや設置によって異なります。

つまり、低コストで導電性液体の量に関しては磁気が勝ち、質量、密度、または最高精度が重要な場合はコリオリが勝ち、ラインを中断できない場合は超音波が勝ちとなります。最初の 2 つについて詳しく知りたい場合は、次の点に焦点を当てた比較を読む価値があります。超音波計と電磁計決める前に。

化学サービス向けの流量計の種類

電磁流量計: 導電性の酸、アルカリ、水ベースの化学薬品-

磁気計 - は、電磁計または磁気計 - とも呼ばれます。ファラデーの法則に基づいて機能します。つまり、流れる液体は移動する導体として機能し、2 つの電極間に生成される電圧はその速度に比例します。信号は電荷を帯びた流体に依存するため、液体は導電性である必要があります。標準メーターには通常、最小の導電率が 100 程度必要です。約 5 µS/cm、それ以下の特殊な低導電率オプションを使用-。ほとんどの水-ベースの酸、アルカリ、塩溶液、廃水の流れはこの基準を快適にクリアします。

ボア内に障害物や可動部品がないため、電磁流量計化学薬品に適したライナーと電極が選択されていれば、腐食性の液体や軽度の研磨性の液体も適切に処理できます。同じ物理学によって境界も設定されます。油、精製炭化水素、ほとんどの有機溶媒、脱イオン水、蒸気、ガスは読み取ることができず、安定した信号を維持するには完全なパイプが必要です。

エンジニアリングノート:腐食性ラインでは、制限要因が流量範囲であることはほとんどありません - 実際の濃度と温度におけるライナー、電極、シールです。最初にそれらを指定してから、メーターのサイズを決定します。

コリオリ流量計: 質量流量、投与量、および高価値の化学物質-

コリオリ計は、体積から推測するのではなく、質量流量を直接測定します。としてNIST が原則を説明振動管内を移動する流体は、質量流量に比例する測定可能な位相シフトをセンサー間に生じさせ、振動周波数は密度を追跡します。これにより、1 台の機器で流量、密度、温度を同時にレポートできるようになり、レシピ、重量ベース、または濃度-ベースの投与量のニーズを正確に把握できます。-

コリオリは、高価または危険な化学薬品、マグメーターでは検出できない非導電性溶媒、およびプロセス中に密度が変動する液体に対する自然な答えです。{0}トレードオフは、コスト、サイズと重量（大きなパイプでは急上昇する）、二相流に対する感度です。同伴ガスはチューブの振動を妨げ、測定値を損なうため、気泡を運ぶまたは放出する可能性のある液体は試運転前に検証する必要があります。-基礎となる理論が必要な場合は、この概要を参照してください。コリオリ計は質量流量を感知しますは有用な出発点です。

超音波流量計: 非侵襲的かつ大規模なライン測定-

通過時間超音波計は、流れに沿って、または流れに逆らって音波パルスを送信し、わずかな時間差を速度に変換します。{0}クランプ式-はパイプの外側に取り付けられるため、センサーが化学薬品に触れることはありません-。これは、攻撃的な媒体やパイプを切断するためにシャットダウンすることが現実的ではない場合に大きな利点となります。また、コリオリが高価になる大口径でも経済的です。

問題は、測定の精度は音響経路と同程度であるということです。気泡や浮遊物質が散乱して信号を弱め、パイプの材質、肉厚、ライニング、カップリングの品質がすべて結果に影響します。不安定なフロープロファイルも同様です。そのため、パイプのデータと設置時の注意が非常に重要になります。条件が合えば、超音波流量計改装や大きなラインでは他に勝るものはありません -クランプオンセンサーの取り付けに関する注意事項に従ってください-密接に。一般的な、中断の少ない使用方法は、-冷却水ラインの超音波メーター-化学工場で。

容積式流量計: 粘性および低流量の化学薬品-

容積式計は、一定量の液体を捕捉して通過させるため、他の多くの技術が困難を伴う粘性流体や低流量に強くなります。高い再現性が要求されるポリマー、樹脂、接着剤、油、添加剤などに、楕円形-ギア容積式変位計は一般的なオプションです。可動部品があるため、研磨媒体、チャンバー内で結晶化または硬化する可能性のある液体、およびメンテナンスへのアクセスが困難な現場には適していません-。また、可動部品自体が化学薬品に適合する必要があります。

タービン流量計: クリーンな低粘度の化学薬品-

タービン メーターは、安定した流量プロファイルを備えた清浄で低粘度の液体に対して優れた精度を提供し、重要度の低いサービスでは費用対効果が高くなります。{0}{1}弱点はローターとベアリングです。汚れ、粘性、腐食性、研磨性の化学物質は寿命を縮めたり、測定値を歪めたりします。これらは、材料が流体に本当に適合するクリーンな溶剤およびユーティリティ液体用に最もよく予約されているため、選択する前に互換性を確認してください。タービン流量計化学任務のため。

渦流量計: 蒸気、ガス、ユーティリティライン

ボルテックス メーターは、流量に比例した速度で断崖ボディの背後に交互の渦を発生させます。これは、蒸気、圧縮空気、窒素、その他の都市ガス、および一部のきれいな低粘度液体に適しています。{0}}安定したプロファイルと体感速度範囲が必要ですが、非常に低流量、高粘度の流体、または重いスラリーには適したツールではありません。化学工場では、渦流量計通常、積極的な投与ラインではなく、ユーティリティヘッダーに生息しています。

熱式質量流量計: 化学ガス

熱質量計は、ガスがセンサーから熱をどのように運び去るかによってガスの質量流量を推測し、圧力と温度の補正の大部分を便利に組み込みます。化学プラントでは、それらは空気、窒素、および同様のガスの監視または投与ラインに表示され、校正を維持するにはガス組成が既知で安定している必要があります。熱式質量流量計はガス技術であり、液体化学測定には使用されません。

化学流量計を選択する際の重要な要素

接液-材料とライナーの互換性

これが最初のルールです。なぜなら、完全に正確なメーターであっても、接液部が化学物質に耐えられない場合にはすぐに故障してしまうからです。実際の濃度と温度で、流体が化学物質と接触するすべての表面を確認します。

• ライナー：攻撃的な酸およびアルカリ用の PTFE、PFA、または PVDF。
• 電極 (マグメーター):特定の腐食性に応じて、316L ステンレス、ハステロイ、チタン、タンタルが選択されます。
• シールとガスケット:流体と温度に合わせてFKM、EPDM、またはKalrezを選択します。
• 本体およびその他の接液部:圧力と化学物質への曝露が確認されています。

同じ材料でも、希釈した状態では問題なく使用できますが、化学薬品が濃縮されたり高温になったりすると機能しなくなる可能性があるため、化学名だけで選択しないでください。

導電率、粘度、流量範囲

導電率は、磁気メーターがオプションであるかどうかを決定します。しきい値を下回ると使用可能な信号を形成できないため、溶媒と油は代わりにコリオリまたは超音波に送られます。粘度は、流量プロファイル、圧力降下、メーターの応答を変化させます - 非常に粘性または粘着性の高い流体は、表面をコーティングしたり、可動部品を摩耗させたりする可能性があるため、理解する価値があります。粘度が測定値に与える影響サイズ調整前。流量範囲は両端で重要です。注入システムは多くの場合、パイプ容量のごく一部で動作するため、最大値に合わせてサイズを設定したメーターでも、注入速度では信頼できる最小値を下回る可能性があり、精度が低下します。ピーク容量と同様に、最小流量とターンダウンを注意深く確認してください。

精度、温度、圧力

すべての任務に同じ精度が必要なわけではありません。一般的な転送は中程度の精度を許容できます。高価値の投与、レシピ制御、危険な供給により、コリオリ計のより高い精度と再現性が正当化されます。温度と圧力は本体の設計、ライナーの選択、シールの選択、電子機器の配置にフィードバックされるため、通常値と最大値、サージ、化学薬品の蒸気圧、パイプが常に満杯かどうかを確認します。

設置、危険エリア、および出力

パイプのサイズはコストと実現可能性の両方を左右します。インライン磁気メーターまたはコリオリ メーターは中小規模のラインに適していますが、非常に大きなパイプでは超音波メーターまたは磁気メーターの方が経済的であることがよくあります。直管が制限されている場合は、寛容な設計を選択するか、十分な量の配管を計画する必要があります。上流と下流の直管-。多くの化学分野でも防爆機器が必要です。-そのため、国際的に認定されている - を確認してください。IECEx スキーム、ヨーロッパの ATEX または北米のクラス/部門評価 - と並んで、4 ～ 20 mA、パルス、HART、Modbus RS485、Profibus、またはイーサネット プロトコルなど、必要な通信出力を備えています。

5 ステップの化学流量計選択ワークフロー

確信が持てない場合は、製品から始めるのではなく、液体とプロセスを順番に検討してください。

1. 流体を定義する

2. 相 (液体、気体、またはスラリー)、導電率、粘度、密度、腐食性、濃度、温度。

3. 体積または質量を決定する

4. 投与が重量、濃度、またはレシピに基づいている場合は、質量流量が必要となり、コリオリが上部に移動します。シンプルな容積測定により、磁気および超音波の選択肢が広がります。

5. フローエンベロープを確認する

6. 最小、通常、最大の流量、および必要なターンダウン - 低い投与量には特に注意してください。

7. 接液部の-材質の適合性を確認する

8. ライナー、電極、シールおよび本体は、実際の濃度および温度での化学物質にさらされます。

9. インストールと統合を確認する

10. インラインとクランプ-、直進-パイプとフルパイプ-条件、危険区域認定-、制御システムが期待する出力またはプロトコル。

選択シナリオの例

これらは例示的なシナリオであり、実際のプロジェクトではありませんが、ワークフローがどのように実行されるかを示しています。

シナリオ例: 苛性ソーダ注入スキッド

水酸化ナトリウムは導電性があるため、PTFE ライナーを備えた磁気メーターが明らかに出発点となります。ここでの実際の設計リスクは、注入流量が低いことと、濃度と温度 - でのライナーと電極の動作であるため、メーターのサイズは最大測定可能流量ではなく、測定可能な最小流量に合わせて設定されます。注入率が非常に低く、精度の要求が高い場合には、コリオリ計の方が適しています。

シナリオ例: メタノール移送ライン

メタノールは本質的に非導電性で可燃性であるため、磁気メーターの使用が禁止され、危険場所の要件が課せられます。{0}{1}コリオリ計は、質量、密度、または高精度が重要な場合に適合し、認定バージョンが入手可能です。クランプ式超音波計は、ラインを切断すべきではなく、流体とパイプの状態がきれいな音響信号をサポートする場合に適しています。-

シナリオ例: 大規模な冷却水の改修-

水は導電性ですが、パイプは大きく、遮断できないため、インラインメーター用にパイプを切断することは現実的ではありません。クランプ式超音波メーターは-ラインに侵入することなく、邪魔にならない読み取り値を提供します。-計画停止中にスプールを取り付けることができる場合は、インライン磁気メーターが正確な代替品となります。

化学流量計を選択する際のよくある間違い

ほとんどの失敗の原因は、いくつかの繰り返し発生するエラーです。最も一般的なのは、非導電性溶媒、石油、またはガス用の磁気メーターを指定することです。-この場合、物理学は単純に機能しません。-必ず最初に導電性を確認してください。密接に関係しているのは、濡れたマテリアルを後付けで扱うことです。間違ったライナー、電極、またはシールを使用すると、腐食したり、漏れたり、故障したりする可能性があります。パイプのサイズだけで選択すると、内径と同じくらい重要な流量範囲、速度、粘度、伝導率、圧力、精度が無視されます。汚れた化学薬品や研磨剤の上に可動部メーターを置くと摩耗が発生します。また、クランプによる超音波がどこでも機能すると仮定すると、パイプのデータ、カップリング、流体の状態への依存性が無視されます。{6}}最後に、投与量の問題の多くは最小流量に遡ります。-購入後ではなく購入前にターンダウンを確認してください。

見積もりを依頼する前に何を準備すればよいですか?

良い見積りは、良いプロセスデータに依存します。これらを準備しておくと、サプライヤーは間違ったメーターを推奨することを避けることができます。

• 化学名と濃度
• 相: 液体、気体、スラリーまたは混合
• 導電率、粘度、密度
• 通常および最大流量
• パイプサイズとパイプ材質
• 動作圧力と最大圧力と温度
• 必要な精度
• 設置タイプ: インライン、挿入、またはクランプ{0}}
• 接液部の-材質要件
• 危険-地域の分類
• 出力信号または通信プロトコル
• パイプが常に満杯であるかどうか、プロセスが連続的であるか、バッチであるか、または注入であるか

まだオプションを検討している場合、最も簡単な次のステップは次のとおりです。プロセス条件を共有するそして選択内容を実数と照合してチェックしてみましょう。

よくある質問

結論

化学薬品に最適な流量計は、カテゴリではなくプロセス条件によって選択されます。導電性の酸、アルカリ、水ベースの化学物質の磁気メーターを入手してください。-質量流量、レシピの投与、溶媒および高価値の液体用のコリオリ計。-大規模なラインおよび非侵襲的な改修用の超音波メーター。-きれいな粘性流体の容積移動。きれいな低粘度液体用のタービン。-蒸気および都市ガスの場合はボルテックス。化学ガスの熱質量。作業を開始する前に、導電率、粘度、流量範囲、精度、温度、圧力、設置状況を確認し -、化学薬品の実際の濃度と温度での接液-材料の適合性を確認してください。最初にこれを正しく行うことで、メンテナンスの問題、投与ミス、後のコストのかかる中断のほとんどを防ぐことができます。