电磁流量计电极衬里材料解析.docx

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电磁流量计电极衬里材料解析

电磁流量计电极衬里材料选择

电极材料的选择

　　应根据被测的流体的腐蚀性来选择电极的材料，请查有关腐蚀手册，对于特殊流体应作试验

材料

耐腐蚀性能

316L

　适用：

1、生活用水，工业用水，原水井水，城市污水，

　　　　2、弱腐蚀性酸、碱、盐溶液

哈氏合金B

　适用：

1、盐酸（浓度小于10%），一切浓度的氢氧化铵碱溶液

　　　2、氢氧化钠（浓度小于50%），一切浓度的氢氧化铵碱溶液

　　　　3、磷酸，有机酸

　不适用：

盐酸

哈氏合金C

　适用：

1、混酸如铬酸与硫酸的混合溶液

　　　2、氧化性盐类如Fe++、Cu++、海水

　不适用：

盐酸

钛（Ti）

　适用：

1、盐，如：

（1）氯化物（氯化物/镁/铝/钙/铵/钛等）

（2）钠盐、钾盐、铵盐、次氯酸盐、海水

　　　2、浓度小于50%氢氯化钾、氢氧化铵、氢氧化钡碱溶液

　不适用：

盐酸、硫酸、磷酸、氢氟酸，氰氧化钡碱溶液

钽（Ta）

　适用：

1、盐酸（浓度小于40%），稀硫酸和浓硫酸（不包括发烟硫酸）

　　　2、二氧化氯，氯化镁，次氯酸，氰化钠，乙酸铅等

　　　　3、硝酸（包括发烟硝酸）等氧化性酸，温度低于80℃的王水

　不适用：

碱，氢氟酸

铂（Pt）

　适用：

几乎所有的酸、碱、盐溶液（包括发烟硫酸、发烟硝酸）

　不适用：

王水、铵盐

电极材料

耐蚀及耐磨性能

不锈钢0Crl8Nil2M02Ti

用于工业用水、生活用水、污水等具有弱腐蚀性的介质，适用于石油、化工、钢铁等工业部门及，市政、环保等领域。

哈氏合金B

对沸点以下的一切浓度的盐酸有良好的耐蚀性，也耐硫酸、磷酸、氢氟酸、有机酸等非氯化性酸、碱，非氧化性盐液的腐蚀。

哈氏合金C

能耐非氧化性酸，如硝酸、混酸、或铬酸与硫酸的混合介质的腐蚀，也耐氧化性盐类如：

Fe，"、、Cu"下或含其他氧化剂的腐蚀，如高于常温的次氯酸盐溶液、海水的腐蚀

钛

能耐海水、各种氯化物和次氯酸盐、氧化性酸包括发烟硫酸、有机酸、碱的腐蚀。

不耐较纯的还原性酸如硫酸、盐酸的腐蚀，但如酸中含有氧化剂如硝酸、Fc＋＋、Cu＋＋时，则腐蚀大为降低。

钽

具有优良的耐蚀性和玻璃很相似。

除了氢氟酸、发烟硫酸、碱外，几乎能耐一切化学介质包括沸点的盐酸、硝酸和l50℃以下的硫酸的腐蚀。

在碱中刁；耐蚀。

铂／钛合金

几乎能耐一切化学介质，但不适用于王水和铵盐。

不锈钢涂覆碳化钨

用于无腐蚀性，强磨损性的介质。

材料

代号

耐腐蚀性能

316L不锈钢

V

1适用于工业、生活用水，原水井水，城市污水等中性溶液

2弱腐蚀性酸、碱、盐介质如碳酸、醋酸等

哈氏合金C

HC

1适用于耐氧化性酸，如硝酸、混酸、铬酸与硫酸的混合物

2耐氧化性盐类或其它氧化剂环境的腐蚀如Fe、Cu

3对海水、碱溶液，氧化物溶液有极好的耐腐蚀性

4不适用：

盐酸

哈氏合金B

HB

1对于非氧化酸、碱、盐如硫酸、磷酸、氢氟酸有良好的腐蚀性

2不适用：

硝酸

钛

Ti

耐海水，各种氯化物忽然次氯酸盐及多种氢氧化物的腐蚀

钽

Ta

除了氢氟酸外，几乎能耐一切化学介质的腐蚀。

但价格昂贵

铂

Pt

适用所有的酸碱盐溶液（发烟硫酸及硝酸）

碳化钨

W

具有优异的耐磨性能，专用于泥浆、纸浆等磨损性介质

电极和接地环材料

耐腐蚀性能

被测液体举例

316L不锈钢

不耐无机酸、有机酸、氯化物的腐蚀,用于非腐蚀性或弱腐蚀性介质

生活及工业用水、污水、矿浆、泥浆、糖浆

含钼不锈钢

OCr18Ni12Mo2Ti

对磷酸及碱液有强的耐腐蚀性,适用于非腐蚀性或弱腐蚀性介质

磷酸、烧碱、海水醋酸、蚁酸、亚硫酸

钛（Ti）

特别适用于氯离子存在的场合下使用,能耐氯化物（氯化钙、氯化钾、氯化铵、氯化钠）、硫化物、有机酸、碱液的腐蚀

冷冻盐水、海水、氨水、双氧水、乙酸

哈氏合金C（HC）

中等强度的氧化性、还原性环境中有耐腐蚀性。

不适于氯化物、硫酸、氟化物

乙醛、乙酸、海水、盐水、弱酸、弱碱、氢氧化钠

钽（Ta）

具有优良的耐腐蚀性,与玻璃相似,几乎能耐一切化学介质（包括沸点的盐酸、硝酸、王水、硫酸）的腐蚀。

不耐碱、氢氟酸、氟化物及发烟硫酸的腐蚀

盐酸、王水、硝酸、硫酸

铂（Pt）

几乎适用于所有化学介质的腐蚀,但不适用于王水和铵盐

浓硫酸、热碱溶液

电极材料

适用

不适用

316L

生活用水、工业用水原水井水、城市污水部分酸、碱、盐溶液

和316L材料化学反应的介质

哈氏合金B

盐酸（浓度≤10%）非氧化性酸氢氧化钠（浓度≤50%）磷酸、有机酸

硝酸

哈氏合金C

混酸如铬酸和硫酸的混合液氧化盐类海水

盐酸

钛（Ti）

氯化钠盐类钠盐、钾盐、铵盐、次氯酸盐海水浓度小于50%氢氧化钾、氢氧化铵氢氧化钡溶液

盐酸、硫酸磷酸、氢氟酸、还原酸

钽（Ta）

盐酸（浓度≤40%）稀硫酸和浓硫酸二氧化氯、氯化铁、次氯酸、氯化钠硝酸（包括发烟硝酸）等氧化性酸温度低于80℃的王水

盐酸、发烟硫酸磷酸、氢氟酸等还原性酸

铂铱合金

几乎所有酸、碱、盐溶液

王水铵盐

衬里材料选择说明

　应根据被测介质的腐蚀性、磨损性和温度来选择内衬材料。

内衬材料

名称

符号

性能

最高工作温度

适用液体

适用口径

橡胶

氯丁橡胶

CR

耐磨性中等，耐一般低浓度的酸碱盐的腐蚀

＜80℃

自来水、工业用水、海水

DN50-2200

聚铵脂橡胶

PU

极好的耐磨性能，耐酸碱性能较差

＜60℃

纸浆、矿浆等浆液

DN25-500

氟塑料

聚四氟乙烯

F4或

PTFE

化学性能很稳定，耐沸腾的盐酸、硫酸、王水、浓碱的腐蚀

＜180℃

腐蚀性强的酸碱盐液体

DN25-1200

四氯乙烯和六氟丙烯

译名：

特氟隆FEP

F46或

FEP

化学性能略逊于F4

＜120℃

腐蚀性的酸碱盐液体

DN15-200

四氯乙烯和乙烯

F4或ETFE

化学性能略逊于F4

腐蚀性的酸碱盐液体

DN250-2200

塑料

聚乙烯

PO

化学性能稳定

＜60℃

污水

DN50-2200

聚苯硫醚

PPS

＜110℃

热水

DN50-2200

口径mm

流量范围m3/h

口径mm

流量范围m3/h

φ15

0.06~6.36

φ450

57.23～5722.65

φ20

0.11～11.3

φ500

70.65～7065.00

φ25

0.18～17.66

φ600

101.74～10173.6

φ40

0.45～45.22

φ700

138.47～13847.4

φ50

0.71～70.65

φ800

180.86～18086.4

φ65

1.19～119.4

φ900

228.91～22890.6

φ80

1.81～180.86

φ1000

406.94～40694.4

φ100

2.83～282.60

φ1200

553.90～55389.6

φ150

6.36～635.85

φ1600

723.46～72345.6

φ200

11.3～1130.4

φ1800

915.62～91562.4

φ250

17.66～176.25.

φ2000

1130.4～113040.00

φ300

25.43～2543.40

φ2200

1367.78～136778.4

φ350

34.62～3461.85

φ2400

1627.78～162777.6

φ400

45.22～4521.6

φ2600

1910.38～191037.6

电磁流量计的具体分类

市场上通用型产品和特殊型仪表从不同角度作如下分类。

    电磁流量计按激磁电流方式划分，有直流激磁、交流（工频或其他频率）激磁、低频矩形波激磁和双频矩形波激磁。

几种激磁方式的波形见右图。

    按输出信号连接和激磁（或电源）连线的制式分类，有四线制和二线制。

    按转换器与传感器组装方式分类，有分体型和一体型。

    按流量传感器与管道连接方式分类，有法兰型、夹持型（夹持型电磁流量计）、卫生型（卫生型电磁流量计）、插入型（插入式电磁流量计）、螺纹连接（油任连接的高压电磁流量计）。

注：

    按流量传感器电极是否与被测液体接触分类，有接触型和非接触型。

    按流量传感器结构分类，有短管型和插入型（插入式电磁流量计）。

    按用途分类，有通用型、防爆型、卫生型、防侵水型和用于明渠流量测量的潜水型（明渠流量计）。

1、电磁流量计按激磁电流方式分类

（1）、直流激磁

    直流激磁电磁流量计用于测量液体金属流量，如常温下汞和高温下液态纳、锂、钾等。

在快中子增殖核反应堆一次回路中用于测量摄氏500余度的熔融纳流量，见到过有应用于DN300mm管道仪表的报道。

干法效验流量值，与湿法（实流）效验相比，精度可达3%。

除由电磁铁值流激磁产生次场外，也有用永久磁铁磁场的较小口径传感器。

    本类仪表在我国一般流程工业中应用还属探索阶段，20世纪60～70年代曾成功地应用于测量电解槽常温泵流量；有色冶金工业也曾试用于测量熔锌液流量，因锌液在测量管内壁结垢及氧化锌等原因，未使用成功。

（2）、交流激磁

    早期电磁流量计用于50Hz工频市电激磁，产生正弦波交变磁场；采用交流激磁的理由是为了避免像用直流激磁时电磁表面产生极化现象，但是由于易受市电锁引起的与流量信号同相应各种感应噪声的叠加，形成零点漂移等，现在已渐被低频矩形波激磁所代替。

这些叠加的感应噪声是由以下一些原因产生的。

    1）液体中涡电流产生与流量信号同相位噪声，电极污染形成的噪声和零点漂移；

    2）磁回路中铁损偏移了激磁电流与磁场间相位，使原来在信号回路中变压器效应所形成的正交（90°）噪声相移，产生相同噪声；

    3）激磁线圈与信号线间以及激磁线圈与流体间的静电感应噪声。

    但是交流激磁流量传感器的磁感应强度通常涉及得较高，有较大信号电动势（约为1mV每1m/s，矩形波激磁仅0.2～0.3mV）和较高信噪比的优点。

此外，在测量固液双相的矿浆等流体时，低频矩形波激磁方式在固体擦过电极表面产生尖峰的浆液噪声，会使输出信号波动，工频交流激磁的电磁流量计则不存在这一缺点。

因此国内外还有一些仪表制造厂继续提供工频或其他频率交流激磁的电磁流量计。

    （3）、低频矩形波激磁

    自1975年低频矩形波激磁方式发表以来，以其功耗小、零点稳定，电极污染影响小等优点，得到很快发展，成为迄今主要激磁方式。

低频矩形波激磁波形有“正-负”二值者，有“正-零-负-零”三值者，分别如右上图中b、c所示。

三值激磁用无激磁期间的信号改善零点稳定性。

流量信号在信号电压基本恒定的区间采样取得。

激磁频率为市电的1/32～1/2，常用1/8～1/4之间。

小口径仪表用较高频率，大口径仪表用较低频率，由制造厂按所用传感器口径来设定。

国外也有可由用户设定频率的仪表，例如商业名为“可编程键控储存（ProgrammableKeyedStorage）电磁流量计”。

    矩形波形波交变激磁虽不受慢的极化电压变化影响，但由于稳定磁场短期间直流采用相对于急剧变化的极化电压，还会产生急剧的输出变化。

此外流体中固体颗粒撞击电极，其表面氧化膜破损，表面电位变化形成尖峰状噪声，输出呈现大幅晃动。

这一现象称作浆液噪声，发生于高浓度浆液或含土沙粒的液体，影响了低频矩形波电磁