電磁流量計在強腐蝕環境下的應用

河南省中原大化集團尿素生產裝置，采用了兩臺電磁流量計。其一是用作測量高壓甲銨泵入口流量；另一臺是測量水解廢液流量的。實際應用中無論在響應速度上，還是在其它各項特性上都能夠滿足工藝生產的需要。但也出現了一些我們始料不及的問題。自89年10月建成投產以來，僅測高壓甲銨泵入口流量的電磁流量計就壞了兩臺，另外一臺測水解廢液的電磁流量計也曾多次發生過損壞。這些問題的出現無論從工藝操作上，還是從生產成本消耗上都給我廠增加了不小負擔，本文就結合我廠的應用情況，對此問題作一探討。

電磁流量計的工作原理及特點

1、工作原理

電磁流量計系統由變送器和轉換器構成，兩者之間通過兩根帶雙層屏蔽的電纜連結，變送器安裝在管道系統上，而轉換器則可安裝在現場或中央室。儀表的測量原理是根據法拉第電磁感應定律：當一導體在磁場中作切割磁力線運動時，在導體的兩端將產生感應電動勢。

此定律應用于導電流體也同樣成立。如果假定磁場強度為B，管道直徑為D，感應電勢為E，則可以證明管道的體積流量為

Qv=D/4×（E/B）

式中的B、D是表中設定的，E是通過變送器測量管道上的一對電極測出的，實際的電磁流量計正是根據這一原理工作的。可見電磁流量計是測體積流量的儀表，它與流體的溫度、壓力、密度、粘度和電導率等物理性質無關。

2、電磁流量計的特點

電磁流量計有以下特點：

（1）傳感元件不與測量介質接觸，可用于腐蝕性導電介質流量的測量；

（2）量程范圍寬，同一臺電磁流量計的量程比可達1:100；

（3）無壓力損失；

（4）檢測部分無可動部件：

（5）可以測定正、反向流體的流量；

（6）響應速度快。

以上是電磁流量計的優點，但它也有一定局限性和不足之處。

（1）被測介質必須是導電的：

（2）由于受測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管上的，使電磁流量計的工作壓力也受到一定限制。

（3）電磁流量計結構復雜，價格較高。

3、電磁流量計的應用

我廠甲銨泵入口流量計FT-09101為德國FISCHER&POTER公司產品，自89年10月投產以來，已經更換了兩塊，初采用DX1221型，這種電磁流量計外殼用不銹鋼，測量管內壁用聚四氟乙烯，轉換器封閉在一個長方體金屬殼內，內部電路板上有一個四位數的數據盤，可作測量值的指示器。變送器與轉換器之間通過兩根電纜連結，變送器安裝在管道上，轉換器固定在旁邊的框架上。這種流量計無論零點還是量程都不能自行調整，只能在廠家標定，使用很不方便。該流量計投用運行還未到一年，指示便出現了故障，經檢查發現變送器電路板發生了腐蝕，有幾只晶體三極管管腳已經銹斷，這并沒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，這樣修復后該表又運行了幾個月，然后又失去了指示。當我們再次檢查該表時，發現變送器的電路板及七芯電纜已全部腐蝕掉，于是該表報廢。這才引起了我們的警覺，原來因該表安裝的地方離高壓甲銨泵及高壓氨泵太近，停車時排放及平時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境中，加上我們只注意了該表的耐腐蝕特點，而忽略了該表外在的脆弱性，終導致了該表的損壞。

吸取教訓后，我們在92年大修中又更換了一塊同型號的儀表，不過這次已對腐蝕問題特別重視，在安裝時，為防止腐蝕性氣體侵入電子室，我們在接線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，以期達到防腐的目的。該表投用后運行了一年多時間，便再次發生了同樣故障，變送器電路板及電纜又被腐蝕，表又損壞。

再次事故的發生，不得不使我們對腐蝕問題進行仔細的思考，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換器卻安然無恙？經過仔細的觀察，分析，答案終于找到，原來安裝變送器的管道因流速高，一直在不停地輕微震動，密封膠很容易松動而脫落，不停地震動又為氨氣的侵入增加了助動力，而固定在框架上的轉換器，由于沒有震動，各密封口完好，因此沒有腐蝕。

找到了出現故障的原因，自然也就找到了排除故障的措施。在94年的大修中，我們再次更換此表，這次使用的是江蘇久久儀表有限公司的電磁流量計，這種電磁流量計較前兩種要得多，它采用了微處理器技術，在轉換器上有一雙排液晶顯示器，在顯示器下邊有三個按鈕，通過它們可以對流量計的參數進行組態設定，并可翻看流量計的有關參數設置。該表具有比較強的外部通信接口能力，能以模擬和數字方式與其它外設通信，并帶有很強的自診斷功能，參數的輸入及選擇以數據直接輸入及主副菜單選擇方式進行，可方便地進行零點調整和量程設定，操作十分方便。為了這塊表能安全運行，我們在吸取前兩次教訓的基礎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法使變送器接線盒內純凈氣體壓力增大，致使有害氣體不能侵入接線盒內，從而達到防腐目的。具體方法是在電磁流量計變送器的電子室上打兩個小孔，一個進氣，一個排氣，然后接上儀表空氣，讓空氣保持微小流量，則電子室內純凈氣的壓力升高，氣流只能從孔隙由內向外流動，從而阻止了有害氣體的侵入，起到了防腐的作用。該表投入運行后，效果一直很好，在時隔7年的2001年大修中我們曾打開電子室檢查，沒有發現腐蝕現象，可見吹氣防腐確實起到了作用。

為以防萬一，我們還注重了平時的維護，定期更換轉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。為了保護液晶顯示器，我們在顯示器加上了一塊遮陽板，以防液晶顯示器被日光直射造成可讀能力下降。另有一臺測水解廢液的小口徑流量計FT-09701也曾發生過損壞，這塊表也是FISCH&POTER公司的產品，它是一體化裝置，轉換器與變送器固定在一起由通信電纜遠傳至主控室，其故障現象為測量管襯里鼓包，使渦電流的流線變彎曲，破壞了流體流速的軸對稱性，給測量造成很大的誤差，儀表失靈，引起鼓包的具體原因到底是溫壓，還是產品質量問題至今仍不明確。93年大修時，我們又換上了一塊同型號新表，結果又沒運行多長時間便出現了線路板腐蝕現象，95年、98年我們對此表進行了更新，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此表進行了改進，直到現在此表未出現異常現象運行情況一直良好。

4、結束語

以上我們只是結合我廠的應用情況談了電磁流量計的防腐蝕問題，當然防蝕還會有許多更好的方法，這要視條件而定，實際上電磁流量計應用中還應考慮到電磁物干擾，震動及其它影響測量性的各種因素，應用時，我們既要考慮到它的優點，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，才能使電磁流量計得以更好地應用。