מד זרימת חומצה זרחתית

מדי זרימה אלקטרומגנטיים יכולים למדוד חומצה זרחתית קורוזיבית ביותר. הוא כולל גם מידע טכני שימושי כגון בחירת מד זרימה חומצית, הוראות התקנה וכו' .

מהי חומצה זרחתית?

יישומים רחבים של חומצה זרחתית דורשים מדידת זרימה

לחומצה זרחתית יש את הנוסחה הכימית HPO₄. זוהי חומצה חשובה מאוד שאינה אורגנית. זוהי נוזל צלול וחסר צבע שטעמו לא נעים ויכול לפגוע בך. חומצה זרחתית יציבה למדי בטמפרטורת החדר, אך היא עלולה לקלקל במהירות מתכות. בהתאם לחוזקה, ניתן לייצר חומצה זרחתית לצורות חלשות וחזקות. חומצה זרחתית משמשת בדרך כלל בייצור בריכוז של כ-85%.

בתעשייה, חומצה זרחתית משמשת במגוון דרכים. היא משמשת בדרך כלל לייצור דשני פוספט, כגון סופר-פוספט ודיאמוניום פוספט, החיוניים במיוחד לייצור יבולים. חומצה זרחתית היא גם מווסת טעם חמוץ וחומר משמר נפוץ בתעשיית המזון. היא משמשת גם להסרת חלודה ולזרחנות משטחי מתכת. היא משמשת לייצור מספר תרופות פוספטיות במגזר התרופות.

היכן להשתמש בחומצה זרחתית?

ישנם שימושים רבים לחומצה זרחתית, אך הפופולריים ביותר הם:

יישומים רחבים של מדי זרימה של חומצה זרחתית

יותר מ-80% מחומצה זרחתית משמשת את תעשיית הדשנים. חומצה זרחתית משמשת לייצור מגוון דשני פוספט, כולל סופר-פוספט, מונו-אמוניום פוספט ודיאמוניום פוספט. דשנים אלה מספקים לגידולים את הזרחן הדרוש להם כדי לשגשג וחיוניים במיוחד להגדלת התפוקה החקלאית.

בתעשיית המזון, חומצה זרחתית משמשת בדרך כלל להורדת רמת החומציות (pH), שמירה על טריות המזון והפיכתו לחומצי יותר. חומצה זרחתית נמצאת בהרבה משקאות מוגזים שאנו שותים, כמו קולה. היא יכולה לגרום למשקה להיות חמוץ. חומצה זרחתית משמשת גם כדי לשפר את טעם הבשר ולאגור יותר מים בינתיים.

חומצה זרחתית משמשת בדרך כלל בעסקי המתכת להסרת חלודה ולזרחון מתכת. היא יכולה להסיר חלודה מפני השטח של המתכת וליצור שכבת מגן של פוספט על פני המתכת, מה שהופך את המתכת לפחות רגישה לקורוזיה. חברות רבות, כמו אלו המייצרות כלי רכב ומכשירי חשמל לבית, משתמשות בה רבות.

בתעשיית התרופות, חומצה זרחתית משמשת לייצור מספר תרופות פוספט, כגון כלורוקין פוספט וקודאין פוספט. תרופות אלו חשובות מאוד להחלמה.

בעיות במדידת קצב הזרימה של חומצה זרחתית

תמיד היה קשה לקבל תוצאה נכונה של מדידת זרימת חומצה זרחתית באוטומציה תעשייתית מהסיבות הבאות:

די קורוזיבי: חומצה זרחתית היא די קורוזיבית, במיוחד לפלדה רגילה ולחלק מהסגסוגות. קורוזיביות זו עלולה לגרום נזק מהיר לחיישן הזרימה של מדי זרימה סטנדרטיים, מה שעלול להפוך את הקריאות לפחות מדויקות ולקצר את חיי המכשיר. חומצה זרחתית יכולה לאכול את רוב המתכות בדרגות שונות.

שינויים רבים בצמיגות: צמיגותה של חומצה זרחתית משתנה רבות בהתאם לטמפרטורה ולריכוז. החומר נעשה סמיך יותר ככל שהוא מתקרר ומרוכז יותר. שינוי זה בצמיגות יכול להפוך את מדי הזרימה לפחות מדויקים, במיוחד כאלה המשתמשים בדינמיקת נוזלים למדידת זרימה.

שינוי במוליכות: המוליכות של חומצה זרחתית משתנה עם הריכוז, דבר שיכול להשפיע על מדי זרימה מסוימים. חומצה זרחתית אכן מעבירה חשמל במידה מסוימת, אך יש לזכור את ההבדל הזה במוליכות בעת בחירת מד זרימה.

הבעיות עם מדי זרימה מיושנים

מדי זרימה מסורתיים נתקלים לעיתים בבעיות גדולות כאשר הם באים במגע עם כימיקלים קורוזיביים במיוחד כמו חומצה זרחתית.

חומצה זרחתית באה במגע ישיר עם חלקים נעים של מדי זרימה מכניים כמו מדי זרימה של טורבינה ומדי זרימה בעלי גלגלי שיניים אובליים. זה הופך אותם מועדים לקורוזיה ולשבירה. הצמיגות המוגברת של חומצה זרחתית יכולה גם לשנות את אופן ביצועי החלקים הנעים הללו, מה שעלול להוביל לטעויות נוספות במדידות.

× מד זרימה ללחץ דיפרנציאלי: בחירת חומרים עמידים בפני קורוזיה מסייעת להפחית בעיות קורוזיה; אך בחירה בחומר טנטלום תגרום למחיר חיישן הזרימה להיות יקר מאוד.

מד זרימה של גלגל שיניים אובלי יכול גם להישחק על ידי חומצה.

× מד זרימה של גלגל שיניים סגלגל: מד זרימה של גלגל שיניים סגלגל הוא סוג של מד זרימה בעל תזוזה חיובית, החלקים הרטובים של החיישן עשויים ברזל יצוק, פלדה יצוקה או נירוסטה. למרות שיש לו דיוק גבוה למדידת זרימת חומצה, גלגלי השיניים הסגלגלים עלולים להישחק בקלות.

× מד זרימה בטורבינה: מד זרימה בטורבינה יכול למדוד נוזל טהור יחיד, אך תמיסת חומצה זרחתית היא קורוזיבית ויכולה לגרום לאיסוף של האימפלר, מה שהופך את תוחלת החיים של מד הזרימה בטורבינה לקצרה מאוד. לכן, לא מומלץ להשתמש בו.

כיצד פועל מד זרימה מגנטי לחומצה זרחתית?

מגמטר פועל בזכות חוק פאראדיי של אינדוקציה אלקטרומגנטית. כאשר נוזל מוליך כמו תמיסת חומצה זרחתית עובר דרך שדה מגנטי, הוא יוצר כוח אלקטרו-מניע מושרה. מהירות זרימת הנוזל קשורה ישירות לעוצמת הכוח האלקטרו-מניע הזה.

כיצד מד זרימה מגנטי עובד עבור חומצה זרחתית

כדי לייצר שדה מגנטי הניצב לציר הצינור, מד הזרימה המגנטי מסדרת SHD מציב זוג סלילי עירור על צינור המדידה של המגמטר. כוח לורנץ יפעל על היונים בנוזל מוליך, כמו חומצה זרחתית, כאשר הוא זורם דרך שדה מגנטי זה. זה יגרום ליונים חיוביים ושליליים לנדוד לשני קצוות הצינור. זה ייצור הפרש פוטנציאלים על האלקטרודות בשני קצוות הצינור. הפרש הפוטנציאל הוא הגורם לכוח האלקטרו-מניע המושרה, וגודלו קשור ישירות למהירות הזרימה הממוצעת של הנוזל.

כדי למצוא את קצב הזרימה הנפחי של הנוזל, ניתן למדוד את הכוח האלקטרו-מניע המושרה ולהכפיל אותו בשטח החתך של הצינור. הנוזל הנמדד לא יינזק מאופיו הקורוזי מכיוון שאין חלקים מכניים נעים שנוגעים בו.

מדי זרימה מגנטיים מסדרת SHD מדויקים להפליא ויכולים למדוד זרימות חומצה זרחתית מזרימה קטנה מאוד ועד זרימה גדולה מאוד. אובדן הלחץ שלהם הוא גם כמעט אפס, כך שהם לא יפריעו לטיפול.

כיצד לבחור מד זרימה אלקטרומגנטי שיכול למדוד זרימת חומצה זרחתית?

בעת בחירת מדי זרימה אלקטרומגנטיים לבדיקת חומצה זרחתית, עליכם לחשוב על הדברים הבאים:

בטנות ואלקטרודות של מדי זרימה מגנטיים

הדבר החשוב ביותר הוא לבחור את החומרים המתאימים לאלקטרודות. פלדת אל-חלד 316L, Hastelloy C, מתכת טנטלום וחומרים אחרים אינם מתקלקלים במגע עם חומצה זרחתית. רוב כמויות הנוזל מתאימות היטב לאלקטרודות פלדת אל-חלד 316L. אך אם אתם זקוקים לעמידות גבוהה יותר בפני קורוזיה או עובדים עם רמות גבוהות של חומצה זרחתית, מומלץ להשתמש באלקטרודות העשויות ממתכת טנטלום.

בחירת חומר הציפוי: חומר הציפוי בחלק הפנימי של צינור המדידה חשוב לא פחות. פוליאטטראפלואורואתילן (PTFE או טפלון) הוא הבחירה הטובה ביותר מכיוון שהוא אינו משנה את המוליכות של חומצה זרחתית והוא עמיד במיוחד בפני קורוזיה. בנוסף, מחיר PTFE (טפלון) זול, אולם silverinstruments.com יכול לספק גם חומר ציפוי עמיד יותר כמו PFA ו-F46, והוא יכול לעמוד בטמפרטורות גבוהות יותר סביב 150-160 מעלות צלזיוס.

להלן רשימת חומרי הציפוי והאלקטרודות של המגמטר לטמפרטורות שונות וריכוזים שונים של חומצה זרחתית.

טבלת בחירת חומרי אלקטרודה וציפוי עבור מדי זרימה אלקטרומגנטיים

תאימות חומצה זרחתית

א - מתאים/מומלץ | ב - שמיש/מקובל | ג - לא מומלץ | נ - לא מתאים | X - עמיד בפני קורוזיה (בתנאים מסוימים) | ר - טמפרטורת החדר | רווי - שומן רווי | (W) - הטמפרטורה הגבוהה ביותר המומלצת לחומר זה

האוגן והבית של מד הזרימה המגנטי מסדרת SHD עשויים מפלדת פחמן בתנאים רגילים, אופציה עם נירוסטה

בחירת חומר המארז של מד הזרימה המגנטי: חומר המארז והאוגן של מד הזרימה אינו בא במגע עם חומצה זרחתית. בנסיבות רגילות, מארז פלדת פחמן מספיק. עם זאת, הסביבה בה משתמשים במד הזרימה יכולה לפעמים להיות קורוזיבית, והמשתמשים מודאגים שמארז מד הזרימה עלול להשתחרר לאחר שימוש ממושך. silverinstruments.com מציעה אפשרויות מארז מפלדת אל-חלד 304 ו-316, כאשר מארז פלדת אל-חלד עמיד יותר לסביבות קורוזיביות.

חומצה זרחתית אכן מוליכה חשמל במידה מסוימת, אך עדיין חיוני לקבוע את המוליכות המינימלית של החומצה הזרחתית הנבדקת לפני השימוש במד זרימה אלקטרומגנטי. ברוב המקרים, המוליכות של חומצה זרחתית עומדת בכל הסטנדרטים למדי זרימה אלקטרומגנטיים. אך יש לבדוק זאת עבור כל חומצה זרחתית מדוללת ספציפית.

דירוג טמפרטורה ולחץ: בחרו את דירוג הטמפרטורה והלחץ המתאימים לתנאי התהליך. בטמפרטורות גבוהות יותר, חומצה זרחתית אוכלת דברים מהר יותר. משמעות הדבר היא שכאשר עובדים בטמפרטורות גבוהות, עליכם להשתמש בחומרים בעלי סבירות נמוכה יותר להחליד.

רמת הגנה: מכיוון שהמקום בו נוצרת חומצה זרחתית יכול להיות קשה, מומלץ לבחור מדי זרימה אלקטרומגנטיים בעלי רמות הגנה גבוהות יותר, כגון IP67 או IP68, כדי לוודא שהם פועלים היטב בתנאים אלה.

בחרו את רמת הדיוק והטווח המתאימים בהתאם למה שאתם באמת צריכים. אתם יכולים להשתמש במד זרימה אלקטרומגנטי מדויק במיוחד שמדויק עד ± 0.2% אם אתם צריכים למדוד דברים בצורה מדויקת מאוד.

כיצד להתקין מד זרימה אלקטרומגנטי כראוי עבור חומצה זרחתית?

כאשר מודדים דברים כמו חומצה זרחתית שקשה למצוא, חיוני מאוד להתקין מדי זרימה אלקטרומגנטיים בצורה הנכונה כדי שיספקו ערכים מדויקים.

התקן את מד זרימת החומצה כראוי כדי לקבל את תוצאות המדידה הטובות ביותר

בחירת המיקום הטוב ביותר להתקנה: מקמו את מד הזרימה האלקטרומגנטי בחלק של מערכת הצינורות שבו הנוזל ממלא אותו. כדי למנוע היווצרות בועות, אין למקם אותו קרוב לראש הצינור. כמו כן, יש להימנע מהצבתו במקומות בהם סביר להתרחש לחץ שלילי, שכן הדבר עלול לפגוע בציפוי.

כדי לוודא שהמידות נכונות, יש לוודא שיהיו מספיק קטעי צינור ישרים לפני ואחרי מד הזרימה האלקטרומגנטי. חלק הצינור הישר שמגיע לפני הצינור צריך להיות בקוטר פי 5 עד 10 מקוטר הצינור, וקטע הצינור הישר שמגיע אחרי הצינור צריך להיות בקוטר פי 2 עד 3 מקוטר הצינור. אורך חלק הצינור הישר צריך להיות ארוך יותר אם ישנם מרפקים ושסתומים במעלה הזרם החוסמים את הזרימה.

דרישות הארקה: מדי זרימה אלקטרומגנטיים צריכים להיות מוארקים כראוי על מנת שיפעלו כראוי. ודאו שגם הציוד וגם מערכת הצינורות מוארקים כראוי. עליכם להתקין טבעות הארקה מיוחדות אם הצינור אינו עשוי מתכת או מכוסה בחומרים שאינם מוליכים חשמל. באופן כללי, צינורות חומצה זרחתית עשויים להיות צינורות פלסטיק ולא צינורות ברזל נפוצים, מכיוון שתמיסות חומצה זרחתית הן בעלות קורוזיה חזקה. בעת התקנת מדי זרימה אלקטרומגנטיים על צינורות פלסטיק, נדרשת טבעת הארקה, ועלינו לבחור טבעת הארקה זהה לחומר האלקטרודה.

תמיכה בצנרת : מדי זרימה מגנטיים הם לעיתים כבדים מאוד, במיוחד חיישני זרימה מגנטיים בעלי קטרים גדולים, כגון מד זרימת חומצה בגודל 4 אינץ' או מד זרימת חומצה בגודל 6 אינץ'. כדי למזער את הלחץ שנוצר על גוף מד הזרימה מהצינורות, יש להציב תומכים ליד חיישני מדי הזרימה.

הדקים חשמליים של מד זרימה מגנטי

חיבור חשמלי: יש לפעול לפי ספרי ההוראות לחיבור מד הזרימה המגנטי מסדרת SHD לאספקת החשמל. יש לשים לב ללוחית השם שעל מד הזרימה, האם מדובר במתח 24 וולט וולט AC או 220 וולט AC. יש לשים לב במיוחד לאופן שבו כבל האות מחובר להארקה ולהעברתו. יש לתת את הדעת על סוגיות תאימות אלקטרומגנטית כאשר ישנן הפרעות אלקטרומגנטיות רבות.

שימו לב ללוחית השם של מד זרימת החומצה.

תחזוקה: בעת התקנת מד הזרימה האלקטרומגנטי מאתר silverinstrument.com, עליכם לחשוב כיצד יהיה צורך לתחזק אותו בעתיד ולוודא שיש מספיק מקום סביבו לבדיקה על ידי הנדסה ולביצוע עבודות התחזוקה השוטפות.

בגלל אופן פעולתו ואופן ייצורו, מד הזרימה האלקטרומגנטי הוא הטכניקה האידיאלית למדידת קצב הזרימה של חומצה זרחתית. אין בו חלקים נעים, וחומצה זרחתית לא תאכל אותה. הוא יציב מאוד, בעל אובדן לחץ נמוך, וניתן להשתמש בו למטרות רבות.

בעת בחירת ושימוש במד זרימה אלקטרומגנטי למדידת חומצה זרחתית, הדבר החשוב ביותר הוא בחירת החומרים המתאימים, במיוחד עבור הציפוי והאלקטרודות. כמו כן, התקנה ותחזוקה נכונות חשובות כדי להבטיח שהציוד יתפקד כראוי ויישאר יציב לאורך זמן.

מדי זרימה אלקטרומגנטיים ימשיכו להשתפר במדידת חומרים קורוזיביים ככל שהטכנולוגיה משתפרת. זה יהפוך אותם לדרך טובה יותר לכמת דברים כמו חומצה זרחתית שהם כימיקלים.