电磁流量计量表在强腐蚀环境下的应用

河南省中原大化集团尿素生产装置，采用了两台电磁流量计。其一是用作测量高压甲铵泵入口流量；另一台是测量水解废液流量的。实际应用中无论在响应速度上，还是在其它各项特性上都能够满足工艺生产的需要。但也出现了一些我们始料不及的问题。自89年10月建成投产以来，仅测高压甲铵泵入口流量的电磁流量计就坏了两台，另外一台测水解废液的电磁流量计也曾多次发生过损坏。这些问题的出现无论从工艺操作上，还是从生产成本消耗上都给我厂增加了不小负担，本文就结合我厂的应用情况，对此问题作一探讨。

电磁流量计的工作原理及特点

1、工作原理

电磁流量计系统由变送器和转换器构成，两者之间通过两根带双层屏蔽的电缆连结，变送器安装在管道系统上，而转换器则可安装在现场或中央室。仪表的测量原理是根据法拉第电磁感应定律：当一导体在磁场中作切割磁力线运动时，在导体的两端将产生感应电动势。

此定律应用于导电流体也同样成立。如果假定磁场强度为B，管道直径为D，感应电势为E，则可以证明管道的体积流量为

Qv=D/4×（E/B）

式中的B、D是表中设定的，E是通过变送器测量管道上的一对电极测出的，实际的电磁流量计正是根据这一原理工作的。可见电磁流量计是测体积流量的仪表，它与流体的温度、压力、密度、粘度和电导率等物理性质无关。

2、电磁流量计的特点

电磁流量计有以下特点：

（1）传感元件不与测量介质接触，可用于腐蚀性导电介质流量的测量；

（2）量程范围宽，同一台电磁流量计的量程比可达1:100；

（3）无压力损失；

（4）检测部分无可动部件：

（5）可以测定正、反向流体的流量；

（6）响应速度快。

以上是电磁流量计的优点，但它也有一定局限性和不足之处。

（1）被测介质必须是导电的：

（2）由于受测量管衬里材料的限制，一般使用温度范围为0~200℃，又因电极是嵌装在导管上的，使电磁流量计的工作压力也受到一定限制。

（3）电磁流量计结构复杂，价格较高。

3、电磁流量计的应用

我厂甲铵泵入口流量计FT-09101为德国FISCHER&POTER公司产品，自89年10月投产以来，已经更换了两块，zui初采用DX1221型，这种电磁流量计外壳用不锈钢，测量管内壁用聚四氟乙烯，转换器封闭在一个长方体金属壳内，内部电路板上有一个四位数的数据盘，可作测量值的指示器。变送器与转换器之间通过两根电缆连结，变送器安装在管道上，转换器固定在旁边的框架上。这种流量计无论零点还是量程都不能自行调整，只能在指定厂家标定，使用很不方便。该流量计投用运行还未到一年，指示便出现了故障，经检查发现变送器电路板发生了腐蚀，有几只晶体三极管管脚已经锈断，这并没有引起我们足够的重视，只是更换了几只三极管便又重新装上，这样修复后该表又运行了几个月，然后又失去了指示。当我们再次检查该表时，发现变送器的电路板及七芯电缆已全部腐蚀掉，于是该表报废。这才引起了我们的警觉，原来因该表安装的地方离高压甲铵泵及高压氨泵太近，停车时排放及平时泄漏的氨和甲铵附带的氨气常包绕在该表周围，致使该表一直工作在腐蚀性环境中，加上我们只注意了该表的耐腐蚀特点，而忽略了该表外在的脆弱性，zui终导致了该表的损坏。

吸取教训后，我们在92年大修中又更换了一块同型号的仪表，不过这次已对腐蚀问题特别重视，在安装时，为防止腐蚀性气体侵入电子室，我们在接线盒盖边缘及电缆接头处全部用硅橡胶密封，并用水电两用胶带加以封固，以期达到防腐的目的。该表投用后运行了一年多时间，便再次发生了同样故障，变送器电路板及电缆又被腐蚀，表又损坏。

再次事故的发生，不得不使我们对腐蚀问题进行仔细的思考，为什么变送器密封那么好还要腐蚀?而与变送器仅半米之遥的转换器却安然无恙?经过仔细的观察，分析，答案终于找到，原来安装变送器的管道因流速高，一直在不停地轻微震动，密封胶很容易松动而脱落，不停地震动又为氨气的侵入增加了助动力，而固定在框架上的转换器，由于没有震动，各密封口完好，因此没有腐蚀。

找到了出现故障的原因，自然也就找到了排除故障的措施。在94年的大修中，我们再次更换此表，这次使用的是久久仪表的电磁流量计，这种电磁流量计较前两种要先进得多，它采用了微处理器技术，在转换器上有一双排液晶显示器，在显示器下边有三个按钮，通过它们可以对流量计的参数进行组态设定，并可翻看流量计的有关参数设置。该表具有比较强的外部通信接口能力，能以模拟和数字方式与其它外设通信，并带有很强的自诊断功能，参数的输入及选择以数据直接输入及主副菜单选择方式进行，可方便地进行零点调整和量程设定，操作十分方便。为了保证这块表能安全运行，我们在吸取前两次教训的基础上又采取了另外一种防腐措施-吹气防腐法。这种方法的原理是设法使变送器接线盒内纯净气体压力增大，致使有害气体不能侵入接线盒内，从而达到防腐目的。具体方法是在电磁流量计变送器的电子室上打两个小孔，一个进气，一个排气，然后接上仪表空气，让空气保持微小流量，则电子室内纯净气的压力升高，气流只能从孔隙由内向外流动，从而阻止了有害气体的侵入，起到了防腐的作用。该表投入运行后，效果一直很好，在时隔7年的2001年大修中我们曾打开电子室检查，没有发现腐蚀现象，可见吹气防腐确实起到了作用。

为以防万一，我们还注重了平时的维护，定期更换转换器及变送器电缆上的绝缘胶带和密封胶，以防老化引起密封破坏。为了保护液晶显示器，我们在显示器加上了一块遮阳板，以防液晶显示器长期被日光直射造成可读能力下降。另有一台测水解废液的小口径流量计FT-09701也曾发生过损坏，这块表也是FISCH&POTER公司的产品，它是一体化装置，转换器与变送器固定在一起由通信电缆远传至主控室，其故障现象为测量管衬里鼓包，使涡电流的流线变弯曲，破坏了流体流速的轴对称性，给测量造成很大的误差，仪表失灵，引起鼓包的具体原因到底是超温超压，还是产品质量问题至今仍不明确。93年大修时，我们又换上了一块同型号新表，结果又没运行多长时间便出现了线路板腐蚀现象，95年、98年我们对此表进行了更新，损坏的主要原因也都是线路板腐蚀，98年我们采用吹仪表空气的方法对此表进行了改进，直到现在此表未出现异常现象运行情况一直良好。

4、结束语

以上我们只是结合我厂的应用情况谈了电磁流量计的防腐蚀问题，当然防蚀还会有许多更好的方法，这要视条件而定，实际上电磁流量计应用中还应考虑到电磁物干扰，震动及其它影响测量准确性的各种因素，应用时，我们既要考虑到它的优点，也要考虑到它的局限性。只有全面地研究分析并排除所有不利因素，才能使电磁流量计得以更好地应用。