Sự khác biệt giữa thông số quay ống kim loại và thông số ống thủy tinh là gì?

Trong lĩnh vực đo lưu lượng công nghiệp, việc lựa chọn thiết bị đo chính xác là rất quan trọng để đảm bảo an toàn vận hành và độ chính xác của dữ liệu. Hai trong số các thiết bị phổ biến nhất được sử dụng để đo tốc độ dòng chảy của chất lỏng và chất khí là thông số ống thủy tinh và thông số ống kim loại . Mặc dù cả hai đều hoạt động theo nguyên tắc diện tích thay đổi - trong đó phao di chuyển theo phương thẳng đứng trong ống côn để biểu thị dòng chảy - cấu trúc, xếp hạng áp suất và khả năng chức năng của chúng khác nhau đáng kể. Hiểu những điểm khác biệt này là điều cần thiết đối với các kỹ sư, những người phải quyết định "sản phẩm" nào phù hợp với hệ thống đường ống cụ thể và các yêu cầu về môi trường của họ. Khám phá kỹ thuật này tập trung vào tính toàn vẹn về mặt cơ học, cơ chế đọc và sự phù hợp với môi trường của hai đồng hồ đo lưu lượng riêng biệt này.

Cấu trúc vật liệu và tính toàn vẹn áp suất khác nhau như thế nào giữa hai đồng hồ đo lưu lượng này?

Sự khác biệt cơ bản nhất nằm ở ranh giới vật lý chứa chất lỏng của quá trình. Sự lựa chọn cấu trúc này xác định giới hạn hoạt động tối đa của thiết bị.

• Giới hạn cấu trúc của thông số quay ống thủy tinh: các thông số ống thủy tinh được chế tạo xung quanh một ống côn trong suốt thường được làm bằng thủy tinh borosilicat. Vì thủy tinh là vật liệu giòn nên nó có những hạn chế cố hữu về ứng suất cơ học và áp suất bên trong. Nói chung, các đồng hồ này được dành riêng cho các ứng dụng áp suất thấp, thường không vượt quá 1,0 đến 1,6 MPa, tùy thuộc vào đường kính ống. Mặc dù độ trong suốt cho phép xác nhận trực tiếp bằng hình ảnh về tình trạng của chất lỏng (chẳng hạn như màu sắc, độ trong hoặc sự hiện diện của bong bóng), nhưng tính dễ vỡ của kính có nghĩa là nó không thể chịu được búa nước đáng kể hoặc áp suất tăng đột ngột. Trong nhiều hệ thống lắp đặt, cần có tấm chắn bảo vệ hoặc vỏ an toàn để ngăn các mảnh vỡ gây thương tích cho nhân viên trong trường hợp vỡ ống.

• các Robustness of the Metal Tube Rotameter: Ngược lại, thông số ống kim loại (thường được gọi là thông số quay bọc thép) sử dụng ống côn chịu lực cao được làm từ thép không gỉ (chẳng hạn như 304 hoặc 316L), Hastelloy hoặc thép carbon lót PTFE. Lớp vỏ kim loại này cho phép thiết bị hoạt động trong điều kiện áp suất cao, thường đạt 4,0 MPa, 6,3 MPa hoặc thậm chí cao hơn trong các cấu hình áp suất cao chuyên dụng. Bởi vì ống mờ đục nên áp suất bên trong có thể được quản lý tốt hơn nhiều so với ống thủy tinh. Điều này làm cho thông số ống kim loại sự lựa chọn tiêu chuẩn cho hơi nước áp suất cao, hóa chất độc hại và dầu nhiệt độ cao, nơi mà sự cố ngăn chặn sẽ gây ra thảm họa.

• Khả năng chịu nhiệt độ và sốc nhiệt: Xử lý nhiệt độ là một lĩnh vực khác mà sự lựa chọn vật liệu quyết định hiệu suất. các thông số ống thủy tinh dễ bị sốc nhiệt; sự thay đổi nhiệt độ nhanh chóng có thể làm cho kính bị nứt. Nhiệt độ hoạt động tối đa của nó thường được giới hạn ở khoảng 120°C đến 150°C. các thông số ống kim loại tuy nhiên, lại vượt trội trong môi trường nhiệt độ khắc nghiệt. Các biến thể bằng thép không gỉ có thể dễ dàng xử lý chất lỏng ở nhiệt độ 300°C trở lên và khi được trang bị cánh tản nhiệt hoặc vỏ bọc, chúng có thể được sử dụng cho lưu huỳnh nóng chảy hoặc chất lỏng đông lạnh. Cấu trúc kim loại cung cấp khả năng chịu giãn nở nhiệt cần thiết mà kính đơn giản không thể sánh được.

Để tóm tắt những khác biệt cốt lõi về mặt vật lý, bảng sau đây so sánh các thông số kỹ thuật cơ bản:

Tại sao Cơ chế đọc và khả năng truyền tín hiệu lại khác biệt đến vậy?

Cách người dùng tương tác với dữ liệu do đồng hồ đo lưu lượng cung cấp phụ thuộc hoàn toàn vào việc ống trong suốt hay mờ đục. Điều này dẫn đến sự khác biệt lớn về công nghệ giữa hai loại.

• Đọc trực tiếp bằng hình ảnh trong thông số ống thủy tinh: các thông số ống thủy tinh được đánh giá cao vì tính đơn giản của nó. Cân thường được khắc trực tiếp lên ống thủy tinh hoặc gắn trên tấm phía sau. Khi chất lỏng chảy lên trên, phao nổi lên và người vận hành đọc tốc độ dòng chảy bằng cách nhìn vào cạnh trên của phao so với thang đo. Việc "đọc trực tiếp" này có độ tin cậy cao vì nó không cần nguồn điện và không có bộ phận chuyển động nào khác ngoài phao. Tuy nhiên, đây cũng là điểm yếu của nó: nó hoàn toàn chỉ là một chỉ báo cục bộ. Trong các nhà máy tự động hóa hiện đại, việc thiếu một tiêu chuẩn thông số ống thủy tinh việc gửi tín hiệu đến Phòng điều khiển hoặc PLC (Bộ điều khiển logic lập trình) khiến tín hiệu này không phù hợp với các vòng quy trình phức tạp.

• Khớp nối từ và tích hợp điện tử trong thông số quay ống kim loại: Vì bạn không thể nhìn xuyên qua một thông số ống kim loại , nó sử dụng một hệ thống ghép từ. Một nam châm cường độ cao được gắn bên trong phao bên trong. Bên ngoài ống kim loại, trong một vỏ chỉ báo riêng biệt, một bộ theo dõi từ tính hoặc cảm biến theo dõi chuyển động của phao bên trong. Chuyển động này sau đó được liên kết cơ học với một con trỏ trên mặt số hoặc được chuyển đổi thành tín hiệu điện tử. Điều này cho phép thông số ống kim loại để cung cấp các tính năng "sản phẩm" nâng cao như đầu ra analog 4-20mA, đầu ra xung và màn hình kỹ thuật số. Nhiều mô hình cũng được trang bị giao thức HART để cấu hình và chẩn đoán từ xa, cho phép tích hợp vào Hệ thống điều khiển phân tán (DCS) phức tạp.

• các Advantage of Alarm and Switch Functions: Trong khi một số cao cấp thông số ống thủy tinh các mô hình có thể được trang bị các công tắc lân cận bên ngoài, thông số ống kim loại vốn đã phù hợp hơn cho các chức năng báo động. Do vỏ chỉ báo bên ngoài rộng rãi và cách ly với chất lỏng xử lý nên nó có thể dễ dàng chứa nhiều công tắc giới hạn (cảnh báo lưu lượng cao/thấp) và bộ truyền phát chống cháy nổ. Điều này làm cho nó trở thành một thành phần tích cực trong các hệ thống thiết bị an toàn (SIS), trong khi phiên bản kính vẫn là một công cụ giám sát thụ động.

Những yếu tố môi trường và đặc điểm chất lỏng nào quyết định sự lựa chọn tốt nhất?

Ngoài áp suất và nhiệt độ, bản chất hóa học của chất lỏng và môi trường vật lý của vị trí lắp đặt đóng một vai trò to lớn trong quá trình lựa chọn.

• Khả năng tương thích hóa học và chống ăn mòn: các thông số ống thủy tinh đặc biệt có khả năng chống lại nhiều loại hóa chất ăn mòn. Thủy tinh Borosilicate trơ với hầu hết các axit và kiềm, khiến nó trở thành một "sản phẩm" giá cả phải chăng cho việc định lượng hóa chất và sử dụng trong phòng thí nghiệm. Ngoại lệ chính duy nhất là axit hydrofluoric và axit photphoric đậm đặc, nóng, sẽ ăn mòn hoặc hòa tan thủy tinh. Đối với một thông số ống kim loại Để phù hợp với mức độ chống ăn mòn này, nó phải được sản xuất từ ​​các hợp kim đắt tiền như Titanium hoặc Monel, hoặc được lót bằng PTFE (Teflon). Mặc dù phiên bản kim loại có thể được chế tạo để chống lại hầu hết mọi thứ nhưng chi phí sẽ tăng đáng kể so với phiên bản kính có khả năng chống chịu tự nhiên.

• Xử lý chất lỏng đục hoặc bẩn: Một trong những nỗi thất vọng thực tế lớn nhất với một thông số ống thủy tinh xảy ra khi chất lỏng xử lý đục, sẫm màu hoặc dễ để lại cặn trên thành ống. Nếu chất lỏng là dầu đen hoặc bùn đặc, người vận hành không thể nhìn thấy phao, khiến đồng hồ trở nên vô dụng. Hơn nữa, bất kỳ vết ố nào trên kính đều cần phải tháo rời và lau chùi thường xuyên. các thông số ống kim loại không bị ảnh hưởng bởi độ mờ của chất lỏng. Vì nó dựa vào từ tính chứ không phải thị giác, nên nó có thể đo chất lỏng "bẩn" hoặc hóa chất sẫm màu mà không làm giảm khả năng đọc. Khớp nối từ tính đảm bảo rằng ngay cả khi bên trong ống được phủ cặn, con trỏ vẫn sẽ phản ánh chính xác vị trí của phao (miễn là cặn không có từ tính).

• Môi trường lắp đặt và ứng suất cơ học: các environment surrounding the piping also matters. In heavy industrial zones where there is high vibration, potential for impact from mobile equipment, or exposure to harsh weather, the thông số ống thủy tinh là một trách nhiệm pháp lý. Đó là mắt xích “mong manh” trong chuỗi đường ống. các thông số ống kim loại được thiết kế cho dịch vụ "gồ ghề". Nó có thể xử lý các rung động của phòng máy diesel hoặc phun muối của giàn khoan ngoài khơi. Thiết kế nhỏ gọn, hoàn toàn bằng kim loại cho phép nó được bắt vít vào đúng vị trí bằng mặt bích tiêu chuẩn, mang lại mức độ toàn vẹn về cấu trúc cho phép đồng hồ hoạt động như một phần vững chắc của hệ thống đường ống. Độ bền này giúp giảm chi phí bảo trì và thời gian ngừng hoạt động trong môi trường sản xuất có yêu cầu cao.