輸水管道流量計內襯的合理選擇及加工工藝的簡(jiǎn)要介紹

在輸水管道流量計的選型過(guò)程中，作為一名合格的工控技術(shù)人員，需要對于輸水管道流量計的選型中必須涉及到的重要的參數加以了解，才能對于所需流量計作一個(gè)正確的選型。這些參數主要包括以下幾點(diǎn)：1、壓力 2、溫度 3、測量介質(zhì) 4、管道材質(zhì) 5、管道直徑 ，判斷介質(zhì)是否高溫、有腐蝕性、還要知道介質(zhì)的導電系數。本文針對于輸水管道流量計的內襯如何選擇，及對于內襯的加工工藝作簡(jiǎn)要的介紹。
輸水管道流量計為什么要進(jìn)行襯里，這跟輸水管道流量計的測量原理說(shuō)起。輸水管道流量計一般有一組線(xiàn)圈和兩個(gè)電極，當然現在有的某些型號為了增強測量效果，也有采用三個(gè)電極的。輸水管道流量計的線(xiàn)圈的作用是給流體加上一個(gè)電場(chǎng)，流動(dòng)的導電液體相當于一個(gè)導體，根據法拉第電磁感應定律當導體切割磁力線(xiàn)時(shí)會(huì )相應產(chǎn)生一個(gè)與速度成正比的電動(dòng)勢，電極的作用就是測量這個(gè)感應電動(dòng)勢，所以測量管內只有電極是與導電液體相連的，其他部分是內襯，要保證絕緣，輸水管道流量計才能正常工作。如果有磁場(chǎng)的那段金屬管道也與液體相接觸，輸水管道流量計所測的導電液體和金屬管之間短路了，就會(huì )有導電，就會(huì )將電勢導走使輸水管道流量計無(wú)法測量電勢。所以輸水管道流量計的內部都是有襯里的。
在測量流量時(shí)，導電性液體以速度V流過(guò)垂直于流動(dòng)方向的磁場(chǎng)，導電性液體的流動(dòng)感應出一個(gè)與平均流速成正比的電壓，其感應電壓信號通過(guò)二個(gè)或二個(gè)以上與液體直接接觸的電極撿出，并通過(guò)電纜送至轉換器通過(guò)智能化處理，然后LCD顯示或轉換成標準信號4～20ma和0-1khz輸出。這樣，輸水管道流量計就能測出導電流體的流量了。
輸水管道流量計只能測量導電液體的流量，所以?xún)炔慷家幸r里。輸水管道流量計的襯里材料：在輸水管道流量計的生產(chǎn)與制造中，為滿(mǎn)足測量管對于將來(lái)的測量中的粗糙度要求，往往需要根據流體種類(lèi)選用優(yōu)良的襯里材料。對不同的襯里材料更需要采用優(yōu)良的加工工藝方法。目前常用的襯里材料有：氯丁橡膠、EPDM 橡膠、聚氨酯、氟塑料PTFE 和PFA。對于不同的管道襯里，加工的工藝各不相同，這里簡(jiǎn)述的不同襯里的工藝要點(diǎn)，提請流量計制造者參考。按照測量的規范要求，用于測量襯里的介質(zhì)大致有以下幾種：
一、氯丁橡膠：
氯丁橡膠的耐磨性能非常強，所以對于有顆粒的流體具有很好的適應性，適于DN300 以上大口徑傳感器，多用于測量水、污水、弱酸、弱堿介質(zhì)流體。一般直接用膠片粘接貼附在不銹鋼導管內壁，通過(guò)硫化制成。這種工藝，橡膠襯里的表面粗糙度一般比較高，操作時(shí)應特別注意搭接縫處的平整，但相對粗糙度要低。用于小口徑的氯丁橡膠和EPDM 橡膠襯里，則最好使用模具加壓，貼附在導管內壁然后硫化，降低襯里表面粗糙度取決于模具芯棒的表面粗糙度和加壓及硫化工藝。
二、聚氯酯：
聚氨酯橡膠，又叫Polyurethane。
擁有極好的耐磨性能，但對于腐蝕性就顯得能力不足了，且溫度不得超過(guò)80℃，一般用于對耐磨要求比較高的工礦環(huán)境，如礦漿煤漿等介質(zhì)的測量。
當前，國內聚氨酯襯里多使用的是軟質(zhì)材料，采用澆灌的工藝辦法，襯里粗糙度不僅取決于芯棒模具表面粗糙度，也會(huì )受到澆灌、排氣、加熱、冷卻和材料成分、比例的影響。國外硬質(zhì)聚氨酯多采用聚氨基甲酸乙脂橡膠，其成形的重要工藝要點(diǎn)是，除去注入過(guò)程中卷入的氣泡、使化學(xué)反應（硬化、交聯(lián)）得以穩定進(jìn)行；采用離心澆注的工藝方法：保證原料在保管時(shí)處于干燥狀態(tài)，均勻、順滑地對原料進(jìn)行混合、攪拌，為除去卷入原料的氣泡，設定適當導管的旋轉速度，良好地控制原料處理、硬化、交聯(lián)的溫度。要求粗糙度低的襯里材料應使用氟塑料。用于配管、罐等容器的PTFE 氟塑料襯里，通常是在金屬管內襯入一個(gè)薄壁聚四氟乙烯管，或者是采用將聚四氟乙烯管插入，然后進(jìn)行粘接的工藝方法。這種襯里主要的缺點(diǎn)是耐負壓不高，受溫度影響大，粘接往往不可靠。
三、氟塑料：
對于輸水管道流量計，優(yōu)良的氟塑料襯里是PFA。PFA 主要采用的辦法是注入熔融樹(shù)脂，而后注塑（射出注塑法）。采用射出注塑法，屬無(wú)接縫一體成形。PFA 襯里的品質(zhì)具有良好的耐化學(xué)藥品性、耐熱性、耐附著(zhù)性（表面光潔度）。尤其是在耐化學(xué)藥品性、耐熱性方面，運用獨特的制造技術(shù)，可減少內部應力與內在氣泡，以避免產(chǎn)生裂紋，這樣使流量計用在嚴酷的環(huán)境下時(shí)，仍具有很高的可靠性。為此，在PFA 襯里制造過(guò)程中，重要的管理點(diǎn)是對注塑溫度（樹(shù)脂粘度、金屬模具溫度）、金屬模具的冷卻控制（冷卻時(shí)間、溫度）、樹(shù)脂的壓力控制。注塑溫度設定要盡可能低，以減少PFA 樹(shù)脂的熱劣化。注塑中，金屬模具的溫度要均勻地保持大于樹(shù)脂熔點(diǎn)。由于需要進(jìn)行高精度冷卻控制，故應在金屬模具中設置多個(gè)冷卻回路，并進(jìn)行相互獨立的冷卻控制操作。在進(jìn)行冷卻控制的同時(shí)，還應對樹(shù)脂壓力進(jìn)行控制。
四、聚四氟乙烯，也叫PTFE，也叫F4。
比較常用的內襯材質(zhì)之一，因為其化學(xué)性質(zhì)穩定，所以一般用于衛生級液體或強腐蝕液體，如濃酸濃堿等。
五、聚全氟乙丙烯，也叫F46。
此種材質(zhì)與PTFE類(lèi)似，但耐磨性能強于PTFE材質(zhì)，同樣介質(zhì)溫度最高可達100℃。
六、陶瓷材質(zhì)
陶瓷無(wú)疑是所有輸水管道流量計內襯材質(zhì)中最好的，絕對的高端產(chǎn)品，唯一缺點(diǎn)就是價(jià)格不接地氣，制作過(guò)程復雜，對工藝要求極高，售價(jià)超高。

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