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電磁流量計的襯里選用和電極的選用要注意什么
閱讀：707 發(fā)布時間：2019-6-13
在電磁流量計的生產(chǎn)與制造中，為滿足測量管對于將來的測量中的粗糙度要求，往往需要根據(jù)流體種類選用優(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，這里簡述的不同襯里的工藝要點，提請流量計制造者參考。按照測量的規(guī)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(nèi)壁，通過硫化制成。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，則好使用模具加壓，貼附在導管內(nèi)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：當前，國內(nèi)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是，除去注入過程中卷入的氣泡、使化學反應（硬化、交聯(lián)）得以穩(wěn)定進行；采用離心澆注的工藝方法：保證原料在保管時處于干燥狀態(tài)，均勻、順滑地對原料進行混合、攪拌，為除去卷入原料的氣泡，設定適當導管的旋轉(zhuǎn)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(nèi)襯入一個薄壁聚四氟乙烯管，或者是采用將聚四氟乙烯管插入，然后進行粘接的工藝方法。這種襯里主要的缺點是耐負壓不高，受溫度影響大，粘接往往不可靠。
三、氟塑料：對于電磁流量計，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脂，而后注塑（射出注塑法）。采用射出注塑法，屬無接縫一體成形。PFA 襯里的品質(zhì)具有良好的耐化學藥品性、耐熱性、耐附著性（表面光潔度）。尤其是在耐化學藥品性、耐熱性方面，運用*的制造技術，可減少內(nèi)部應力與內(nèi)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，仍具有很高的可靠性。
為此，在PFA 襯里制造過程中，重要的管理點是對注塑溫度（樹脂粘度、金屬模具溫度）、金屬模具的冷卻控制（冷卻時間、溫度）、樹脂的壓力控制。注塑溫度設定要盡可能低，以減少PFA 樹脂的熱劣化。
注塑中，金屬模具的溫度要均勻地保持大于樹脂熔點。由于需要進行高精度冷卻控制，故應在金屬模具中設置多個冷卻回路，并進行相互獨立的冷卻控制操作。在進行冷卻控制的同時，還應對樹脂壓力進行控制。
電磁流量計的電極加工工藝：
電極處理包括拋光和鈍化工藝。拋光有三種方法，機械拋光是不銹鋼拋光的三種拋光（即機械拋光，化學拋光和電化學拋光）的道工序。接下來兩者相結(jié)合，如機械拋光—化學拋光或機械拋光—電化學拋光。機械拋光用于初級拋光，將電極表面凹凸的不平度加工到一定的粗糙度，然后再進行化學拋光或電化學拋光?；瘜W拋光和電化學拋光可以除去電極表面微觀不平度，從而提高到鏡面光亮，同時可以完成拋光和鈍化兩道工藝的目的，增加了表面鉻含量，形成良好的鈍化層。
對于毛坯表面由于存在宏觀不平度，要先用機械拋光方法達到Ra≤0.8μm 的粗糙度，再用化學拋光或電化學拋光方法提升到Ra=0.05μm 以上的粗糙度，才能獲取后的光亮度，鏡面光澤和良好的鈍化層。經(jīng)過拋光和鈍化處理的電極能夠形成穩(wěn)定的鈍化層。但在儲存、轉(zhuǎn)運、裝配時，一定要注意保持表面鈍化層不被破壞。
與電磁流量計傳感器傳統(tǒng)地、簡單地采用在水中浸泡（有時這種方法需要時間），自然形成鈍化層生產(chǎn)方式相比，經(jīng)過拋光和鈍化工藝處理的電極，能夠獲得穩(wěn)定抗腐蝕性能的電極，相當高地提高了生產(chǎn)效率，是一種*的生產(chǎn)工藝。
電磁流量計測量過程中直接與測量介質(zhì)接觸的關鍵性元件就是電極，電磁流量計的電極有316L、鉭電極、哈氏電極等，可以適應于測量不同的液體。對于不同的介質(zhì)，我們有以下的表格加以說明：
電磁流量計不銹鋼電極的抗腐蝕性能，主要原因是由于表面覆蓋著一層極薄(約1nm 厚)致密的鈍化膜。這是這層鈍化膜隔離了腐蝕性流體介質(zhì)，成為不銹鋼電極防護的基本屏障。不銹鋼電極鈍化具有動態(tài)特征，不應看作腐蝕*停止，而是形成擴散的阻擋層，使陽極反應速度大大降低。對不銹鋼電極，通常在有還原劑(如氯離子)情況下傾向于破壞鈍化膜，而在氧化劑(如空氣和水)存在時能保持或修復鈍化膜。不銹鋼電極放置于空氣和水中會形成氧化膜，但這種膜的保護性不夠完善，速度也很慢。
圖4 為不銹鋼電極用XPS(X-ray photoelectronspectroscopy)光電能譜設備進行的表面化學分析量化圖。左圖是未經(jīng)工藝處理的電磁流量計電極表面向內(nèi)不同深度主要元素鉻（Cr）、氧（O）、鐵（Fe）的含量比率。可以看到，在深度約1nm 位置鉻的含量約20%，即表示鈍化膜為貧鉻層。右圖為經(jīng)過機械研磨拋光或酸洗、化學拋光等工序進行鈍化處理工藝措施，使鐵與鐵的氧化物比鉻與鉻的氧化物優(yōu)先溶解，去掉了貧鉻層，造成鉻在不銹鋼表面的富集，在深度約1nm 位置鉻的含量約達30%。這種富鉻鈍化膜的極化電位(SCE)可達+1.0V，接近貴金屬金、鉑的極化電位，因此，不銹鋼得以提高抗腐蝕的穩(wěn)定性。不同的鈍化處理方法也會影響膜的成分與結(jié)構，從而影響不銹性。如通過電化學改性處理，可使鈍化膜具有多層結(jié)構，在阻擋層形成CrO3 或Cr2O3，或形成玻璃態(tài)的氧化膜，使不銹鋼能發(fā)揮大的耐蝕性。
不銹鋼電極的耐腐蝕主要依靠表面鈍化膜，如果鈍化膜不完整或有缺陷，不銹鋼仍會被腐蝕，當然仍然會出現(xiàn)流體噪聲。電極在加工成形、組裝及安裝標記等過程中會帶來表面油污、鐵銹、非金屬臟物、低熔點金屬污染物、油漆、焊渣與飛濺物等，這些物質(zhì)影響了不銹鋼電極的表面質(zhì)量，破壞了其表面的氧化膜，降低了不繡鋼的抗全面腐蝕性能，也形成流體噪聲的產(chǎn)生，影響到電磁流量計測量的穩(wěn)定性。所以改善電極裝配前的工藝處理和存放、裝配的工藝方法，保護好鈍化膜是電磁流量計制造中重要技術之一。
在電磁流量計的生產(chǎn)與制造中，為滿足測量管對于將來的測量中的粗糙度要求，往往需要根據(jù)流體種類選用優(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。