الدليل الشامل لأجهزة قياس التدفق الكيميائية والحمضية

كيفية اختيار مقياس التدفق المناسب للمواد الكيميائية المسببة للتآكل والأحماض

في صناعة المعالجة الكيميائية، لا يقتصر قياس السوائل بدقة، والأهم من ذلك، بأمان، على الكفاءة فحسب، بل هو متطلب أساسي. تواجه أجهزة قياس التدفق مشكلة فريدة وصعبة مع الأحماض والمواد الكيميائية. يُعد اختيار مقياس التدفق الكيميائي المناسب من أهم الأمور التي يمكن للمهندس القيام بها. وذلك لأن بعض الأحماض شديدة التآكل وقد تُتلف المعادن العادية، بينما تُعتبر أخرى مذيبات قيّمة يجب ضبط جرعاتها بدقة.



قد يؤدي الاختيار الخاطئ إلى تلف أجهزة قياس التدفق، وحدوث تسريبات خطيرة، وعدم دقة التجميع، وخسائر مالية كبيرة. يقدم هذا الدليل صورة شاملة للأدوات والمواد اللازمة لقياس دقيق لتدفق المواد الكيميائية والأحماض. سنناقش المشاكل، ونستعرض أفضل تقنيات القياس لهذه المهمة، ونتناول بعض الاستخدامات المحددة، مما يجعل هذا الدليل شاملاً لكل من يحتاج إلى قياس السوائل المعقدة والصعبة.

لماذا يعد قياس المواد الكيميائية والأحماض أمرًا صعبًا للغاية؟

يتطلب التعامل مع المواد الكيميائية أو السوائل المسببة للتآكل استخدام أكثر من مجرد مقياس تدفق قياسي. وتتمثل المشاكل الرئيسية في:

• التآكل: هذا هو أهم ما يجب القلق بشأنه. يمكن للأحماض القوية أو السوائل والقواعد المسببة للتآكل أن تُسبب تآكلًا سريعًا للمعادن مثل الفولاذ الكربوني، مما يُسبب عطلًا في العدادات وتسريبًا خطيرًا.
• السلامة: يمكن أن يكون تسرب المواد الكيميائية السامة أو القابلة للاشتعال سيئًا جدًا بالنسبة للأشخاص والبيئة.
• تتعامل الصناعة الكيميائية مع أنواع مختلفة من السوائل، بما في ذلك المذيبات الرقيقة التي تشبه الماء، والبوليمرات اللزجة، والسوائل المبردة، والسوائل عالية الحرارة. علاوة على ذلك، يُعدّ التعامل مع الوسائط العدوانية أمرًا شائعًا، ويشمل مجموعة واسعة من الأحماض مثل حمض الهيدروكلوريك، وحمض النيتريك، وحمض الكبريتيك، بالإضافة إلى ملاط الأحماض الكاشطة، والمحاليل القلوية، وعوامل الأكسدة.
• متطلبات النقاء: في مجالات مثل الإلكترونيات أو الأدوية، يجب ألا يكون السائل ملوثًا بمستشعر التدفق نفسه.

---

الخطوة الأولى: اختيار المواد هو كل شيء

أساس أي مقياس تدفق مقاوم للمواد الكيميائية ناجح هو مادة بناء مستشعر التدفق (أو ما نسميه الأجزاء الرطبة منه). يجب أن تكون الأجزاء الرطبة - أي مكون يلامس السائل التآكلي - متوافقة كيميائيًا تمامًا.

• الفولاذ المقاوم للصدأ 316L: خيار قوي متعدد الأغراض للمواد الكيميائية والأحماض والمذيبات والزيوت الأقل عدوانية.
• البلاستيك (PP، PVDF): خيارات فعالة من حيث التكلفة لبعض الأحماض والقواعد، وغالبا ما تستخدم في [أجهزة قياس تدفق التوربينات للسوائل المسببة للتآكل] . ولكن هذا النوع من أجهزة قياس التدفق لا يمكن أن يتحمل الضغط العالي، والضغط الطبيعي لجهاز قياس تدفق البلاستيك للحمض هو حوالي 1 بار.

• بطانات PTFE/PFA: تُستخدم هذه البوليمرات الفلورية كبطانة داخل جسم عداد معدني. تتميز بمقاومة كيميائية شبه عالمية، وهي المعيار المُستخدم في عدادات التدفق المغناطيسية أو عدادات التدفق الأنبوبية المعدنية في التطبيقات الحمضية.

• السبائك الغريبة (الهاستيلوي، التنتالوم، التيتانيوم) : تُوفر هذه السبائك مقاومة فائقة للتآكل في المواد الكيميائية الأكثر عدوانية، حيث لا يكفي الفولاذ المقاوم للصدأ. على سبيل المثال، يُعد التنتالوم ممتازًا لقياس تدفق حمض الكبريتيك أو حمض الهيدروكلوريك، بينما يُعد البلاتين ممتازًا لجميع السوائل المسببة للتآكل. أما مادة التيتانيوم، فيمكن استخدامها لقياس مياه البحر، وهيدروكسيد البوتاسيوم، وهيدروكسيد الصوديوم، وحمض الفوسفوريك، وغيرها من المواد.

---

دليل مفصل لتقنيات قياس التدفق الكيميائي والحمضي

لا توجد تقنية مثالية لكل مادة كيميائية. يعتمد الاختيار على خصائص السائل (الموصلية، اللزوجة، درجة الحرارة، الضغط، وجود مواد صلبة) وهدف القياس، بالإضافة إلى ميزانية المستخدم.

مقاييس التدفق المغناطيسية: المعيار للمواد الكيميائية الموصلة

لضمان دقة وعمر طويل لمقياس التدفق الكهرومغناطيسي، يُعد اختيار مادة البطانة والقطب الكهربائي المناسبة أمرًا بالغ الأهمية. لقد قمنا بتحميل دليل اختيار شامل يغطي مواد الأجزاء المبللة المناسبة لمجموعة واسعة من الأحماض والقلويات والوسائط الكيميائية. يوفر هذا المستند الإرشادات المتخصصة التي تحتاجها لاختيار المواد الأنسب لتطبيقك المحدد.

دليل اختيار أقطاب وبطانات مقياس التدفق المغناطيسي

فيما يلي مقطع فيديو لإظهار المزيد من المعلومات حول مقياس تدفق الحمض من النوع المغناطيسي.

---

مقاييس تدفق الكتلة كوريوليس: لتحقيق أقصى درجات الدقة والتنوع

---

عدادات تدفق الكتلة الحرارية: الخيار الأمثل للغازات المسببة للتآكل

---

عدادات التدفق البلاستيكية (مقياس تدفق التوربينات والتروس البيضاوية)

---

أجهزة قياس دوارة الأنابيب المعدنية

---

مقارنة مقياس التدفق للمواد الكيميائية المسببة للتآكل

حل تحديات القياس المحددة

قياس معدلات التدفق المنخفضة والجرعات الكيميائية

يتطلب تحديد الجرعات الكيميائية بدقة مستشعر تدفق قادر على قياس كميات صغيرة جدًا بدقة. صُممت عدادات كوريوليس الدقيقة وعدادات الإزاحة الموجبة الصغيرة خصيصًا لهذا الغرض. يُعد اختيار مقياس تدفق كيميائي منخفض التدفق أمرًا بالغ الأهمية لتطبيقات قياس التدفق الكيميائي في المختبرات والمصانع التجريبية وأنظمة حقن المواد المضافة. تضمن هذه العدادات الصغيرة للسوائل المسببة للتآكل قياس حتى أصغر الكميات بدقة عالية، ويمكن قياس هذا المقياس بوحدة التدفق المنخفض مل/دقيقة (أو وحدة التدفق سم مكعب) أو بالكيلوجرام/ساعة أو بالجرام/ساعة. يُظهر الفيديو أدناه مقياس تدفق كتلة دقيقة لقياس المواد الكيميائية.

التعامل مع درجات الحرارة والضغوط العالية

غالبًا ما تنطوي العمليات الكيميائية على درجات حرارة وضغوط عالية، مما يتطلب بناءً متينًا للعدادات. يُعد اختيار أنواع عدادات التدفق، ومواد المستشعرات، وتصنيفات الشفة، وتصميم المستشعر، أمرًا بالغ الأهمية. في هذه الظروف، من الضروري أيضًا قياس الضغط بدقة باستخدام جهاز إرسال ضغط مخصص للغازات أو السوائل المسببة للتآكل . يستطيع مقياس التدفق كوريوليس SH-CMF الخاص بنا التعامل مع الوسائط المسببة للتآكل في درجات حرارة تصل إلى 350 درجة مئوية. في المقابل، تقتصر معظم عدادات التدفق البلاستيكية على خصائص موادها، وعادةً ما تتراوح درجة حرارة التشغيل القصوى بين 60 و100 درجة مئوية، ويكون تصنيف الضغط في حدود 145 رطل/بوصة مربعة.

---

التطبيقات: مقاييس التدفق للمواد الكيميائية المحددة

الاختبار الحقيقي لمقياس تدفق الأحماض الكيميائية هو أدائه مع سوائل محددة وصعبة. تقدم شركة Silver Automation Instruments حلولاً فعّالة لمجموعة واسعة من الوسائط.

قياس الأحماض القوية

يعتمد اختيار [مقياس التدفق المقاوم للأحماض] كليًا على الحمض المحدد وتركيزه ودرجة حرارته.

• حمض الهيدروكلوريك (HCl):

تُعد عدادات التدفق المغناطيسية المزودة ببطانات PTFE وأقطاب التنتالوم خيارًا ممتازًا لقياس تدفق حمض الهيدروكلوريك . ومع ذلك، بالنسبة لحمض الهيدروكلوريك عند درجات حرارة أو تركيزات عالية، نوصي بالترقية إلى تكوين مزود بأقطاب بلاتينية وبطانة PFA لضمان مقاومة فائقة. ملاحظة: في الظروف القياسية، يكفي استخدام غلاف من الفولاذ الكربوني لمقياس التدفق الكهرومغناطيسي. ومع ذلك، إذا كانت البيئة الخارجية تآكلية، فيمكننا ترقية الغلاف إلى الفولاذ المقاوم للصدأ 304 أو 316.

• حمض الكبريتيك (H₂SO₄):

بالنسبة لحمض الكبريتيك المُركّز، غالبًا ما يُطلب مقياس تدفق كتلة كوريوليس مُزوّد بمستشعر هاستيلوي سي. نُقدّم حلولاً مُتخصصة مثل مقياس تدفق كتلة حمض السلفونيك . للتطبيقات العامة: في كثير من الحالات التي لا تُعدّ فيها الدقة العالية أمرًا بالغ الأهمية، يُمكن تحقيق قياسات مُستقرة وموثوقة باستخدام خيارات أكثر اقتصادًا. وتشمل هذه الخيارات مقياس تدفق ذي مساحة مُتغيّرة مُبطّن بمادة PTFE (مقياس دوار) أو مقياس تدفق مغناطيسي مُزوّد ببطانة من مادة PTFE وأقطاب تنتالوم.

• حمض النيتريك (HNO₃):

غالبًا ما يكون الفولاذ المقاوم للصدأ 316L كافيًا لحمض النيتريك، مما يجعل مجموعة متنوعة من التقنيات مناسبة. تعرّف على المزيد حول خياراتنا من [مقياس تدفق HNO₃] .

• الأحماض الأخرى:

نحن نقدم حلولاً لمجموعة واسعة من الأحماض الأخرى، المفصلة في [ مراجع تطبيق مقياس تدفق الأحماض ] ولأنواع محددة مثل [ حمض الكروتونيك ] أو حمض الأسيتيك .

قواعد القياس والقلويات (المواد الكاوية) :

يتطلب قياس المواد الكاوية، مثل هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)، اختيارًا دقيقًا للمواد لتجنب التآكل. يوفر جهاز كوريوليس (مقياس تدفق كتلة هيدروكسيد الصوديوم) دقة عالية للتحكم في التركيز. يُعد فهم كيفية اختيار النوع المناسب من مقياس تدفق الصودا الكاوية أمرًا أساسيًا لنجاح التركيب.

قياس المواد الكيميائية الصعبة الأخرى

وتمتد خبرتنا إلى بعض السوائل الأكثر صعوبة في الصناعة.

• غاز الكلور:

يتطلب هذا الغاز شديد السمية والتآكل جهازًا متخصصًا لقياس تدفق غاز الكلور ، وعادةً ما يكون من النوع ذي الكتلة الحرارية ومصنوعًا من مواد مقاومة للتآكل، أو يُعد جهاز كوريوليس لقياس تدفق الكلور الخيار الأمثل. كما نوفر أجهزة قياس ضغط الكلور .

• الكبريت المنصهر:

هذا التطبيق الفريد ينطوي على درجات حرارة عالية جدًا وخطر التصلب. تعرّف على كيفية إيجاد مقياس تدفق مناسب للكبريت المنصهر في دليلنا المفصل.

• المعادن السائلة:

يتطلب قياس السوائل مثل [الليثيوم السائل والصوديوم] أجهزة قياس كوريوليس متخصصة للغاية ومصممة لدرجات الحرارة القصوى.

---

الخلاصة: شريكك في قياس تدفق المواد الكيميائية

لا توجد إجابة واحدة على سؤال [ ما هو مقياس تدفق السوائل المسببة للتآكل ؟]. فالاختيار الأمثل هو قرار معقد يعتمد على التوافق الكيميائي، وظروف العملية، وتكلفة مقياس التدفق، ومتطلبات الأداء. سواءً كان مقياس تدفق كيميائي قياسيًا بقياس بوصة واحدة ، أو مستشعرًا كبيرًا مصنوعًا من سبيكة معدنية، فإن الجهاز المناسب هو الجهاز المصمم خصيصًا لتطبيقك.
في شركة سيلفر أوتوميشن إنسترومنتس، نحن خبراء في عدادات التدفق للقياسات الكيميائية . يستطيع مهندسونا ذوو الخبرة تحليل عملياتكم واقتراح عداد تدفق كيميائي رقمي متين وموثوق ودقيق، يلبي التحديات الفريدة لصناعة الكيماويات والبتروكيماويات . تواصلوا معنا اليوم للحصول على استشارة.

الأسئلة الشائعة حول عدادات التدفق الكيميائية والحمضية

1. ما هو العامل الأكثر أهمية عند اختيار مقياس التدفق للمواد الكيميائية؟
العامل الأهم هو توافق المواد. يجب أن تكون الأجزاء المبللة من مقياس التدفق (أي مكون يلامس السائل) مقاومة تمامًا للخصائص التآكلية للمادة الكيميائية المحددة. قد يؤدي اختيار مادة غير صحيحة إلى تعطل المستشعر بسرعة وحدوث تسريبات خطيرة.

2. ما هو مقياس التدفق الأفضل للأحماض والقواعد الموصلة للأغراض العامة؟
بالنسبة لمعظم المواد الكيميائية الموصلة، مثل الأحماض والقلويات المائية، يُعدّ مقياس التدفق المغناطيسي المعيار الصناعي. تصميمه الخالي من العوائق (أو ما نسميه تصميم مستشعر التدفق الكامل) خالٍ من الأجزاء المتحركة، مما يجعله عالي الموثوقية. باختيار الأقطاب الكهربائية غير التفاعلية المناسبة وبطانة متينة من PTFE أو PFA، يُمكنه التعامل مع مجموعة واسعة من السوائل المسببة للتآكل بتكلفة منخفضة نسبيًا.

3. متى يجب عليّ استخدام مقياس تدفق الكتلة كوريوليس للمواد الكيميائية؟
يُعدّ مقياس تدفق كتلة كوريوليس الخيار الأمثل للتطبيقات التي تتطلب دقة عالية، عند الحاجة إلى قياس الكتلة المباشرة للسائل، أو عند التعامل مع المواد الملاطية. ونظرًا لمقاومته للتغيرات في كثافة السوائل ولزوجتها، فهو مثالي للتحكم الدقيق في العمليات، ويمكن تصنيعه من سبائك فريدة مثل هاستيلوي أو التنتالوم لمعالجة المواد الكيميائية الأكثر فعالية.

4. كيف يمكنني قياس تدفق الغازات المسببة للتآكل مثل الكلور؟
بالنسبة للغازات المسببة للتآكل، يُعدّ مقياس تدفق الكتلة الحرارية التقنية القياسية. صُممت هذه العدادات من مواد متخصصة مقاومة للتآكل لقياس تدفق كتلة الغازات المسببة للتآكل بأمان ودقة، مثل الكلور (Cl₂ الجاف)، والغاز الحيوي، أو الغاز الحامض المحتوي على كبريتيد الهيدروجين (H₂S).

5. ما هو الحل الأفضل للجرعات الكيميائية منخفضة التدفق؟
لقياس معدلات التدفق المنخفضة جدًا (غالبًا بالملليلتر/دقيقة) بدقة، كما هو الحال في الجرعات الكيميائية أو التطبيقات المخبرية، يلزم استخدام مقياس تدفق دقيق. صُممت كلٌّ من مقاييس كوريوليس الدقيقة ومقاييس التروس البيضاوية البلاستيكية الصغيرة خصيصًا لهذه المهام، مما يضمن دقة عالية لأصغر الأحجام.

6. هل يمكن استخدام مقياس التدفق البلاستيكي للأحماض؟
نعم، لتطبيقات معينة. تُعدّ عدادات التدفق المصنوعة من البلاستيك المُصنّع مثل البولي بروبيلين (PP) أو بولي فينيل كلوريد (PVDF) خيارًا اقتصاديًا للمواد الكيميائية الأقل ضررًا عند ضغوط تشغيل منخفضة (عادةً أقل من 10 بار). ومع ذلك، فهي غير مناسبة للسوائل التي تحتوي على مواد صلبة، نظرًا لاحتمالية تلف أجزائها المتحركة.

7. كيف تقيس حمضًا قويًا مثل حمض الكبريتيك المركز (H₂SO₄)؟
بالنسبة للأحماض شديدة التركيز والقوة، مثل H₂SO₄، لا يكفي استخدام مقياس قياسي من الفولاذ المقاوم للصدأ. غالبًا ما يكون الحل المُوصى به هو مقياس تدفق كتلة كوريوليس المزود بمستشعر هاستيلوي سي. أما بالنسبة للتطبيقات الأقل حساسية، فيُمكن أيضًا استخدام مقياس تدفق مغناطيسي مزود ببطانة من مادة PTFE وأقطاب كهربائية من التنتالوم كخيار ثابت.

8. هل يمكن لمقياس التدفق المغناطيسي قياس جميع الأحماض؟
لا. يقيس مقياس التدفق المغناطيسي السوائل الموصلة للكهرباء فقط. مع أن معظم الأحماض المائية موصلة للكهرباء، إلا أنه لا يصلح مع المذيبات الكيميائية أو الهيدروكربونات غير الموصلة.

9. ما هي البطانات ولماذا هي مهمة لأجهزة قياس تدفق الأحماض؟
البطانة، المصنوعة عادةً من PTFE أو PFA، هي أكمام غير تفاعلية تُدخل داخل الجسم المعدني لمقياس التدفق المغناطيسي أو مقياس التدفق الأنبوبي المعدني. تحمي البطانة الجسم المعدني للمقياس من التآكل، مما يسمح باستخدام مقياس قياسي للسوائل شديدة التفاعل.

10. كيف تؤثر درجات الحرارة والضغوط المرتفعة على اختيار مقياس التدفق الكيميائي؟
تتطلب درجات الحرارة والضغوط العالية عدادات متينة. تقتصر عدادات التدفق البلاستيكية عادةً على درجات حرارة منخفضة (60-100 درجة مئوية) وضغوط أقل (أقل من 145 رطل/بوصة مربعة). أما في الظروف الأكثر قسوة، فتُستخدم أجهزة معدنية، مثل عدادات كوريوليس أو عدادات التدفق المغناطيسية، مع تصنيفات شفة ضغط عالية مناسبة.