العربية
يكون الأسفلت والبيتومين صلبين أو شبه صلبين في درجة حرارة الغرفة. يجب تسخينهما ليظلا سائلين، لذا تتطلب عدادات التدفق لهذه التطبيقات غلاف تسخين للحفاظ على تدفق المادة أثناء عمليات الإيقاف وإعادة التشغيل.
تُستخدم تقنيتان شائعتان لقياس الأسفلت والبيتومين: مقياس التدفق ذو التروس البيضاوية ومقياس التدفق كوريوليس. يوفر مقياس التدفق ذو التروس البيضاوية المزود بغلاف تسخين حلاً فعالاً من حيث التكلفة، خاصةً للأسفلت النظيف والخطوط ذات الأقطار الصغيرة. أما في التطبيقات التي تتطلب دقة عالية، فيوفر مقياس التدفق كوريوليس المزود بغلاف حراري دقة قياس عالية، وأداءً مستقراً في ظل تغيرات اللزوجة، وقياساً متزامناً لتدفق الكتلة والكثافة.
تتغير لزوجة الأسفلت والبيتومين بشكل ملحوظ مع تغير درجة الحرارة، لذا يُعد التحكم في درجة الحرارة عاملاً هاماً عند اختيار مقياس التدفق. يجب أن يعمل المقياس ضمن نطاق درجة حرارة يحافظ على سيولة الأسفلت بشكل كافٍ لضمان استقرار عملية الضخ والقياس. بالنسبة لمواد الربط الأسفلتية من نوع Superpave، تُستخدم قيم لزوجة مستهدفة تبلغ حوالي 170 ملي باسكال.ثانية للخلط و280 ملي باسكال.ثانية للدمك كنقاط مرجعية، على الرغم من أن درجة حرارة التشغيل الفعلية تعتمد على نوع مادة الربط وتركيبتها ومواصفات المواد المستخدمة.
يُساعد غلاف التسخين في الحفاظ على درجة الحرارة حول جسم العداد، ويُقلل من خطر تصلب الأسفلت داخل حجرة القياس أثناء عمليات الإيقاف أو التوقفات الطويلة. يُعدّ هذا الأمر بالغ الأهمية لعدادات الإزاحة الموجبة، مثل عدادات التروس البيضاوية، حيث يُمكن أن يُعيق البيتومين المتصلب حركة الدوّار ويُصعّب إعادة التشغيل. يُمكن استخدام البخار أو الماء الساخن أو زيت نقل الحرارة كوسيط تسخين، ويُؤخذ غلاف التسخين في الاعتبار عادةً مع عزل الأنابيب وأنظمة التدفئة. لذلك، عند اختيار عداد تدفق الأسفلت، يجب تحديد درجة حرارة التشغيل المطلوبة، وظروف الإيقاف، وطريقة التسخين، ولزوجة الأسفلت، بالإضافة إلى نطاق التدفق، والضغط، وحجم الأنبوب، والدقة المطلوبة.
في تطبيقات الأسفلت والبيتومين، تبرز تقنيتان لقياس التدفق: التروس البيضاوية وكوريوليس. كلتاهما مناسبة للسوائل عالية اللزوجة ، لكنهما تستخدمان مبادئ قياس مختلفة وتوفران مزايا متباينة عند التعامل مع المواد الحساسة لدرجة الحرارة.
يستخدم مقياس التروس البيضاوي قياس الإزاحة الموجبة، حيث يدور ترسان داخل حجرة القياس أثناء مرور الأسفلت. يُعد هذا التصميم مناسبًا للسوائل اللزجة، ويمكن تزويده بغلاف تسخين للمساعدة في الحفاظ على درجة الحرارة المطلوبة حول حجرة القياس. يُلجأ إليه عادةً عندما يكون القياس الحجمي كافيًا، وتكون تكلفة المعدات عاملًا مهمًا.
يقيس مقياس كوريوليس تدفق الكتلة عبر الأنابيب المهتزة، ويوفر معلومات عن الكثافة بالإضافة إلى تدفق الكتلة. وبفضل عدم وجود تروس ميكانيكية في مسار التدفق، فإنه يتجنب تآكل الدوار والتروس المرتبط بتصاميم الإزاحة الموجبة. وهذا ما يجعله خيارًا جديرًا بالدراسة للتطبيقات التي تتضمن جسيمات أو إضافات، أو التي تتطلب دقة عالية، أو التي تحتاج إلى قياس مباشر للكتلة والكثافة.
يعتمد الاختيار بين الاثنين على التطبيق الفعلي وليس على مبدأ القياس وحده.
بمجرد وضوح متطلبات التطبيق، يصبح الاختيار بين مقياس التروس البيضاوي ومقياس كوريوليس أسهل. نقارن أدناه بين خياري شركة سيلفر أوتوميشن إنسترومنتس لنوضح مكانة كل تقنية في تطبيقات الأسفلت والبيتومين.
في كلا الخيارين، لا نوصي باختيار العداد بناءً على نطاقات اللزوجة ودرجة الحرارة فقط. بل يجب أيضًا مراعاة لزوجة الأسفلت الفعلية عند درجة حرارة التشغيل، ومعدلات التدفق الدنيا والقصوى، والضغط، وضغط التشغيل المتاح قبل تحديد الحجم النهائي للعداد وتكوينه.
| المعلمة | معدات بيضاوية + سترة (سلسلة LC) | كوريوليس + جاكيت (سلسلة SH-CMF) |
| مبدأ القياس | الإزاحة الموجبة، عدد التروس الميكانيكية | أنبوب مهتز، تأثير كوريوليس |
| قراءة | التدفق الحجمي | التدفق الكتلي + الكثافة |
| دقة | من 0.2% إلى 0.5% | من 0.1% إلى 0.5% |
| حد اللزوجة | 2000 ملي باسكال.ثانية | لا يوجد حدٌّ جوهري، ولكن تحقق من انخفاض الضغط عند اللزوجة العالية. |
| درجة حرارة متوسطة | نطاق درجة الحرارة القياسي: من -20 إلى 60 درجة مئوية. نطاق درجة الحرارة العالية: من 60 إلى 200 درجة مئوية | من -50 إلى 350 درجة مئوية |
| تحمل الجسيمات | أقل. يُنصح باستخدام وسائط نظيفة، ويُنصح باستخدام فلتر. | أعلى. لا توجد أجزاء متحركة ملامسة للسائل |
| التكلفة النسبية | أدنى | عادةً ما تكون التروس بيضاوية الشكل من 2 إلى 4 مرات |
| حالة الاستخدام النموذجية | أسفلت نظيف، حجم خط صغير، مراعاة التكلفة | وسائط محملة بالجسيمات، حجم خط كبير، نقل الملكية، قراءة الكثافة مطلوبة |
يصبح الاختيار بين التروس البيضاوية وكوريوليس أكثر وضوحًا عندما ننظر إلى ثلاثة متغيرات تطبيقية.
مستوى النظافة المتوسط: يمكن استخدام الأسفلت النظيف المكرر بكفاءة مع أي من التقنيتين. أما عندما يحتوي الوسط على جزيئات كبيرة أو مواد معدلة أو مواد معاد تدويرها، تصبح تقنية كوريوليس أكثر جاذبية لعدم وجود تروس ميكانيكية في مسار التدفق.
حجم الخط والميزانية: بالنسبة للخطوط الصغيرة مثل DN50 وما دون، يُفضّل استخدام التروس البيضاوية عندما تكون تكلفة المعدات عاملاً أساسياً. أما بالنسبة للخطوط الأكبر أو التطبيقات التي تتطلب دقة قياس أعلى، فقد يكون استخدام تروس كوريوليس مبرراً لتكلفته الأولية الأعلى.
متطلبات معدل التدفق الكتلي أو الكثافة: إذا كانت العملية تتطلب فقط قياس التدفق الحجمي، فقد يكون مقياس التروس البيضاوي كافيًا. أما عند الحاجة إلى قياس مباشر لمعدل التدفق الكتلي أو الكثافة، فإن مقياس كوريوليس هو الخيار الأنسب.
لنفترض وجود خط تصريف في محطة خلط الأسفلت يعمل عند درجة حرارة تقارب 150 درجة مئوية، ويستخدم أسفلتًا مكررًا بنسبة منخفضة نسبيًا من الجسيمات. إذا كانت العملية تتطلب بشكل أساسي قياس التدفق الحجمي، فإن مقياس تروس بيضاوي الشكل مزود بغلاف تسخين يُعد حلاً عمليًا.
إذا كان الخط نفسه يتعامل بانتظام مع الأسفلت المعدل الذي يحتوي على إضافات بوليمرية أو مواد صلبة أخرى، فإن المكونات الميكانيكية لمقياس التروس البيضاوي تتطلب تقييمًا أكثر دقة. في هذه الحالة، قد يكون من المفيد النظر في استخدام نظام كوريوليس لأنه يمنع تآكل الدوار والتروس داخل مسار التدفق.
يُمثل خط تفريغ خزانات أصغر حجماً، والذي ينقل الأسفلت المكرر النظيف والمستقر، وضعاً مختلفاً. فعندما يكون القياس الحجمي كافياً، وتُشكل تكلفة المعدات عاملاً مهماً، قد يُلبي مقياس التروس البيضاوي المزود بغلاف تسخين متطلبات التطبيق دون الحاجة إلى الميزات الإضافية لمقياس كوريوليس.
تُعدّ عدادات التروس الحلزونية خيارًا آخر للإزاحة الموجبة للسوائل اللزجة. يمكن استخدام تصميمها الدوار الحلزوني في تطبيقات اللزوجة العالية ومعدلات التدفق الكبيرة، ولكنها أقل شيوعًا من عدادات التروس البيضاوية وعدادات كوريوليس في تطبيقات الأسفلت التي نناقشها هنا.
بالنسبة لمعظم مشاريع الأسفلت والبيتومين، نقوم أولاً بتقييم التروس البيضاوية وكوريوليس مقابل ظروف التشغيل الفعلية قبل النظر في تقنية قياس بديلة.
يمكن تطبيق نفس منطق الاختيار الأساسي على قطران الفحم والبيتومين المعدل، ولكن لا ينبغي لنا ببساطة إعادة استخدام معايير الأسفلت القياسية. فاللزوجة ودرجة حرارة التشغيل ومحتوى المواد الصلبة وقابلية التآكل وتوافق المواد قد تتغير بشكل كبير بين الوسائط والتركيبات المختلفة.
على سبيل المثال، قد يختلف البيتومين المُعدَّل بـ SBS اختلافًا كبيرًا في اللزوجة وخصائص التدفق عن البيتومين الأساسي. في حال وجود مُعدِّلات أو مواد صلبة أخرى، ينبغي تقييم تأثيرها المحتمل على التآكل الميكانيكي كجزء من عملية اختيار العداد.
قبل تحديد حجم جهاز القياس لهذه الوسائط، نوصي بالتأكد من اللزوجة الفعلية عند درجة حرارة التشغيل، ونطاق درجة الحرارة، والضغط، ونطاق التدفق، وتوافق المواد.
التسخين المسبق: قبل إعادة تشغيل النظام بعد إيقافه، يجب على المشغلين تدوير وسيط التسخين والتأكد من عودة الأسفلت إلى حالة سيولة كافية. هذا يقلل من خطر التحميل الميكانيكي الزائد عند بدء القياس.
الأنابيب: تتميز عدادات التروس البيضاوية وعدادات كوريوليس عمومًا بمتطلبات أقل صرامة فيما يتعلق بالمسار المستقيم مقارنةً بعدادات الدوامة، مما قد يُسهّل بعض عمليات التحديث. مع ذلك، يجب اتباع متطلبات التركيب الخاصة بالشركة المصنعة للعداد المُختار.
وسائط التسخين: يمكن استخدام البخار والماء الساخن وزيت نقل الحرارة لتسخين العدادات أو الأنابيب، وذلك حسب درجة الحرارة المطلوبة ومرافق المحطة المتاحة. يجب اختيار طريقة التسخين بالتزامن مع العزل، وأنظمة التدفئة، والظروف المحيطة، ومتطلبات إيقاف التشغيل.
يعتمد الاختيار الصحيح على ظروف العملية الفعلية، وليس على اللزوجة وحدها. أرسل لنا:
راسلنا عبر البريد الإلكتروني sales@silverinstruments.com أو أرسل لنا مخطط الأنابيب والأجهزة (P&ID) الخاص بك. سنساعدك في تحديد نوع العداد المناسب وتكوينه.
