مقياس تدفق بيضاوي الشكل للبيتومين الساخن

مشاركة الحالة: مقياس تدفق تروس بيضاوي للبيتومين الساخن: DN150 مع غلاف تسخين بالبخار أنبوب 6 بوصات | درجة حرارة قصوى 200 درجة مئوية | غلاف تسخين خارجي | قياس الأسفلت عالي اللزوجة

إجابة سريعة

لقياس تدفق البيتومين بقطر 150 مم (6 بوصات) عند درجات حرارة تصل إلى 200 درجة مئوية، يُعد مقياس التدفق ذو التروس البيضاوية المُغلّفة الخيار الأمثل. يحافظ الغلاف الحراري الخارجي، سواءً كان من البخار أو الزيت الحراري، على درجة حرارة البيتومين أعلى من نقطة انسكابه في جميع أنحاء حجرة القياس، مما يمنع ارتفاع اللزوجة المفاجئ وتعطل آلية التروس. تُوفر شركة سيلفر إنسترومنتس مقاييس تدفق ذات تروس بيضاوية مُغلّفة بقطر 150 مم، مُصممة للعمل عند درجات حرارة تصل إلى 200 درجة مئوية، مع وصلات معالجة ذات حواف ومخرج تيار 4-20 مللي أمبير كمعيار قياسي. لا يُوفر أي نوع آخر من مقاييس التدفق ذات الإزاحة الموجبة موثوقية مماثلة عند هذا القطر من الأنابيب لخدمة الأسفلت الساخن.

التحقيق

تواصل توم هانف، مدير المشتريات في شركة كاتبريدج (مقرها نيوجيرسي، الولايات المتحدة الأمريكية)، مع شركة سيلفر إنسترومنتس لطلب عرض سعر لمقياس تدفق تروس بيضاوي الشكل مُصمم لخدمة البيتومين الساخن على خط أنابيب بقطر 6 بوصات. وكانت درجة حرارة التشغيل القصوى 200 درجة مئوية. استفسر تحديدًا عن خيار الغلاف المُغلّف، مما أوضح لنا أن فريقه يُدرك بالفعل المشكلة الأساسية في قياس البيتومين: إذا برد السائل داخل المقياس، يتوقف تدفقه، ويتعطل المقياس.

كاتبريدج شركة مصنعة لآلات الطلاء والتغليف. تشمل منتجاتها المواد اللاصقة بالذوبان الساخن، والطلاءات القائمة على الأسفلت، وأنظمة البوليمرات اللزجة. يمثل خط البيتومين بقطر 6 بوصات عند درجة حرارة 200 درجة مئوية تحديًا كبيرًا في القياس. معدلات التدفق معتدلة، لكن السائل غير قابل للتسامح.

لقد قدمنا ​​عروضًا لتطبيقات مماثلة لمقاولي إنشاء الطرق في جنوب شرق آسيا ومشغلي مصانع الأسفلت في الشرق الأوسط. يكاد يكون نمط العطل واحدًا دائمًا: تركيب عداد غير مُغلّف، ثم يبرد الخط أثناء التوقف، فتمتلئ حجرة التروس بالبيتومين الصلب. يتطلب إصلاحه سحب العداد، وتسخينه خارجيًا، مع التمني ألا تكون التروس قد تضررت.

شروط التقديم

لماذا يُعدّ مقياس الترس البيضاوي هو المقياس المناسب للبيتومين بقطر اسمي 150؟

لزوجة البيتومين ليست قيمة ثابتة. عند 200 درجة مئوية، قد تصل إلى 150 سنتي بواز. وعند خفض درجة الحرارة إلى 130 درجة مئوية، تصل إلى 2000 سنتي بواز أو أكثر، حسب نوع البيتومين. أما عند درجات حرارة أقل من 80 درجة مئوية، فإن معظم أنواع البيتومين تكون شبه صلبة. ولا توجد تقنية لقياس التدفق قادرة على التعامل مع هذا النطاق بدقة، باستثناء مقياس التدفق الإزاحي الموجب ومقياس تدفق كوريوليس.

كيف يعمل مقياس تدفق التروس البيضاوية لقياس البيتومين

تقيس عدادات التروس البيضاوية عن طريق عدّ أحجام منفصلة من السائل المزاح بواسطة ترسين دوّارين على شكل الرقم ثمانية. وهي لا تتأثر بتغيرات اللزوجة كما هو الحال في العدادات الكهرومغناطيسية أو عدادات الدوامات. في الواقع، تُحسّن اللزوجة العالية من إحكام الإغلاق بين التروس وجدار الحجرة، مما يعني أن الدقة قد تكون أفضل في ظروف بدء التشغيل البارد مقارنةً بدرجة حرارة التشغيل الكاملة.

يُعالج الغلاف الحراري مشكلةً مختلفة. لا يتعلق الأمر بالدقة أثناء التشغيل العادي، بل يتعلق بضمان استمرارية عمل الجهاز أثناء فترات التوقف، وانخفاض التدفق، وانخفاض درجة الحرارة المحيطة. يحافظ الغلاف على سيولة السائل داخل جسم العداد باستمرار. في خط أنابيب قطره 15 سم ينقل الأسفلت الساخن، تكون الكتلة الحرارية للسائل في العداد كبيرة. وبدون الغلاف، يحدث التبريد أسرع مما يتوقعه معظم المشغلين.

في مقياس DN150، تكون آلية التروس البيضاوية كبيرة الحجم. تُصنع التروس من سبائك الفولاذ، بينما يكون جسم المقياس عادةً من الحديد الزهر أو الحديد المطاوع. يتحمل هذا التصميم التغيرات الحرارية لأنظمة التدفئة بالبخار دون تشوه. أما مقاييس الضغط ذات الجسم المصنوع من الألومنيوم، الشائعة في الأحجام الصغيرة، فهي غير مناسبة هنا.

النموذج الموصى به: مقياس تدفق التروس البيضاوي LC-150 للبيتومين

تُوفر شركة سيلفر إنسترومنتس سلسلة LC-150 بقطر DN150 مع خيار الغلاف الحراري كخيار قياسي. المواصفات الرئيسية لهذا التطبيق:

ماذا يحدث بدون غلاف عازل للحرارة: الأعطال الشائعة

تتبع معظم حالات تعطل عدادات البيتومين التي نتلقى بلاغات بشأنها نمطًا متوقعًا. استخدم التركيب الأصلي عداد إزاحة موجبة قياسيًا غير مُغلّف لأنه كان أرخص، وافترض المهندس أن تتبع الخط وحده سيُبقي العداد دافئًا. عمليًا:

• تعطل التروس عند إعادة التشغيل:بعد توقف المضخة طوال الليل أو خلال عطلة نهاية الأسبوع، يبرد البيتومين داخل جسم العداد ويتكاثف. عند إعادة التشغيل، لا يستطيع ضغط المضخة التغلب على المقاومة، مما يؤدي إما إلى انكسار عمود التروس أو تعطل المحرك بسبب زيادة التيار.
• التصدع الناتج عن الصدمة الحرارية:يحاول بعض الفنيين إصلاح العداد العالق بتسليط مسدس حراري أو شعلة مباشرة على جسم العداد. لا يستجيب الحديد الزهر جيدًا للتسخين الموضعي السريع، وغالبًا ما تحدث تشققات في جسم العداد أو حجرة التروس.
• تلف المحامل نتيجة بدء التشغيل البارد:حتى بعد إزالة العوائق من الخط، فإن تكرار بدء التشغيل البارد يُسرّع من تآكل المحامل. سيدوم عداد الضغط المُغلّف، الذي يتعرض لدرجة حرارة تشغيل ثابتة، لفترة أطول بكثير عند استخدامه مع البيتومين مقارنةً بالعداد الذي يعتمد فقط على درجة حرارة العملية.

تزيد طبقة التسخين من تكلفة العداد. أما في خط أنابيب البيتومين بقطر 6 بوصات، فإن تكلفتها أقل بكثير من تكلفة إيقاف تشغيل غير مخطط له لاستبدال العداد.

أنواع العدادات الأخرى التي تم النظر فيها وأسباب عدم التوصية بها

مقياس تدفق الكتلة كوريوليس: بصراحة، لو لم تكن الميزانية عائقًا، لكان مقياس كوريوليس الخيار الأمثل لقياس البيتومين في أي حجم أنبوب. فهو يقيس تدفق الكتلة مباشرةً، دون أجزاء متحركة تتآكل بفعل السوائل اللزجة، ولا يحتاج إلى تعويض الكثافة، وبدقة تتراوح بين 0.1 و0.2% بغض النظر عن تغيرات اللزوجة أثناء تقلبات درجة الحرارة. في تطبيقات نقل الملكية، حيث لكل طن من البيتومين قيمة مالية، تُعدّ هذه الدقة بالغة الأهمية. تكمن المشكلة في السعر. فتكلفة مقياس كوريوليس DN150 المُصمم للعمل عند 200 درجة مئوية مع خيار درجات الحرارة العالية المناسب تتراوح بين ثلاثة إلى أربعة أضعاف تكلفة وحدة التروس البيضاوية المُغلّفة من نفس الحجم. بالنسبة لتطبيقات قياس الإنتاج أو التحميل الدفعي، حيث تُعتبر دقة 0.5% مقبولة، يصعب تبرير فرق التكلفة هذا. لقد قمنا بتوريد مقاييس كوريوليس لخطوط البيتومين DN25 وDN50 للاستخدام في المختبرات ومراقبة الجودة، حيث يُحافظ حجم الأنبوب على تكلفة الوحدة معقولة. عند قطر DN150، يختار معظم العملاء التروس البيضاوية ويستفيدون من التوفير في مجالات أخرى. بصراحة، لو لم تكن الميزانية عائقًا، لكانت طريقة كوريوليس الخيار الأمثل لقياس البيتومين في أي حجم للأنابيب.

مقياس تدفق الدوامة: غير مناسب. يتطلب مقياس الدوامة حدًا أدنى لرقم رينولدز لضمان انفصال موثوق. قد ينخفض ​​معدل تدفق البيتومين عند درجة حرارة 200 درجة مئوية على خط قطره 150 مم عن هذا الحد عند معدلات التدفق المنخفضة. تتدهور الدقة بشكل غير متوقع.

مقياس التدفق المغناطيسي: البيتومين غير موصل للكهرباء. تتطلب مقاييس التدفق الكهرومغناطيسية حدًا أدنى من التوصيلية يبلغ حوالي 5 ميكروسيمنز/سم. البيتومين لا يستوفي هذا الشرط. تم استبعاده فورًا.

مقياس تدفق التوربين: تتآكل محامل التوربين بسرعة في التطبيقات عالية اللزوجة. لا يُناسب تصميم الشفرات المُناسب للهيدروكربونات الخفيفة تطبيقات الأسفلت. لا يُنصح باستخدامه مع لزوجة أعلى من 500 سنتي بواز.