مقياس تدفق صغير لأنظمة جرعات سائل عادم الديزل

خلفية

تواصلت شركة تصنيع معدات جرعات سائل عادم الديزل (DEF) في أونتاريو، كندا، مع شركة سيلفر أوتوميشن إنسترومنتس للحصول على مقياس تدفق صغير. لمراقبة معدل الجرعات على وحدة الاختزال التحفيزي الانتقائي (SCR). كان لدى مهندسهم ورقة مواصفات دقيقة جاهزة، مما جعل عملية الاختيار سريعة.

سائل عادم الديزل (DEF)، المعروف أيضاً باسم AUS32، هو محلول مائي من اليوريا بنسبة 32.5% يُستخدم لتقليل انبعاثات أكاسيد النيتروجين في معالجة غازات عادم الديزل. وهو ليس قوياً كالأحماض، ولكنه يُسبب تآكل العديد من المعادن الشائعة. هذه الحقيقة وحدها هي التي تُؤثر بشكل كبير على اختيار المواد المستخدمة في مقياس تدفق سائل عادم الديزل، أكثر من معدل التدفق نفسه.

متطلبات العميل

جاء الاستفسار مصحوباً بقائمة متطلبات كاملة، والتي قمنا بإعادة إنتاجها أدناه بدون تفاصيل الاتصال بالعميل.

لماذا يُستخدم مقياس التدفق المنخفض ذو التروس البيضاوية؟

مقياس تدفق صغير بيضاوي الشكل لجرعات سائل عادم الديزل

عند معدل تدفق 2.0 لتر/دقيقة أو أقل، تتوقف معظم تقنيات قياس التدفق عن العمل بكفاءة. تحتاج العدادات الكهرومغناطيسية إلى حد أدنى من السرعة وسائل موصل للكهرباء؛ سائل عادم الديزل (DEF) موصل بما يكفي، لكن عدادًا كهرومغناطيسيًا بقطر 15 مم عند معدل تدفق 2 لتر/دقيقة لا يُعطي إشارة كافية للعمل. تحتاج عدادات الدوامات إلى اضطراب، وهو ما لا يُمكن توليده عند هذا التدفق الضئيل. تستطيع عدادات كوريوليس توليده، لكن سعرها يرتفع بشكل حاد مقابل هذا الحجم الصغير، كما أن قياس التدفق الكتلي الكامل يتجاوز احتياجات وحدة الجرعات عادةً.

صُمم مقياس الإزاحة الموجبة (الترس البيضاوي) خصيصًا لهذا النطاق. يقيس مقياس التدفق المنخفض للسوائل من سلسلة LC-M حتى 0.5 مل/دقيقة بدقة ±0.5% من النطاق الكامل، لذا فإن نقطة التشغيل 2.0 لتر/دقيقة تقع ضمن نطاق عمله بشكل مريح بدلاً من أن تكون على حافته غير المنتظمة.

اختيار الطراز: LC-M9-SS

يُمكن لنموذجين من سلسلة LC-M نظريًا تغطية 2.0 لتر/دقيقة. يصل الحد الأقصى لنموذج LC-M6 إلى 100 لتر/ساعة، أي 1.67 لتر/دقيقة، وهو قريب جدًا من الحد الأقصى الذي حدده العميل، ما يُقلل هامش الأمان. أما نموذج LC-M9 فيغطي من 6 إلى 600 لتر/ساعة، أو ما يُقارب من 0.1 إلى 10 لتر/دقيقة، ما يجعل 2.0 لتر/دقيقة ضمن النطاق بدلًا من أن تكون قريبة من الحد الأقصى.

لقد أوصينا باستخدام LC-M9-SS، وهو الإصدار المصنوع بالكامل من الفولاذ المقاوم للصدأ، بدلاً من LC-M9-AL ذي الهيكل المصنوع من الألومنيوم. والسبب هو أن سائل عادم الديزل (DEF) يُهاجم سبائك الألومنيوم والزنك والنحاس مع مرور الوقت، مُشكلاً رواسب تُؤدي في النهاية إلى تآكل المعدن. يُجنّب الهيكل المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ ومجموعة التروس المصنوعة منه هذه المشكلة تمامًا، ولهذا السبب نصحنا العميل بالابتعاد عن خيارات الألومنيوم وتروس PPS والتوجه نحو الأجزاء الملامسة للسائل المصنوعة بالكامل من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L.

في حال عدم تطابق المنتج القياسي مع الطلب

البيع التقني الجيد يعني توضيح ما لا يناسب، وليس فقط ما يناسب. ثلاث نقاط تتطلب إجابة مباشرة بدلاً من حلول بديلة.

• وصلة العملية: يأتي جهاز LC-M9 مزودًا بوصلة لولبية G1/4 بوصة BSPP، وليس 1/4 بوصة NPT. يحتاج العميل الذي يرغب في استخدام وصلة NPT إما إلى وصلة محول من BSPP إلى NPT أو وصلة مصنعة خصيصًا، وقد طلبنا من العميل تأكيد المسار المناسب لتصميم منصته قبل الطلب.
• مادة منع التسرب: مادة EPDM غير مدرجة في ورقة بيانات LC-M القياسية. يتطلب تركيب مادة منع التسرب تأكيدًا مباشرًا من فريقنا الهندسي بناءً على تركيز سائل عادم الديزل (DEF) ودرجة حرارة التشغيل قبل إدراجها في عرض السعر.
• المكونات الداخلية: PVDF أو PEEK أو السيراميك: الخيارات القياسية للمكونات الداخلية المبللة في سلسلة LC-M هي الفولاذ المقاوم للصدأ 316L أو PPS. لا تُعدّ دوارات PVDF أو PEEK أو السيراميك قياسية في هذا الطراز. بالنسبة لهذه المهمة، فإن تروس 316L تتعامل مع سائل عادم الديزل (DEF) بكفاءة، لذا لم يُعيق ذلك عملية البيع، ولكننا أوضحنا للعميل أننا لم نكن نُعيد تسمية ورقة المواصفات الخاصة به فحسب.

كما أننا لا نحمل شهادة المطابقة الأوروبية (CE) لسلسلة LC-M. يعتمد توافق سائل عادم الديزل (DEF) هنا على الممارسة الصناعية الراسخة المتمثلة في استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ 316L ومادة PPS في خدمة AUS32، وليس على شهادة رسمية. يجب على العملاء الذين يستخدمون أنظمة معالجة لاحقة معتمدة التأكد من ذلك وفقًا لمتطلبات التأهيل الخاصة بهم.

التكوين الموصى به

بناءً على المتطلبات، يغطي التكوين أدناه التطبيق. يتبع رمز النموذج تصميم Silver Instruments القياسي: السلسلة والهيكل، ومادة التروس، وفئة الضغط، وفئة درجة الحرارة، ورمز مقاومة الانفجار، والخيارات.

ملاحظات تطبيقية لجرعات سائل عادم الديزل

تتميز حلقات حقن سائل عادم الديزل (DEF) عادةً بتدفق منخفض وحساسية عالية للدقة، حيث أن حقن كمية قليلة جدًا من اليوريا يؤدي إلى معالجة غير كافية لأكاسيد النيتروجين، بينما يؤدي حقن كمية كبيرة جدًا إلى هدر السائل وتراكم الرواسب في المصب. يُغذّي خرج نبضات مقياس التروس البيضاوي مباشرةً إلى وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC) أو وحدة تحكم الحقن كإشارة إجمالية أو إشارة معدل، وهذا ما يفسر نجاح استخدام بروتوكول Modbus RTU مع تيار 4-20 مللي أمبير في هذا التطبيق. نلاحظ استمرار استخدام هذا المزيج في وحدات معالجة الانبعاثات اللاحقة في أمريكا الشمالية وأوروبا، ليس فقط لسائل عادم الديزل (DEF) بل أيضًا لحقن ماء الأمونيا في أنظمة الاختزال التحفيزي الانتقائي (SCR) الصناعية.

هناك نقطة عملية جديرة بالذكر لمن يُحدد مواصفات نظام مماثل: يتبلور سائل عادم الديزل (DEF) عند درجة حرارة أقل من -11 درجة مئوية تقريبًا، ويتدهور عند درجة حرارة أعلى من 30 درجة مئوية تقريبًا مع التعرض المطول. يغطي نطاق تحمل درجة الحرارة لجهاز LC-M9، من -40 إلى -80 درجة مئوية، كلا الطرفين بشكل مريح، ولكن يُنصح بالنظر في استخدام نظام تدفئة أو غلاف معزول إذا كان الجهاز سيبقى في الهواء الطلق خلال فصل الشتاء الكندي.

الأسئلة الشائعة