流体の不純物は渦流量計にどのような影響を与えますか?

私は渦流量計のサプライヤーとして、さまざまな業界で流体の流れを正確に測定する上でこれらの装置が重要な役割を果たしているのを直接目撃してきました。しばしば精査される側面の 1 つは、渦流量計に対する流体の不純物の影響です。このブログ投稿では、このトピックを詳しく掘り下げ、さまざまな種類の不純物がこれらの流量計のパフォーマンスにどのような影響を与える可能性があるか、および潜在的な問題を軽減するためにどのような手順を実行できるかを検討します。

渦流量計について理解する

流体の不純物の影響について詳しく説明する前に、渦流量計がどのように機能するかを簡単に確認してみましょう。渦流量計はフォン カルマン渦流の原理に基づいて動作します。流体が流路内に配置されたブラフ ボディ (シェダー バーとも呼ばれる) を通過して流れると、交互の渦がブラフ ボディの両側から放出されます。これらの渦放出の周波数は流体の速度に正比例するため、流量計は流体の体積流量を計算できます。

渦流量計は、高精度、広いターンダウン比、およびメンテナンスの必要性が低いことで知られています。これらは、石油およびガス、化学処理、発電、水処理などの産業における蒸気、ガス、および液体の流量測定を伴うアプリケーションで一般的に使用されています。当社についてさらに詳しく知ることができます渦流量計当社のウェブサイトで。

液体の不純物の種類

流体の不純物は、固体粒子と溶解物質の 2 つのカテゴリに大別できます。固体粒子には、砂、錆、スケール、およびパイプラインの腐食、磨耗、または流体自体の性質により流体内に存在する可能性のあるその他の破片が含まれる場合があります。一方、溶解物質には、流体に溶解する塩、酸、アルカリ、その他の化学物質が含まれます。

渦流量計に対する固体粒子の影響

浸食と摩耗

固体粒子が渦流量計に及ぼす最も重大な影響の 1 つは、浸食と摩耗です。固体粒子を含む流体がブラフボディや流量計の他の内部コンポーネントを通過して流れると、粒子によって摩耗が引き起こされ、これらのコンポーネントの表面が徐々に摩耗する可能性があります。時間の経過とともに、これによりブラフ ボディの形状と寸法が変化する可能性があり、渦の放出頻度、そして最終的には流量測定の精度に影響を与える可能性があります。

侵食や磨耗は、渦放出の検出に使用される圧電センサーなど、流量計のセンサー要素に損傷を与える可能性もあります。これにより、感度の低下、信号ノイズ、さらにはセンサーの故障が発生し、流量測定が不正確または信頼性の低いものになる可能性があります。

詰まり

固体粒子も流量計の詰まりの原因となる可能性があります。粒子が十分に大きい場合、または流体中に粒子の濃度が高い場合、それらは流路に蓄積し、流体の流れを妨げ、渦ストリートの適切な形成を妨げる可能性があります。これにより、測定流量が減少したり、流量信号が完全に失われたりする可能性があります。

詰まりは、圧力ポートやセンサーハウジングなど、流量計の小さな通路やオリフィスでも発生する可能性があります。これは、圧力測定と流量計の全体的な性能に影響を与える可能性があります。

渦放出への影響

固体粒子は渦列の形成を妨害し、不規則または不安定な渦放出を引き起こす可能性があります。これにより、測定流量が変動し、測定の不確実性が増加する可能性があります。固体粒子の存在は流体の密度と粘度の変化を引き起こす可能性があり、それが渦放出の頻度と流量測定の精度にさらに影響を与える可能性があります。

渦流量計に対する溶解物質の影響

腐食

塩、酸、アルカリなどの溶解物質は、渦流量計の内部コンポーネントの腐食を引き起こす可能性があります。腐食により流量計の構造的完全性が弱まり、漏れ、亀裂、その他の損傷が生じる可能性があります。また、ブラフボディやその他のコンポーネントの表面仕上げにも影響を与える可能性があり、渦放出特性や流量測定の精度が変化する可能性があります。

堆積

一部の溶解物質は流体から析出し、流量計の内面に堆積物を形成することがあります。これらの堆積物は時間の経過とともに蓄積し、ブラフボディやその他のコンポーネントの形状や寸法を変化させ、渦の放出頻度に影響を与える可能性があります。堆積物も固体粒子と同様に流路の詰まりを引き起こす可能性があり、流量の低下や不正確な測定につながります。

化学反応

溶解した物質は流量計の材料と反応し、化学変化を引き起こしてその性能に影響を与える可能性もあります。たとえば、特定の化学物質がセンサー素子と反応して、電気的特性が変化し、感度が低下する可能性があります。これにより、流量測定が不正確になり、センサーが故障する可能性があります。

液体の不純物の影響を軽減する

濾過

渦流量計に対する固体粒子の影響を軽減する最も効果的な方法の 1 つは、流量計の上流にフィルターを取り付けることです。フィルタは、流体が流量計に入る前に流体から固体粒子を除去し、浸食、摩耗、詰まりのリスクを軽減します。フィルターの種類とサイズは、流体中の固体粒子のサイズと濃度に基づいて選択する必要があります。

材料の選択

渦流量計に適切な材料を選択することは、流体の不純物の影響を軽減するのにも役立ちます。腐食性流体を扱う用途には、ステンレス鋼、チタン、セラミックなどの耐食性材料で作られた流量計を使用できます。これらの材料は、溶解物質の腐食作用に耐えることができ、流量計が損傷するリスクを軽減します。

定期メンテナンス

流体の不純物の存在下で渦流量計が適切に機能することを保証するには、定期的なメンテナンスが不可欠です。これには、浸食、磨耗、腐食、詰まりの兆候がないか流量計を検査し、必要に応じて損傷したコンポーネントを洗浄または交換することが含まれます。流量測定の精度を確保するために、校正も定期的に実行する必要があります。

その他の流量計オプション

場合によっては、流体に高濃度の不純物が含まれている場合、または不純物が特に摩耗性または腐食性である場合には、代替の流量計技術の方が適している場合があります。例えば、タービン流量計固体粒子の影響を受けにくいため、流体に適度な量の破片が含まれる用途に使用できます。LDG電磁流量計渦流量計と同様に固体粒子や溶解物質の影響を受けないため、導電性流体の流量を測定するのにも適したオプションです。

結論

流体の不純物は渦流量計の性能に重大な影響を及ぼし、その精度、信頼性、寿命に影響を与える可能性があります。流体の不純物の種類と流量計に対するそれらの影響を理解し、濾過、材料の選択、定期的なメンテナンスなど、これらの影響を軽減するための適切な措置を講じることにより、困難な動作条件でも渦流量計が適切に機能することを保証することができます。

渦流量計の購入を検討している場合、または特定の用途における流体の不純物の影響に対処する方法についてさらに詳しい情報が必要な場合は、お気軽にお問い合わせください。当社の専門家チームは、適切な流量計の選択を支援し、正確で信頼性の高い流量測定を保証するために必要なサポートとガイダンスを提供する準備ができています。

参考文献

1. ISO 9951:2015、「閉じた導管内の流体流量の測定 - 渦流量計 - 設置および操作の要件」。
2. ASME MFC-6M-2012、「渦流量計を使用した密閉導管内の流体流量の測定」。
3. 流量測定ハンドブック: 工業デザインとアプリケーション、第 3 版、Richard W. Miller 著。