электромагнитный расходомер сэндвич

Вот смотри, когда говорят ?электромагнитный расходомер сэндвич?, многие сразу представляют себе что-то вроде стандартного фланцевого, только ?разборное?. Ну, типа, для грязных сред, чтобы почистить — открутил, протер, собрал. В принципе, так и есть, но вся соль — в деталях, которые в каталогах не пишут. Сам долго думал, что это просто конструктивное удобство, пока не столкнулся с одной историей на обогатительной фабрике. Там как раз стояла задача по контролю пульпы после магнитного сепаратора — среда абразивная, с частицами, которые имеют свойство налипать и осаждаться. Стандартный врезной расходомер ?зарастал? за пару недель, остановка линии для демонтажа — это просто деньги на ветер. Вот тогда и задумались о ?сэндвиче?.

Конструкция: где кроется главный подвох?

Итак, классический ?сэндвич? — это когда измерительная трубка с электродами и катушками индуктивности зажата между двумя фланцами процесса, но не приварена к ним намертво. По сути, это независимый модуль. Казалось бы, гениальная простота. Но первый же подводный камень — уплотнения. Если для воды или щелочи можно взять стандартные EPDM или витон, то для горячей, абразивной железосодержащей пульпы, которая идет, скажем, после промывочной магнитной сепарации, это уже вопрос. Материал манжеты должен быть не только химически стойким, но и сохранять эластичность под давлением, не ?плыть?. Однажды видел, как на одном из рудников в Перу поставили расходомер с неподходящими уплотнениями — через месяц начались подтеки. Не критично, но на сервисную бригаду отвлекать пришлось.

Второй момент — это сами электроды. В ?сэндвич?-исполнении часто предлагают съемные или самоочищающиеся электроды. Звучит здорово, но для магнитных суспензий, где частицы могут обладать остаточной намагниченностью (особенно если процесс обогащения не идеален), это не панацея. Частицы все равно стремятся ?прилипнуть? к стенке трубки в зоне измерения, особенно если скорость потока падает. Иногда помогает не столько конструкция электрода, сколько правильный подбор его покрытия — платина-иридий, тантал. Но это, понятное дело, удорожание.

И третий, часто упускаемый из виду аспект — это равномерность поля. Поскольку модуль съемный, критически важна точность центровки и его фиксации между фланцами. Если модуль перекошен, магнитное поле искажается, и показания начинают ?плыть?. Особенно это чувствительно на больших диаметрах. Приходится следить за моментом затяжки шпилек, использовать центрирующие прокладки. Это не та вещь, которую можно доверить монтажникам без контроля.

Опыт интеграции в процессы обогащения

Вот здесь как раз к месту вспомнить про компанию ООО Шицзячжуан Цзинькэнь Технологии (сайт https://www.jinken.ru). Они, как крупный производитель электромагнитно-гравитационного обогатительного оборудования, часто сталкиваются с задачами контроля расхода не в идеальных условиях. Их технологии, вроде полностью автоматической промывочной магнитной сепарации, подразумевают точное дозирование воды для промывки и контроль плотности пульпы на выходе. И если с водой все более-менее ясно, то с пульпой — та еще задача.

На одном из китайских комбинатов, где использовалось оборудование Цзинькэнь, была попытка поставить на линию подачи пульпы в сепаратор обычный электромагнитный расходомер. Не ?сэндвич?. И все вроде бы работало, пока не начались плановые остановки для ревизии. При вскрытии линии оказалось, что на внутренней поверхности измерительной трубки, прямо напротив электродов, образовался плотный слой отложений магнетита. Толщиной в несколько миллиметров. Показания, естественно, стали заниженными. Промывка под давлением не помогала — пришлось механически очищать. Вот тогда и родилось решение пробовать ?сэндвич?-версию.

Ключевой идеей была не просто возможность быстрой очистки, а возможность визуального контроля состояния без остановки всего узла. Модуль вытащили — увидели начало процесса осаждения — почистили. На этом же объекте потом экспериментировали с разными покрытиями внутренней поверхности модуля. Полиуретан, керамика... Выяснилось, что для их конкретной, очень мелкодисперсной пульпы после электромагнитной сепарации-промывки лучше всего работает гладкая керамика — к ней меньше прилипает.

Практические неудачи и что из них вынесли

Не все попытки были удачными. Был случай на небольшом руднике, где решили сэкономить и поставили ?сэндвич?-расходомер, но без защиты от вибрации. Оборудование Цзинькэнь, в частности перемешивающая промывочная магнитная сепарация, работает с мощными механическими мешалками. Вибрация передавалась на трубопровод. Через пару месяцев в одном из соединений модуля появилась микротрещина — не на уплотнении, а на корпусе самого измерительного элемента. Пришлось менять. Вывод очевидный: для такого динамичного оборудования нужны не только правильные датчики, но и правильный, жесткий монтаж с виброкомпенсаторами.

Другая история связана с ?умной? начинкой. Сейчас многие производители встраивают в преобразователи расходомеров функции самодиагностики, вроде контроля состояния электродов или симметрии поля. В ?сэндвиче? из-за его разборной природы эти функции могут давать ложные срабатывания. Например, если после профилактики модуль был установлен с минимальным перекосом, диагностика может показывать ?неисправность катушки?. Персонал начинает искать несуществующую проблему. Пришлось настраивать пороги чувствительности диагностики под конкретный монтаж, а в идеале — проводить калибровку ?нуля? после каждой установки модуля на место. Это лишний шаг, но без него — сплошные ложные тревоги.

Выбор и применение: неочевидные критерии

Так когда же точно стоит выбирать ?электромагнитный расходомер сэндвич?, а не обычный? Первый и главный критерий — необходимость частого обслуживания или высокие риски отложений. Если среда, как в случае с пульпой после магнитного сепаратора, склонна к быстрому зарастанию, то ?сэндвич? экономит время и деньги. Второй критерий — агрессивность среды, требующая периодической замены или проверки измерительной трубки. Если трубка из спецсплава или с особым покрытием, ее проще и дешевле поменять в виде модуля, чем вырезать часть трубопровода.

Но есть и обратная сторона. Такая конструкция, как правило, имеет более низкий рейтинг давления и температуры по сравнению со сварными аналогами. Уплотнения — это всегда дополнительное слабое место. Для высокотемпературных процессов, скажем, выше 150-180 градусов, нужно очень тщательно подбирать материалы, и даже тогда ресурс уплотнений будет ограничен. Не стоит его ставить на главный, неотключаемый поток критического процесса — всегда есть риск протечки.

И еще один практический совет, который даешь уже после нескольких установок: обращай внимание на вес модуля. Особенно для больших диаметров, от DN200 и выше. Сам модуль может быть тяжелым, и его извлечение вручную, в стесненных условиях цеха — та еще задача. Лучше сразу предусмотреть простейшие тали или кронштейны для его поддержки при монтаже/демонтаже. Мелочь, а без нее можно и спину сорвать, и фланец повредить.

Взгляд в сторону автоматизации и будущего

Сейчас, когда ООО Шицзячжуан Цзинькэнь Технологии продвигает свои полностью автоматические комплексы, роль такого, казалось бы, простого устройства, как расходомер, меняется. Он перестает быть просто измерителем, а становится источником данных для системы управления процессом обогащения. В идеале, показания расхода пульпы, вместе с данными о плотности (от отдельного датчика), должны в реальном времени анализироваться, и на основе этого должна подстраиваться, например, интенсивность промывки в промывочной машине магнитной флотации.

Для ?сэндвич?-расходомера здесь открывается интересная перспектива — возможность его интеграции в систему предиктивного обслуживания. Поскольку его легко извлечь, можно периодически (или по сигналу диагностики) проверять степень износа покрытия или электродов, не останавливая процесс надолго. Данные об износе можно накапливать и прогнозировать момент следующего обслуживания. Это уже следующий уровень.

Но пока что, возвращаясь к земле, главный вывод по ?сэндвичам? такой: это отличный инструмент для конкретных, часто ?грязных? задач в обогащении, вроде тех, что решает оборудование Цзинькэнь. Он не универсален и требует более вдумчивого монтажа и обслуживания, чем монолитные собратья. Его преимущество — не в точности (она обычно сопоставима), а в ремонтопригодности и адаптируемости к сложным условиям. Выбирая его, ты по сути платишь не за измерение, а за возможность это измерение поддерживать в рабочем состоянии с минимальными трудозатратами. А в непрерывном производстве, будь то в Китае, Австралии или Либерии, где тоже работает их оборудование, это часто и есть самый важный параметр.