頂裝磁翻板液位計(jì)作為工業(yè)生產(chǎn)中*常用來(lái)測(cè)量液位的儀表之一,其優(yōu)點(diǎn)在于適用規(guī)模廣、裝置形式多樣,適合任何介質(zhì)的液位、界面的丈測(cè)量,被測(cè)液體與指示布局徹底阻隔,密封性能好,防走漏、習(xí)慣高壓、高溫、腐蝕條件下的液位測(cè)量,可靠性高、成本低、顯示直觀、安裝方便等。但由于使用環(huán)境和方式的差異,使得頂裝磁翻板液位計(jì)在使用過(guò)程中出現(xiàn)不同現(xiàn)象的失效,導(dǎo)致生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行或?qū)Π踩a(chǎn)造成威脅。本文主要通過(guò)對(duì)頂裝磁翻板液位計(jì)自身的特性進(jìn)行介紹,并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用過(guò)程中遇到的失效現(xiàn)象進(jìn)行分析。

頂裝磁翻板液位計(jì)是利用了連通器原理、浮力原理和磁性偶合原理巧妙結(jié)合起來(lái)用于顯示或檢測(cè)液位高度變化的裝置。*先通過(guò)連通器原理使得罐體內(nèi)部液位高度和磁翻板主體內(nèi)部高度一致,然后通過(guò)浮力原理確保浮球中磁鋼位置與液面平齊,*后通過(guò)磁性偶合原理帶動(dòng)面板上翻柱轉(zhuǎn)動(dòng)使其顏色變化,以此來(lái)指示罐體內(nèi)部液位的高度。為了擴(kuò)大頂裝磁翻板液位計(jì)的使用范圍和方便生產(chǎn)檢測(cè),還可以根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)添加附加裝置,用以輸出多種不同的信號(hào)。其中又以4~20mA電流輸出為*常用信號(hào)。在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)液位的同時(shí)還可以將電流信號(hào)輸送至控制室或者警報(bào)裝置,實(shí)現(xiàn)對(duì)液位的遠(yuǎn)程和自動(dòng)監(jiān)控。隨著市場(chǎng)需求的不斷變化,頂裝磁翻板液位計(jì)也在不斷更新。目前大部分廠家生產(chǎn)的頂裝磁翻板液位計(jì)都能廣泛用于石油加工、市政、食品加工、水處理、化工、制藥、電力、造紙、冶金等領(lǐng)域中的液位監(jiān)測(cè)。對(duì)于部分高溫、腐蝕工況也可使用。但是某一些頂裝磁翻板液位計(jì)由于設(shè)計(jì)不合理或者安裝使用中操作不當(dāng)造成的頂裝磁翻板液位計(jì)無(wú)法正常使用,甚至對(duì)安全生產(chǎn)帶來(lái)危險(xiǎn)。因此如何避免這類事件再次發(fā)生就成為了安全生產(chǎn)中的*要大事。
頂裝磁翻板液位計(jì)主要利用了浮力和磁性偶合來(lái)完成指示過(guò)程。當(dāng)液位上升時(shí),浮球在浮力作用下由下往上運(yùn)動(dòng),翻柱受到浮球中磁感應(yīng)力的作用翻轉(zhuǎn)180°,顏色由白色變?yōu)榧t色,面板上紅白翻柱的分界位置即為罐體中實(shí)際液位高度(如圖1),當(dāng)液位下降時(shí)浮球由上往下運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)翻柱翻轉(zhuǎn),顏色由紅色變?yōu)榘咨?br /> 其中:G為浮球重力,m為浮球質(zhì)量,F為浮球所受浮力,ρ為液體密度,v為浮球排開(kāi)液體體積,g為重力加速度。

在正常使用時(shí),浮球受到的重力必須等于在水中受到的浮力,當(dāng)受壓變形以后體積v減小導(dǎo)致受到的浮力減小,浮球就會(huì)下沉。當(dāng)浮球全部沉入水中時(shí),它受到的浮力也*大,此時(shí)如果G=F,則實(shí)際液位會(huì)高于顯示液位;若G>F,則浮球會(huì)在重力作用下繼續(xù)下沉,直至浮筒底部。
頂裝磁翻板液位計(jì)的使用環(huán)境多為室外,部分地區(qū)環(huán)境溫度過(guò)低也是導(dǎo)致磁翻板失效的原因之一。例如某些工況中要求罐體內(nèi)的被測(cè)液體溫度必須保持恒定,此時(shí)就需要在頂裝磁翻板液位計(jì)上添加外部恒溫裝置(如電加熱型,水或蒸汽循環(huán)型),若因加熱裝置問(wèn)題或者夾套使用壓力過(guò)大導(dǎo)致循環(huán)水或蒸汽泄露,也會(huì)造成其失效。北方地區(qū)的冬季使用時(shí)若因?yàn)椴馁|(zhì)受到低溫環(huán)境影響,導(dǎo)致整個(gè)面板防水性能變差,一旦水蒸汽或雨水等滲入面板就會(huì)導(dǎo)致翻柱凍結(jié)或者面板玻璃表面結(jié)霜,操作人員無(wú)法正確判斷此時(shí)罐內(nèi)液體正確的位置。因此玻璃管面板成為解決此問(wèn)題的一種有效方法,通過(guò)在玻璃管內(nèi)部固定好翻柱后再抽真空或充入惰性氣體,*后將玻璃管封口。該方式能夠完全解決面板防水防霜問(wèn)題,但是其缺點(diǎn)在于成本較高,且操作工藝復(fù)雜、易破損。
在化工環(huán)境中使用時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到各種帶有腐蝕性的液體,因此防腐蝕問(wèn)題也是頂裝磁翻板液位計(jì)所必須考慮的?，F(xiàn)如今使用的防腐性頂裝磁翻板液位計(jì)多為金屬管內(nèi)部和浮球表面襯聚四氟乙烯(PTFE)利用聚四氟乙烯把被測(cè)液體和金屬管隔開(kāi)來(lái)達(dá)到防腐目的。聚四氟乙烯具有良好的機(jī)械韌性,在加工時(shí)不易機(jī)械受損。具有良好的耐腐蝕性,對(duì)于大多數(shù)化學(xué)藥品和溶劑,表現(xiàn)出惰性、能耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿、水和各種有機(jī)溶劑。并且具有耐氣候、高潤(rùn)滑、不粘附、無(wú)毒害等優(yōu)點(diǎn)。金屬管內(nèi)襯聚四氟乙烯不但可以保證頂裝磁翻板液位計(jì)整體的強(qiáng)度不受影響,也能起到很好的防腐效果,因此該類頂裝磁翻板液位計(jì)在防腐領(lǐng)域受到廣泛應(yīng)用。雖然聚四氟乙烯的熔點(diǎn)較高,能在250Ⅲ工況中使用,但是因?yàn)槠浔旧淼呐蛎浵禂?shù)比較大,且隨著溫度變化而發(fā)生不規(guī)律變化,若長(zhǎng)期在高溫環(huán)境下使用會(huì)導(dǎo)致其在管道內(nèi)壁發(fā)生形變,甚至?xí)⒏∏蚩ㄋ涝诠艿纼?nèi)壁,因此必須嚴(yán)格按照頂裝磁翻板液位計(jì)設(shè)計(jì)參數(shù)的范圍使用。還有某些特殊情況或許是考慮到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境對(duì)金屬管有限制或者產(chǎn)品成本的考慮,整體采用非金屬材質(zhì)制作。這類磁翻板使用時(shí)更應(yīng)該采取一定的保護(hù)措施,防止其受力不均或其他原因造成失效和安全事故。
在某些現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí),用戶要求將磁翻板的測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)接入中控室,方便監(jiān)測(cè)和控制,因此就需要配帶液位變送器。其利用了浮球磁性將變送器內(nèi)部的元器件(如干簧管)吸合,改變整個(gè)變送器電路的電流,從而達(dá)到將機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)的目的。在整個(gè)使用過(guò)程中,當(dāng)變送器安裝好以后需要對(duì)其位置進(jìn)行微調(diào),并且在使用過(guò)程中保證其位置不得發(fā)生變動(dòng),因?yàn)橐坏┪恢冒l(fā)生變動(dòng),就會(huì)導(dǎo)致其輸出錯(cuò)誤的電流信號(hào),尤其是對(duì)于罐體帶有震動(dòng)的工況,更應(yīng)該有固定保護(hù)措施。在使用或運(yùn)輸過(guò)程中若有強(qiáng)烈碰撞導(dǎo)致內(nèi)部元器件損壞,也是導(dǎo)致液位變送器失效的主要原因之一。
液位測(cè)量做為工業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)重要的環(huán)節(jié),頂裝磁翻板液位計(jì)作為常用的手段之一,越來(lái)越受到廣大用戶的信賴,因此在使用過(guò)程中必須保證其安全可靠。作為生產(chǎn)廠家,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、產(chǎn)品原料合格、制作工藝先進(jìn),保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下才能考慮降低成本;作為用戶,在使用過(guò)程中也要嚴(yán)格按廠家提供的說(shuō)明書(shū)操作,把確保安全生產(chǎn)做為*一要?jiǎng)?wù)。