Medidor de flujo de ácido fosfórico

Los caudalímetros electromagnéticos pueden medir ácido fosfórico extremadamente corrosivo. También incluye información técnica útil, como la selección del caudalímetro de ácido, instrucciones de instalación, etc.

¿Qué es el ácido fosfórico?

Las amplias aplicaciones del ácido fosfórico requieren medición de caudal.

El ácido fosfórico tiene la fórmula química HPO₄. Es un ácido muy importante que no es orgánico. Es un líquido transparente e incoloro con un sabor desagradable que puede ser perjudicial. El ácido fosfórico es bastante estable a temperatura ambiente, pero puede corroer rápidamente los metales. Dependiendo de su concentración, el ácido fosfórico puede presentarse en formas débiles y fuertes. El ácido fosfórico se utiliza comúnmente en la industria en una concentración de aproximadamente el 85 %.

En la industria, el ácido fosfórico se utiliza de diversas maneras. Generalmente, se emplea para fabricar fertilizantes fosfatados, como el superfosfato y el fosfato diamónico, que son especialmente vitales para la producción de cultivos. El ácido fosfórico también es un regulador del sabor ácido y conservante común en la industria alimentaria. También se utiliza para eliminar el óxido y fosfatar superficies metálicas. Se utiliza para crear diversos fármacos fosfatados en el sector farmacéutico.

¿Dónde utilizar el ácido fosfórico?

Hay muchos usos para el ácido fosfórico, pero los más populares son:

Amplias aplicaciones de los medidores de caudal de ácido fosfórico

Más del 80% del ácido fosfórico se utiliza en la industria de fertilizantes. El ácido fosfórico se utiliza para fabricar una gama de fertilizantes fosfatados, como el superfosfato, el fosfato monoamónico y el fosfato diamónico. Estos fertilizantes proporcionan a los cultivos el fósforo que necesitan para prosperar y son especialmente vitales para aumentar la producción agrícola.

En la industria alimentaria, el ácido fosfórico se utiliza generalmente para reducir el pH, mantener los alimentos frescos y aumentar su acidez. El ácido fosfórico se encuentra en muchas bebidas carbonatadas, como la cola. Puede agriar la bebida. El ácido fosfórico también se utiliza para mejorar el sabor de la carne y, al mismo tiempo, retener más agua.

El ácido fosfórico se utiliza generalmente en la industria metalúrgica para eliminar el óxido y fosfatar el metal. Puede eliminar el óxido de la superficie metálica y producir una película protectora de fosfato, lo que lo hace menos susceptible a la corrosión. Muchas empresas, como las que fabrican vehículos y electrodomésticos, lo utilizan con frecuencia.

En la industria farmacéutica, el ácido fosfórico se utiliza para fabricar diversos fármacos fosfatados, como el fosfato de cloroquina y el fosfato de codeína. Estos fármacos son fundamentales para la recuperación.

Problemas con la medición del caudal de ácido fosfórico

Siempre ha sido un desafío obtener un resultado adecuado en la medición del flujo de ácido fosfórico en la automatización industrial debido a estas razones:

Bastante corrosivo: El ácido fosfórico es bastante corrosivo, especialmente para el acero normal y algunas aleaciones. Esta corrosividad puede dañar rápidamente el sensor de flujo de los medidores de flujo estándar, lo que puede reducir la precisión de las lecturas y la vida útil del dispositivo. El ácido fosfórico puede corroer la mayoría de los metales en diversos grados.

Muchos cambios en la viscosidad: La viscosidad del ácido fosfórico varía considerablemente según la temperatura y la concentración. La sustancia se vuelve más espesa a medida que se enfría y se concentra. Este cambio en la viscosidad puede reducir la precisión de los medidores de flujo, especialmente aquellos que emplean dinámica de fluidos para medir el flujo.

Cambio de conductividad: La conductividad del ácido fosfórico varía con la concentración, lo que puede afectar a algunos caudalímetros. El ácido fosfórico transmite cierta cantidad de electricidad, pero esta diferencia de conductividad debe tenerse en cuenta al elegir un caudalímetro.

Los problemas de los caudalímetros obsoletos

Los medidores de caudal tradicionales a veces tienen grandes problemas cuando entran en contacto con productos químicos especialmente corrosivos como el ácido fosfórico.

El ácido fosfórico entra en contacto directo con las piezas móviles de los caudalímetros mecánicos, como los de turbina y los de engranajes ovalados. Esto los hace propensos a la corrosión y rotura. El aumento de la viscosidad del ácido fosfórico también puede alterar el rendimiento de estas piezas móviles, lo que puede generar errores adicionales en las mediciones.

× Medidor de flujo de presión diferencial: Seleccionar materiales resistentes a la corrosión ayuda a mitigar los problemas de corrosión; pero hará que el precio del sensor de flujo sea muy caro si elige material de tantalio.

El medidor de flujo de engranajes ovalados también puede corroerse por el ácido.

Medidor de caudal de engranajes ovalados: El medidor de caudal de engranajes ovalados es un tipo de medidor de caudal de desplazamiento positivo. Las partes húmedas del sensor son de hierro fundido, acero fundido o acero inoxidable. Si bien ofrece alta precisión para la medición de caudal ácido, los engranajes ovalados se corroen fácilmente.

Caudalímetro de turbina: El caudalímetro de turbina puede medir un solo líquido puro, pero la solución de ácido fosfórico es corrosiva y puede corroer el impulsor, acortando considerablemente su vida útil. Por lo tanto, no se recomienda.

¿Cómo funciona el medidor de caudal magnético para ácido fosfórico?

Un medidor de flujo electromagnético funciona gracias a la ley de inducción electromagnética de Faraday. Cuando un líquido conductor, como una solución de ácido fosfórico, se desplaza a través de un campo magnético, crea una fuerza electromotriz inducida. La velocidad del flujo del líquido está directamente relacionada con la intensidad de esta fuerza electromotriz.

Cómo funciona el medidor de flujo magnético para ácido fosfórico

Para generar un campo magnético perpendicular al eje de la tubería, el caudalímetro magnético de la serie SHD incorpora un par de bobinas de excitación en el tubo de medición del medidor electromagnético. La fuerza de Lorentz actúa sobre los iones de un líquido conductor, como el ácido fosfórico, al fluir a través de este campo magnético. Esto provoca la migración de iones positivos y negativos hacia ambos extremos de la tubería. Esto genera una diferencia de potencial en los electrodos de ambos extremos. Esta diferencia de potencial es la causa de la fuerza electromotriz inducida, y su magnitud está directamente relacionada con la velocidad promedio de flujo del líquido.

Para determinar el caudal volumétrico del líquido, se puede medir la fuerza electromotriz inducida y multiplicarla por el área de la sección transversal de la tubería. El líquido medido no se dañará por su naturaleza corrosiva, ya que no hay piezas mecánicas móviles en contacto con él.

Los caudalímetros magnéticos de la serie SHD son increíblemente precisos y pueden medir caudales de ácido fosfórico desde muy pequeños hasta muy grandes. Su pérdida de presión es prácticamente nula, por lo que no interfiere con el tratamiento.

¿Cómo elegir un medidor de caudal electromagnético que pueda medir el caudal de ácido fosfórico?

Al elegir medidores de flujo electromagnéticos para probar el ácido fosfórico, debe tener en cuenta lo siguiente:

Revestimientos y electrodos de caudalímetros magnéticos

Lo más importante es elegir los materiales adecuados para los electrodos. El acero inoxidable 316L, el Hastelloy C, el tántalo metálico y otros materiales no se corroen al entrar en contacto con el ácido fosfórico. La mayoría de las cantidades de líquido funcionan bien con los electrodos de acero inoxidable 316L. Sin embargo, si se requiere una mayor resistencia a la corrosión o se trabaja con altos niveles de ácido fosfórico, se recomienda utilizar electrodos de tántalo metálico.

Selección del material de revestimiento: El material de revestimiento del interior del tubo de medición es igualmente importante. El politetrafluoroetileno (PTFE o teflón) es la mejor opción, ya que no altera la conductividad del ácido fosfórico y es particularmente resistente a la corrosión. Además, el PTFE (teflón) es económico. Sin embargo, silverinstruments.com también ofrece materiales de revestimiento más robustos, como PFA y F46, que soportan temperaturas más altas, de entre 150 y 160 °C.

A continuación enumeramos el material de revestimiento y electrodos del medidor electromagnético para diferentes temperaturas y diferentes concentraciones de ácido fosfórico.

Tabla de selección de materiales de electrodos y revestimientos para caudalímetros electromagnéticos

Compatibilidad del ácido fosfórico

A - Adecuado/Recomendado | B - Utilizable/Aceptable | C - No recomendado | N - No adecuado | X - Resistente a la corrosión (para algunas condiciones) | R - Temperatura ambiente | Sat - Saturado | (W) - Temperatura más alta recomendada para este material

La brida y la carcasa del medidor de caudal magnético de la serie SHD son de acero al carbono en condiciones normales, con opción de acero inoxidable.

Selección del material de la carcasa del caudalímetro magnético: El material de la carcasa y la brida del caudalímetro no entra en contacto con el ácido fosfórico. En circunstancias normales, una carcasa de acero al carbono es suficiente. Sin embargo, el entorno en el que se utiliza el caudalímetro puede ser corrosivo, y a los usuarios les preocupa que la carcasa se corroa tras un uso prolongado. silverinstruments.com ofrece carcasas de acero inoxidable 304 y 316, siendo estas últimas más resistentes a la corrosión.

El ácido fosfórico conduce la electricidad hasta cierto punto, pero es fundamental determinar su conductividad mínima antes de usar un caudalímetro electromagnético. Generalmente, su conductividad cumple con todos los estándares para caudalímetros electromagnéticos. Sin embargo, esto debe comprobarse para cualquier ácido fosfórico diluido específico.

Clasificación de temperatura y presión: Seleccione la clasificación de temperatura y presión adecuada para las condiciones del proceso. A temperaturas más altas, el ácido fosfórico corroe los materiales con mayor rapidez. Esto significa que, al trabajar con altas temperaturas, debe utilizar materiales menos propensos a oxidarse.

Nivel de protección: Dado que el lugar donde se genera el ácido fosfórico puede ser hostil, se recomienda elegir medidores de flujo electromagnéticos con niveles de protección más altos, como IP67 o IP68, para asegurarse de que funcionen bien en estos entornos.

Elija la precisión y el rango adecuados según sus necesidades. Puede usar un caudalímetro electromagnético de alta precisión con una precisión de ±0,2 % si necesita mediciones muy precisas.

¿Cómo instalar correctamente el medidor de caudal electromagnético para ácido fosfórico?

Al medir cosas como el ácido fosfórico, que son difíciles de encontrar, es muy importante instalar medidores de flujo electromagnéticos de la manera correcta para que ofrezcan valores precisos.

Instale correctamente el medidor de flujo de ácido para obtener el mejor resultado de medición

Selección de la mejor ubicación para la instalación: Coloque el caudalímetro electromagnético en la parte del sistema de tuberías donde el fluido lo llena. Para evitar la formación de burbujas, no debe colocarse cerca de la parte superior de la tubería. Evite también colocarlo en lugares donde pueda generarse presión negativa, ya que esto podría dañar el revestimiento.

Para garantizar la precisión de las mediciones, debe haber suficientes tramos rectos de tubería antes y después del caudalímetro electromagnético. El tramo recto de tubería anterior debe tener entre 5 y 10 veces su diámetro, y el tramo recto posterior debe tener entre 2 y 3 veces su diámetro. La longitud del tramo recto de tubería debe ser mayor si hay codos y válvulas aguas arriba que obstruyan el flujo.

Requisitos de conexión a tierra: Los medidores de flujo electromagnéticos deben estar correctamente conectados a tierra para su correcto funcionamiento. Asegúrese de que tanto el equipo como el sistema de tuberías estén correctamente conectados a tierra. Debe instalar anillos de conexión a tierra específicos si la tubería no es metálica o está recubierta de materiales no conductores de electricidad. En general, las tuberías de ácido fosfórico pueden ser de plástico en lugar de las tuberías de hierro comúnmente utilizadas, ya que las soluciones de ácido fosfórico son altamente corrosivas. Al instalar medidores de flujo electromagnéticos en tuberías de plástico, se requiere un anillo de conexión a tierra, el cual debe ser del mismo material que el electrodo.

Soporte de tuberías : Los medidores de flujo magnéticos suelen ser muy pesados, especialmente los sensores de flujo magnéticos de gran diámetro, como los medidores de flujo de ácido de 4" o 6". Para minimizar la tensión generada por las tuberías en el cuerpo del medidor, es necesario colocar soportes cerca de los sensores.

Terminales eléctricos del medidor de caudal magnético

Conexión eléctrica: Siga los manuales que acompañan al caudalímetro magnético de la serie SHD para conectarlo a la fuente de alimentación. Observe la placa de características del caudalímetro, independientemente de si es de 24 V CC o 220 V CA. Preste especial atención a la conexión a tierra y la transferencia del cable de señal. Se debe prestar especial atención a la compatibilidad electromagnética cuando exista una alta interferencia electromagnética.

Preste atención a la placa de identificación del medidor de flujo de ácido.

Mantenimiento: Cuando instale el medidor de flujo electromagnético de silverinstrument.com, debe pensar en cómo deberá mantenerse en el futuro y asegurarse de que haya suficiente espacio a su alrededor para que el ingeniero lo inspeccione y realice el trabajo de mantenimiento de rutina.

Por su funcionamiento y fabricación, el caudalímetro electromagnético es la técnica ideal para medir el caudal de ácido fosfórico. No tiene piezas móviles y el ácido fosfórico no lo erosiona. Es muy estable, presenta baja pérdida de presión y puede utilizarse para diversas aplicaciones.

Al elegir y utilizar un caudalímetro electromagnético para medir ácido fosfórico, lo más importante es elegir los materiales adecuados, especialmente para el revestimiento y los electrodos. Además, una instalación y un mantenimiento adecuados son cruciales para garantizar el correcto funcionamiento y la estabilidad del equipo a lo largo del tiempo.

Los caudalímetros electromagnéticos seguirán mejorando su capacidad para medir medios corrosivos a medida que la tecnología avance. Esto los convertirá en una mejor manera de cuantificar sustancias químicas como el ácido fosfórico.