Medidor de flujo de ácido fosfórico

Caudalímetros electromagnéticosPuede 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 flujo.

El ácido fosfórico tiene la fórmula química HPO₄. Es un ácido muy importante, aunque no orgánico. Es un líquido transparente e incoloro, de sabor desagradable y potencialmente tóxico. Si bien es bastante estable a temperatura ambiente, puede corroer rápidamente los metales. Dependiendo de su concentración, el ácido fosfórico se puede presentar en formas débiles y fuertes. En la industria, se utiliza comúnmente a una concentración de aproximadamente el 85%.

En la industria, el ácido fosfórico se utiliza de diversas maneras. Generalmente se emplea en la fabricación de fertilizantes fosfatados, como el superfosfato y el fosfato diamónico, esenciales para la producción agrícola. El ácido fosfórico también es un conservante y regulador del sabor ácido común en la industria alimentaria. Además, se utiliza para eliminar el óxido y fosfatizar superficies metálicas. En el sector farmacéutico, se emplea en la elaboración de diversos fármacos fosfatados.

¿Dónde se debe usar el ácido fosfórico?

El ácido fosfórico tiene muchos usos, pero los más populares son:

Amplias aplicaciones de los caudalímetros de ácido fosfórico

Más del 80 % del ácido fosfórico se utiliza en la industria de fertilizantes. Este ácido se emplea en la fabricación de diversos fertilizantes fosfatados, como el superfosfato, el fosfato monoamónico y el fosfato diamónico. Estos fertilizantes proporcionan a los cultivos el fósforo que necesitan para su desarrollo y son fundamentales para aumentar la producción agrícola.

En la industria alimentaria, el ácido fosfórico se usa generalmente para reducir el pH, conservar los alimentos frescos y aumentar su acidez. Se encuentra en muchas bebidas carbonatadas, como la cola, donde les da un sabor ácido. También se utiliza para mejorar el sabor de la carne y, al mismo tiempo, para que retenga más agua.

El ácido fosfórico se usa comúnmente en la industria metalúrgica para eliminar el óxido y fosfatizar el metal. Elimina el óxido de la superficie metálica y crea una película protectora de fosfato, lo que reduce 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 varios 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 fósforo adecuado. medición del flujo ácido Esto da como resultado la automatización industrial debido a las siguientes razones:

El ácido fosfórico es muy corrosivo, especialmente para el acero común y algunas aleaciones. Esta corrosividad puede dañar rápidamente el sensor de flujo de los caudalímetros estándar, lo que reduce la precisión de las lecturas y disminuye la vida útil del dispositivo. El ácido fosfórico puede corroer la mayoría de los metales en diversos grados.

Variaciones significativas 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 disminuye su temperatura y concentración. Este cambio en la viscosidad puede reducir la precisión de los caudalímetros, especialmente aquellos que utilizan la dinámica de fluidos para medir el caudal.

Variación de la conductividad: La conductividad del ácido fosfórico varía con la concentración, lo que puede afectar a algunos caudalímetros. Si bien el ácido fosfórico transmite electricidad en cierta medida, esta diferencia de conductividad debe tenerse en cuenta al seleccionar un caudalímetro.

Los problemas con los caudalímetros obsoletos

Los caudalímetros tradicionales a veces presentan grandes problemas cuando entran en contacto con productos químicos especialmente corrosivos, como el ácido fosfórico.

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

× Caudalímetro 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 elevado si elige material de tantalio.

Los caudalímetros de engranajes ovalados también pueden corroerse por la acción del ácido.

× Caudalímetro de engranajes ovalados: caudalímetro de engranajes ovalados Se trata de un caudalímetro de desplazamiento positivo. Las partes en contacto con el fluido son de hierro fundido, acero fundido o acero inoxidable. Si bien ofrece una alta precisión en la medición del flujo de ácido, los engranajes ovalados pueden corroerse fácilmente.

× Medidor de flujo de turbina: Caudalímetro de turbina Puede medir un solo líquido puro, pero la solución de ácido fosfórico es corrosiva y puede dañar el impulsor, reduciendo considerablemente la vida útil del caudalímetro de turbina. Por lo tanto, no se recomienda su uso.

¿Cómo funciona un caudalímetro magnético para el ácido fosfórico?

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

Cómo funciona un caudalímetro magnético para el 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. 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 que los iones positivos y negativos migren hacia ambos extremos de la tubería, generando una diferencia de potencial entre los electrodos. Esta diferencia de potencial es la que produce la fuerza electromotriz inducida, cuya magnitud está directamente relacionada con la velocidad media del flujo del líquido.

Para calcular 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 que se está midiendo no se verá afectado por la corrosión, ya que no hay piezas mecánicas móviles que entren 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. Además, su pérdida de presión es prácticamente nula, por lo que no interferirán con el tratamiento.

¿Cómo elegir un caudalímetro electromagnético que pueda medir el flujo de ácido fosfórico?

Al elegir caudalímetros electromagnéticos para analizar 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 tantalio y otros materiales no se corroen al entrar en contacto con ácido fosfórico. La mayoría de las cantidades de líquido funcionan bien con electrodos de acero inoxidable 316L. Sin embargo, si se requiere una mayor resistencia a la corrosión o se trabaja con altas concentraciones de ácido fosfórico, se recomienda utilizar electrodos de tantalio.

Elección 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 precio del PTFE (teflón) es económico. Sin embargo, silverinstruments.com también puede proporcionar materiales de revestimiento más robustos como PFA y F46, que pueden soportar temperaturas más altas, alrededor de 150-160 °C.

A continuación, enumeramos el material del revestimiento del magnetómetro y de los electrodos para diferentes temperaturas y diferentes concentraciones de ácido fosfórico.

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

Compatibilidad con 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 máxima recomendada para este material

La brida y la carcasa del caudalímetro 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 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 opciones de carcasas de acero inoxidable 304 y 316, siendo el acero inoxidable más resistente a entornos corrosivos.

El ácido fosfórico conduce la electricidad en cierta medida, pero es fundamental determinar la conductividad mínima del ácido fosfórico que se está analizando antes de utilizar un caudalímetro electromagnético. Generalmente, la conductividad del ácido fosfórico cumple con todos los estándares para caudalímetros electromagnéticos. Sin embargo, es necesario comprobarla para cada solución de ácido fosfórico diluido.

Temperatura y presión nominales: Seleccione la temperatura y la presión nominales adecuadas para las condiciones del proceso. A temperaturas elevadas, el ácido fosfórico corroe los materiales con mayor rapidez. Por lo tanto, al trabajar con altas temperaturas, debe utilizar materiales menos propensos a la oxidación.

Nivel de protección: Dado que el lugar donde se genera el ácido fosfórico puede ser hostil, se recomienda elegir caudalímetros electromagnéticos con niveles de protección más altos, como IP67 o IP68, para garantizar su buen funcionamiento en estos entornos.

Seleccione el nivel de precisión y el rango adecuados según sus necesidades. Si necesita realizar mediciones muy precisas, puede utilizar un caudalímetro electromagnético de alta precisión con una exactitud de ± 0,2 %.

¿Cómo instalar correctamente un caudalímetro electromagnético para ácido fosfórico?

Al medir sustancias como el ácido fosfórico, que son difíciles de encontrar, es fundamental instalar correctamente los caudalímetros electromagnéticos para que ofrezcan valores precisos.

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

Elección 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. También debe evitar ubicarlo en lugares donde es probable que se produzca 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 anterior debe tener un diámetro de 5 a 10 veces mayor que el de la tubería, y el tramo recto posterior, de 2 a 3 veces mayor. La longitud del tramo recto debe ser mayor si existen codos y válvulas aguas arriba que obstruyan el flujo.

Requisitos de conexión a tierra: Los caudalímetros electromagnéticos deben estar correctamente conectados a tierra para funcionar correctamente. Asegúrese de que tanto el equipo como el sistema de tuberías estén debidamente conectados a tierra. Es necesario instalar anillos de conexión a tierra específicos si la tubería no es de metal o está recubierta de materiales no conductores de electricidad. En general, las tuberías de ácido fosfórico pueden ser de plástico en lugar de las de hierro comúnmente utilizadas, debido a la alta corrosividad de las soluciones de ácido fosfórico. Al instalar caudalímetros electromagnéticos en tuberías de plástico, se requiere un anillo de conexión a tierra, y debemos elegir un anillo del mismo material que el electrodo.

Soporte para tuberías : Los caudalímetros magnéticos a veces son muy pesados, especialmente los sensores de flujo magnético de gran diámetro, como los caudalímetros de ácido de 4" o 6". Para minimizar la tensión que ejercen las tuberías sobre el cuerpo del caudalímetro, es necesario instalar soportes cerca de los sensores.

Terminales eléctricos del caudalímetro magnético

Conexión eléctrica: Siga las instrucciones del manual que acompaña al caudalímetro magnético de la serie SHD para conectarlo a la fuente de alimentación. Preste atención a la placa de características del caudalímetro, que indica si es de 24 V CC o 220 V CA. Tenga especial cuidado con la conexión a tierra y la transmisión del cable de señal. En entornos con alta interferencia electromagnética, es fundamental considerar la compatibilidad electromagnética.

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

Mantenimiento: Cuando instale el caudalímetro electromagnético de silverinstrument.com, debe pensar en cómo se necesitará mantenerlo en el futuro y asegurarse de que haya suficiente espacio a su alrededor para la inspección del técnico y para realizar el trabajo de mantenimiento rutinario.

Por su funcionamiento y diseño, el caudalímetro electromagnético es la técnica ideal para medir el caudal de ácido fosfórico. No tiene partes móviles y el ácido fosfórico no lo corroe. 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 seleccionar los materiales adecuados, especialmente para el revestimiento y los electrodos. Asimismo, una correcta instalación y mantenimiento son fundamentales para garantizar el buen funcionamiento del equipo y su estabilidad a lo largo del tiempo.

Los caudalímetros electromagnéticos seguirán mejorando en la medición de fluidos corrosivos a medida que avance la tecnología. Esto los convertirá en una herramienta más eficaz para cuantificar sustancias químicas como el ácido fosfórico.