tiếng việt
Trong tất cả các lĩnh vực sơn chống ăn mòn chịu tải nặng, đóng tàu, bảo vệ kết cấu thép và các lĩnh vực tương tự, sơn epoxy, sơn lót giàu kẽm epoxy và sơn phủ polyurethane là những loại sơn phủ hiệu suất cao được sử dụng phổ biến nhất. Tuy nhiên, các loại sơn phủ này thường có độ nhớt cao , hàm lượng chất rắn cao và chứa các hạt. Trong quá trình phun sơn, việc đo lường và kiểm soát chính xác lưu lượng luôn là một thách thức đối với các kỹ sư tại công trường. Đặc biệt khi đường kính ống chỉ từ 1/4 inch đến 3/8 inch , lưu lượng thấp tới 3 lít/phút và áp suất làm việc cao tới 400 bar, các đồng hồ đo lưu lượng thông thường khó có thể hoạt động chính xác.
Dựa trên một tập hợp các thông số điển hình của lớp phủ epoxy và polyurethane, bài viết này thảo luận về một số vấn đề chính cần được xem xét khi lựa chọn lưu lượng kế cho các loại sơn có độ nhớt cao.
Lấy ví dụ một loại sơn phủ epoxy nhất định, Hempadur 4774D. Độ nhớt của nó đạt tới 105 kU (khoảng 3500 cP), trong khi một loại sơn phủ polyurethane khác, 5521, có độ nhớt khoảng 63–87 kU (khoảng 800 cP). Mật độ dao động từ 0,9 đến 1,5 kg/L. Các loại sơn phủ này cũng chứa bột kẽm, chất tạo màu và chất độn, với hàm lượng chất rắn tối đa lên đến 80%. Quan trọng hơn, cần có chất pha loãng (chất pha loãng 5%) tại chỗ để điều chỉnh độ nhớt khi thi công, có nghĩa là cùng một lưu lượng kế phải xử lý nhiều môi trường có tính chất lưu biến khác nhau.
Lưu lượng kế tuabin có thể bị kẹt cánh quạt do chất lỏng có độ nhớt cao.
Trong điều kiện như vậy, các lưu lượng kế tuabin truyền thống có thể bị kẹt cánh quạt do độ nhớt cao. Lưu lượng kế điện từ yêu cầu môi trường dẫn điện, điều mà nhiều lớp phủ gốc dung môi không cung cấp được. Lưu lượng kế áp suất chênh lệch gặp phải tổn thất áp suất đáng kể và độ chính xác giảm mạnh ở lưu lượng thấp và độ nhớt cao. Do đó, cần có một giải pháp đo lưu lượng được thiết kế đặc biệt cho điều kiện độ nhớt cao, lưu lượng thấp và áp suất cao.
Hiện nay, các giải pháp hoàn thiện nhất cho dây chuyền phun epoxy và polyurethane là lưu lượng kế khối Coriolis và lưu lượng kế bánh răng oval (một loại lưu lượng kế thể tích dương). Đặc điểm của chúng được thảo luận riêng bên dưới.
Lưu lượng kế khối lượng Coriolis đo trực tiếp lưu lượng khối lượng, không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi độ nhớt, mật độ hoặc nhiệt độ của môi trường. Trong trường hợp độ nhớt của các loại sơn như 4774D và 5521 khác nhau gấp nhiều lần, lưu lượng kế Coriolis vẫn duy trì độ chính xác cao từ ±0,1% đến ±0,2% mà không cần hiệu chỉnh. Đồng thời, nó có thể trực tiếp xuất ra tín hiệu mật độ và nhiệt độ, giúp dễ dàng theo dõi xem sơn có bị pha loãng quá mức hay không.
Toàn bộ đường kính của cảm biến Coriolis cho phép chất lỏng có chứa các hạt đi kèm.
Đối với các ứng dụng phun áp suất cao, lưu lượng kế Coriolis áp suất cao (với định mức áp suất tối đa từ 414 bar trở lên) có thể hoàn toàn đáp ứng được áp suất làm việc 400 bar. Thiết kế đường kính lớn cho phép các hạt nhỏ (như bột kẽm và các cụm sắc tố) trong sơn đi qua trơn tru mà không bị tắc nghẽn. Cấu tạo bằng thép không gỉ 316L đáp ứng các yêu cầu về khả năng chống ăn mòn của hầu hết các loại sơn phủ công nghiệp.
Tuy nhiên, chi phí của lưu lượng kế Coriolis tương đối cao. Đối với lưu lượng từ 3 L/phút đến 15 L/phút, cần phải chọn đường kính ống phù hợp (1/4 inch hoặc 3/8 inch) để cân bằng giữa tổn thất áp suất và độ chính xác.
Lưu lượng kế bánh răng hình bầu dục là một loại lưu lượng kế thể tích dương (lưu lượng kế PD) sử dụng một cặp bánh răng ăn khớp để đo thể tích chất lỏng chảy qua. Đối với chất lỏng có độ nhớt cao, sự rò rỉ qua các khe hở giữa các bánh răng và vỏ thực tế giảm đi; do đó, độ nhớt càng cao thì độ chính xác của lưu lượng kế bánh răng càng tốt, thường đạt ±0,5%. Ở tốc độ dòng chảy tối thiểu 3 L/phút, lưu lượng kế bánh răng vẫn có thể tạo ra tín hiệu xung ổn định, rất phù hợp cho việc trộn theo mẻ hoặc trộn tỷ lệ.
Lưu lượng kế bánh răng hình bầu dục có thể chịu được áp suất trên 400 bar và tiết kiệm chi phí hơn so với lưu lượng kế Coriolis. Nếu cần tín hiệu đầu ra 4-20 mA, có thể kết nối thêm bộ phát hoặc thiết bị phụ tương ứng. Nhược điểm của lưu lượng kế bánh răng hình bầu dục là có các bánh răng chuyển động bên trong. Nếu sơn chứa nhiều hạt cứng (ví dụ: bột kẽm trong sơn lót epoxy giàu kẽm), bánh răng có thể bị hỏng; nếu không, việc sử dụng lâu dài sẽ dẫn đến suy giảm độ chính xác do hao mòn.
Trong quá trình tìm hiểu và mua sắm thực tế, nhiều khách hàng chỉ cung cấp đường kính ống và phạm vi lưu lượng, bỏ qua một số chi tiết quan trọng. Dựa trên kinh nghiệm của chúng tôi với các loại lưu lượng kế sơn có độ nhớt cao tương tự, chúng tôi khuyên bạn nên xác nhận các điểm sau trước khi lựa chọn lưu lượng kế sơn có độ nhớt cao:
Kích thước hạt tối đa trong môi trường: Mặc dù sơn epoxy và polyurethane không chứa các hạt lớn như một số loại bột nhão thực phẩm, nhưng các cục vón sắc tố, chất độn không phân tán hoặc các cục vón sinh ra trong quá trình đóng rắn có thể làm tắc nghẽn lưu lượng kế. Nếu kích thước hạt vượt quá 0,5 mm, thì lưu lượng kế Coriolis toàn đường kính nên là lựa chọn ưu tiên.
Kiểu kết nối quy trình: Đối với ống 1/4 inch hoặc 3/8 inch, thường sử dụng ren trong NPT, khớp nối kiểu ferrule hoặc khớp nối ống mềm áp suất cao. Ở áp suất 400 bar, nên sử dụng gioăng hình nón hoặc gioăng kim loại để tránh rò rỉ.
Loại tín hiệu đầu ra: Hầu hết các hệ thống điều khiển phun yêu cầu tín hiệu analog 4-20 mA để giám sát liên tục, hoặc tín hiệu xung để điều khiển theo mẻ. Một số dự án cũng có thể yêu cầu giao tiếp Modbus RTU hoặc Modbus TCP để tải dữ liệu lưu lượng lên phòng điều khiển hoặc đám mây.
Lưu lượng kế ATEX: Vì sơn thường chứa dung môi hữu cơ (ví dụ: xylene, butanone), nên các địa điểm phun sơn thường nằm trong khu vực nguy hiểm. Trong những trường hợp như vậy, cần sử dụng lưu lượng kế ATEX, cần chọn loại lưu lượng kế an toàn nội tại hoặc chống cháy nổ, được sử dụng kết hợp với rào chắn an toàn.
Ngoài việc giám sát lưu lượng phun thông thường như đã mô tả ở trên, các loại lưu lượng kế tương tự cũng được sử dụng rộng rãi trong các trường hợp sau:
Kiểm soát tỷ lệ pha trộn sơn hai thành phần: Sơn epoxy thường cần được trộn với chất đóng rắn theo một tỷ lệ cụ thể. Hai lưu lượng kế độ chính xác cao (một cho gốc epoxy, một cho chất đóng rắn) kết hợp với van tỷ lệ có thể đạt được khả năng điều khiển vòng kín và đảm bảo tỷ lệ pha trộn không đổi. Lưu lượng kế Coriolis có những ưu điểm vượt trội trong ứng dụng này vì nó có thể đồng thời đo mật độ để xác định xem hỗn hợp có đồng nhất hay không.
Phân phối liều lượng nhỏ: Một số dây chuyền chiết rót tự động yêu cầu phân phối 28 mL sơn mỗi 6 giây. Trong những trường hợp như vậy, độ lặp lại trong phạm vi lưu lượng siêu nhỏ là rất quan trọng. Nhờ nguyên lý dịch chuyển tích cực, lưu lượng kế bánh răng mang lại độ lặp lại tốt hơn ở tốc độ dòng chảy thấp so với nhiều loại khác.
Phun sơn không dùng khí nén áp suất cao : Trong thiết bị phun sơn không dùng khí nén hoạt động ở áp suất lên đến 400 bar, lưu lượng kế không chỉ phải chịu được áp suất mà còn phải chống lại sự ăn mòn tốc độ cao do sơn gây ra. Cả lưu lượng kế Coriolis bằng thép không gỉ và lưu lượng kế bánh răng đều có khả năng đáp ứng yêu cầu này, nhưng cần chú ý xem sự sụt giảm áp suất qua lưu lượng kế có ảnh hưởng đến kiểu phân bố tia phun hay không.
Đối với các loại sơn epoxy và polyurethane như Hempadur 4774D và 55210, với độ nhớt từ 800 cP đến 3500 cP, áp suất làm việc tối đa 400 bar và lưu lượng tối thiểu 3 L/phút, hai lựa chọn sau đây được khuyến nghị:
Nếu ngân sách cho phép và cần thêm thông tin như mật độ và nhiệt độ, hãy chọn lưu lượng kế khối Coriolis áp suất cao với đường kính trong 1/4 inch hoặc 3/8 inch, vật liệu 316L và đầu ra 4-20 mA hoặc Modbus.
Nếu hiệu quả chi phí là ưu tiên hàng đầu và sơn chứa ít hạt cứng, hãy chọn đồng hồ đo lưu lượng bánh răng bằng thép không gỉ có đầu ra xung và mô-đun chuyển đổi 4-20 mA, đồng thời chú ý đến khả năng chống mài mòn của vật liệu bánh răng.
Bất kể lựa chọn loại lưu lượng kế nào, chúng tôi đều khuyến nghị nên tiến hành thử nghiệm quy mô nhỏ trong điều kiện hoạt động thực tế để kiểm tra độ chính xác và độ ổn định ở lưu lượng thấp nhất và độ nhớt cao nhất. Nếu bạn đang tìm kiếm giải pháp đo lưu lượng phù hợp cho lớp phủ epoxy, lớp phủ polyurethane hoặc lớp sơn lót epoxy giàu kẽm, vui lòng cung cấp tên môi chất cụ thể, nhiệt độ hoạt động và tổn thất áp suất cho phép. Sau đó, chúng tôi có thể đề xuất mô hình phù hợp nhất và cung cấp báo giá chính thức.
