酢酸用途における電磁流量計の故障解析

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　　酢酸製造プラントでは、多くが渦街式や楕円歯車式などの流量計を採用している。これらの流量計には多くの欠点があり、摩耗しやすく、媒体によって腐食されて漏れが発生し、寿命が短く、メンテナンス作業が多いため、生産要件を満たすことが難しい。装置の技術改良に伴い、設計されていた流量計に代わって新しい電磁流量計が採用されている。この変更により、酢酸の製造工程上の要件が満たされるだけでなく、投資額も大幅に削減され、メンテナンスの負担も軽減されます。したがって、酢酸の用途における電磁流量計の故障解析は以下の通りです：　　1. 試料中に気泡が含まれて測定に障害が生じる　　試料が外部からガスを吸収するか、または試料中に溶解していたガスが遊離した気泡に変わることが、液体中に気泡状のガスが発生する2つの原因です。媒体中に大きな気泡が存在する場合、その気泡が電極を通過すると電極全体が覆われ、流量信号の入力回路が一時的に開路状態になり、その結果出力信号に振動が生じます。このような振動の原因を判断するには、磁場のループ電流を遮断し、遮断後も流量計に表示があり続け、かつ振動状態にある場合、媒体中に気泡が存在して電磁流量計の振動を引き起こしていると証明されます。指針式マルチメーターを使って電磁流量計の電極抵抗を測定すると、電磁流量計の電極回路の抵抗値が通常時よりも高くなっていることがわかります。 　　電磁流量計の取り付け位置によって測定対象媒体に空気が混入した場合、配管の高い位置に電磁流量計を設置することでガスが滞留したり、外部から空気が吸い込まれて流量計の計測値が変動したりする場合は、電磁流量計の取り付け位置を変更して配管の最も低い位置に設置するか、U字管式に設置する必要があります。しかし、電磁流量計の口径が大きい場合や、設置場所を変更しにくい場合には、流量計の上流に集気バッグと排気弁を設置することでこの問題を解決できる。 　　2、媒体が満管でない状態　日常の生産において、時折満管でない現象が発生する。この現象は、液体中に気泡が含まれている典型的な状況と見なすことができる。電極の水平面が媒体液面より低い場合、流量計の前後に直管区間を設けることが理想的で、測定データも安定します。しかし、管内の上部にある気体の体積も媒体流量として計算されるため、この場合は測定誤差が大きくなる。電極の水平面が媒体の液面より高い場合、電磁流量計の測定回路は開路状態となり、測定されるデータは著しく歪む。このような非満管状態で生じる故障に対処する方法は、以下の通りです。可能な限り、下から上へ流れる垂直な配管に電磁流量計を取り付けること。実際の生産現場では電磁流量計を水平に設置する必要があり、その場合は配管の最下部に取り付け、かつ電磁流量計の電極軸線を水平線に平行にする。測定管内に負圧が発生するのを避けるため、流量計のセンサーはポンプの下流、制御弁の上流に設置すべきである。流量計のセンサーの取り付け口には一定の背圧が必要であり、また直接排出口から離れた場所に設置するべきである。 　　3. 電磁流量計の電極が腐食する　酢酸の製造過程では強い腐食性を持つ物質に触れることがあるため、電磁流量計の電極材料を適切に選ばない場合、その物質が電極を腐食させ、最終的にセンサーが機能しなくなってしまう。そのため、流量計の出力に変動が生じます。電極が腐食して流量計に故障が生じた場合に初めて、電極材料が耐腐食性を持たないことが分かります。このような材料の本質的な性能上の問題は、使用する前には判別できません。したがって、このような故障を解決するには新しい電極に交換するしかありません。したがって、電極の腐食故障の判断処理は、すべて事後保守処理の方法に属します。 　　4. 測定対象液の性質による測定不良　測定対象物の導電率が低下すると、電極の出力インピーダンスが増加し、このときコンバーターの入力インピーダンスが負荷効果を引き起こし、流量計に測定誤差が生じます。電磁流量計にこのような故障が発生した場合、要求を満たす低電気伝導度の電磁流量計を使用するか、または孔板流量計など、別の原理に基づく流量計を使用するしかありません。 　　5. 流量計のライニングの変形による測定値の変動　電磁流量計のライニングには一般的にフッ素樹脂が使用されているため、ライニングが容易に変形し、計測エラーが発生することがある。ライニングが変形する主な原因は2つあります。1つ目は、フッ素樹脂製のライニングが蒸気によって熱拡散を起こすことです。通常、ライニング材料の種類、厚さ、内外の温度差、そして流体や蒸気の種類、配管の圧力など、多くの要因がこの浸透の程度を決定します。2つ目は、フッ素樹脂製ライニング材料自体の構造によるものです。一般的にはポリテトラフルオロエチレンがフッ素樹脂製ライニング材料として使用されますが、ポリテトラフルオロエチレンには接着力がなく、圧力によってのみ管壁に固定されるため、負圧のある配管ではこの材料は使用されません。 　　6、外部電磁干渉　製造現場には、配管の漏れ電流、静電気、電磁波、磁場などの干渉源が存在する。電磁流量計の流量信号は非常に小さく、外部の電磁干渉を受けやすいため、電磁流量計の正常な動作に影響を与えます。いわゆる電界干渉とは、流量計の測定管内の電位バランスがノイズによって乱され、出力信号に異常な変動が生じることを指す。