輸水管道流量計內襯的合理選擇及加工工藝的簡要介紹
點擊次數：2351 發布時間：2021-01-16 13:40:57
在輸水管道流量計的選型過程中，作為一名合格的工控技術人員，需要對于輸水管道流量計的選型中必須涉及到的重要的參數加以了解，才能對于所需流量計作一個正確的選型。這些參數主要包括以下幾點：1、壓力 2、溫度 3、測量介質 4、管道材質 5、管道直徑 ，判斷介質是否高溫、有腐蝕性、還要知道介質的導電系數。本文針對于輸水管道流量計的內襯如何選擇，及對于內襯的加工工藝作簡要的介紹。
輸水管道流量計為什么要進行襯里，這跟輸水管道流量計的測量原理說起。輸水管道流量計一般有一組線圈和兩個電極，當然現在有的某些型號為了增強測量效果，也有采用三個電極的。輸水管道流量計的線圈的作用是給流體加上一個電場，流動的導電液體相當于一個導體，根據法拉*電磁感應定律當導體切割磁力線時會相應產生一個與速度成正比的電動勢，電極的作用就是測量這個感應電動勢，所以測量管內只有電極是與導電液體相連的，其他部分是內襯，要保證絕緣，輸水管道流量計才能正常工作。如果有磁場的那段金屬管道也與液體相接觸，輸水管道流量計所測的導電液體和金屬管之間短路了，就會有導電，就會將電勢導走使輸水管道流量計無法測量電勢。所以輸水管道流量計的內部都是有襯里的。
在測量流量時，導電性液體以速度V流過垂直于流動方向的磁場，導電性液體的流動感應出一個與平均流速成正比的電壓，其感應電壓信號通過二個或二個以上與液體直接接觸的電極撿出，并通過電纜送至轉換器通過智能化處理，然后LCD顯示或轉換成標準信號4～20ma和0-1khz輸出。這樣，輸水管道流量計就能測出導電流體的流量了。
輸水管道流量計只能測量導電液體的流量，所以內部都要有襯里。輸水管道流量計的襯里材料：在輸水管道流量計的生產與制造中，為滿足測量管對于將來的測量中的粗糙度要求，往往需要根據流體種類選用優良的襯里材料。對不同的襯里材料更需要采用優良的加工工藝方法。目前常用的襯里材料有：氯丁橡膠、EPDM 橡膠、聚氨酯、氟塑料PTFE 和PFA。對于不同的管道襯里，加工的工藝各不相同，這里簡述的不同襯里的工藝要點，提請流量計制造者參考。按照測量的規范要求，用于測量襯里的介質大致有以下幾種：
一、氯丁橡膠：
氯丁橡膠的耐磨性能非常強，所以對于有顆粒的流體具有很好的適應性，適于DN300 以上大口徑傳感器，多用于測量水、污水、弱酸、弱堿介質流體。一般直接用膠片粘接貼附在不銹鋼導管內壁，通過硫化制成。這種工藝，橡膠襯里的表面粗糙度一般比較高，操作時應特別注意搭接縫處的平整，但相對粗糙度要低。用于小口徑的氯丁橡膠和EPDM 橡膠襯里，則*好使用模具加壓，貼附在導管內壁然后硫化，降低襯里表面粗糙度取決于模具芯棒的表面粗糙度和加壓及硫化工藝。
二、聚氯酯：
聚氨酯橡膠，又叫Polyurethane。
擁有極好的耐磨性能，但對于腐蝕性就顯得能力不足了，且溫度不得超過80℃，一般用于對耐磨要求比較高的工礦環境，如礦漿煤漿等介質的測量。
當前，國內聚氨酯襯里多使用的是軟質材料，采用澆灌的工藝辦法，襯里粗糙度不僅取決于芯棒模具表面粗糙度，也會受到澆灌、排氣、加熱、冷卻和材料成分、比例的影響。國外硬質聚氨酯多采用聚氨基甲酸乙脂橡膠，其成形的重要工藝要點是，除去注入過程中卷入的氣泡、使化學反應（硬化、交聯）得以穩定進行；采用離心澆注的工藝方法：保證原料在保管時處于干燥狀態，均勻、順滑地對原料進行混合、攪拌，為除去卷入原料的氣泡，設定適當導管的旋轉速度，良好地控制原料處理、硬化、交聯的溫度。要求粗糙度低的襯里材料應使用氟塑料。用于配管、罐等容器的PTFE 氟塑料襯里，通常是在金屬管內襯入一個薄壁聚四氟乙烯管，或者是采用將聚四氟乙烯管插入，然后進行粘接的工藝方法。這種襯里主要的缺點是耐負壓不高，受溫度影響大，粘接往往不可靠。
三、氟塑料：
對于輸水管道流量計，優良的氟塑料襯里是PFA。PFA 主要采用的辦法是注入熔融樹脂，而后注塑（射出注塑法）。采用射出注塑法，屬無接縫一體成形。PFA 襯里的品質具有良好的耐化學藥品性、耐熱性、耐附著性（表面光潔度）。尤其是在耐化學藥品性、耐熱性方面，運用獨特的制造技術，可減少內部應力與內在氣泡，以避免產生裂紋，這樣使流量計用在嚴酷的環境下時，仍具有很高的可靠性。為此，在PFA 襯里制造過程中，重要的管理點是對注塑溫度（樹脂粘度、金屬模具溫度）、金屬模具的冷卻控制（冷卻時間、溫度）、樹脂的壓力控制。注塑溫度設定要盡可能低，以減少PFA 樹脂的熱劣化。注塑中，金屬模具的溫度要均勻地保持大于樹脂熔點。由于需要進行高精度冷卻控制，故應在金屬模具中設置多個冷卻回路，并進行相互獨立的冷卻控制操作。在進行冷卻控制的同時，還應對樹脂壓力進行控制。
四、聚四氟乙烯，也叫PTFE，也叫F4。
比較常用的內襯材質之一，因為其化學性質穩定，所以一般用于衛生級液體或強腐蝕液體，如濃酸濃堿等。
五、聚全氟乙丙烯，也叫F46。
此種材質與PTFE類似，但耐磨性能強于PTFE材質，同樣介質溫度*高可達100℃。
六、陶瓷材質
陶瓷無疑是所有輸水管道流量計內襯材質中*好的，絕對的高端產品，**缺點就是價格不接地氣，制作過程復雜，對工藝要求極高，售價超高。
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輸水管道流量計為什么要進行襯里，這跟輸水管道流量計的測量原理說起。輸水管道流量計一般有一組線圈和兩個電極，當然現在有的某些型號為了增強測量效果，也有采用三個電極的。輸水管道流量計的線圈的作用是給流體加上一個電場，流動的導電液體相當于一個導體，根據法拉*電磁感應定律當導體切割磁力線時會相應產生一個與速度成正比的電動勢，電極的作用就是測量這個感應電動勢，所以測量管內只有電極是與導電液體相連的，其他部分是內襯，要保證絕緣，輸水管道流量計才能正常工作。如果有磁場的那段金屬管道也與液體相接觸，輸水管道流量計所測的導電液體和金屬管之間短路了，就會有導電，就會將電勢導走使輸水管道流量計無法測量電勢。所以輸水管道流量計的內部都是有襯里的。
在測量流量時，導電性液體以速度V流過垂直于流動方向的磁場，導電性液體的流動感應出一個與平均流速成正比的電壓，其感應電壓信號通過二個或二個以上與液體直接接觸的電極撿出，并通過電纜送至轉換器通過智能化處理，然后LCD顯示或轉換成標準信號4～20ma和0-1khz輸出。這樣，輸水管道流量計就能測出導電流體的流量了。
輸水管道流量計只能測量導電液體的流量，所以內部都要有襯里。輸水管道流量計的襯里材料：在輸水管道流量計的生產與制造中，為滿足測量管對于將來的測量中的粗糙度要求，往往需要根據流體種類選用優良的襯里材料。對不同的襯里材料更需要采用優良的加工工藝方法。目前常用的襯里材料有：氯丁橡膠、EPDM 橡膠、聚氨酯、氟塑料PTFE 和PFA。對于不同的管道襯里，加工的工藝各不相同，這里簡述的不同襯里的工藝要點，提請流量計制造者參考。按照測量的規范要求，用于測量襯里的介質大致有以下幾種：
一、氯丁橡膠：
氯丁橡膠的耐磨性能非常強，所以對于有顆粒的流體具有很好的適應性，適于DN300 以上大口徑傳感器，多用于測量水、污水、弱酸、弱堿介質流體。一般直接用膠片粘接貼附在不銹鋼導管內壁，通過硫化制成。這種工藝，橡膠襯里的表面粗糙度一般比較高，操作時應特別注意搭接縫處的平整，但相對粗糙度要低。用于小口徑的氯丁橡膠和EPDM 橡膠襯里，則*好使用模具加壓，貼附在導管內壁然后硫化，降低襯里表面粗糙度取決于模具芯棒的表面粗糙度和加壓及硫化工藝。
二、聚氯酯：
聚氨酯橡膠，又叫Polyurethane。
擁有極好的耐磨性能，但對于腐蝕性就顯得能力不足了，且溫度不得超過80℃，一般用于對耐磨要求比較高的工礦環境，如礦漿煤漿等介質的測量。
當前，國內聚氨酯襯里多使用的是軟質材料，采用澆灌的工藝辦法，襯里粗糙度不僅取決于芯棒模具表面粗糙度，也會受到澆灌、排氣、加熱、冷卻和材料成分、比例的影響。國外硬質聚氨酯多采用聚氨基甲酸乙脂橡膠，其成形的重要工藝要點是，除去注入過程中卷入的氣泡、使化學反應（硬化、交聯）得以穩定進行；采用離心澆注的工藝方法：保證原料在保管時處于干燥狀態，均勻、順滑地對原料進行混合、攪拌，為除去卷入原料的氣泡，設定適當導管的旋轉速度，良好地控制原料處理、硬化、交聯的溫度。要求粗糙度低的襯里材料應使用氟塑料。用于配管、罐等容器的PTFE 氟塑料襯里，通常是在金屬管內襯入一個薄壁聚四氟乙烯管，或者是采用將聚四氟乙烯管插入，然后進行粘接的工藝方法。這種襯里主要的缺點是耐負壓不高，受溫度影響大，粘接往往不可靠。
三、氟塑料：
對于輸水管道流量計，優良的氟塑料襯里是PFA。PFA 主要采用的辦法是注入熔融樹脂，而后注塑（射出注塑法）。采用射出注塑法，屬無接縫一體成形。PFA 襯里的品質具有良好的耐化學藥品性、耐熱性、耐附著性（表面光潔度）。尤其是在耐化學藥品性、耐熱性方面，運用獨特的制造技術，可減少內部應力與內在氣泡，以避免產生裂紋，這樣使流量計用在嚴酷的環境下時，仍具有很高的可靠性。為此，在PFA 襯里制造過程中，重要的管理點是對注塑溫度（樹脂粘度、金屬模具溫度）、金屬模具的冷卻控制（冷卻時間、溫度）、樹脂的壓力控制。注塑溫度設定要盡可能低，以減少PFA 樹脂的熱劣化。注塑中，金屬模具的溫度要均勻地保持大于樹脂熔點。由于需要進行高精度冷卻控制，故應在金屬模具中設置多個冷卻回路，并進行相互獨立的冷卻控制操作。在進行冷卻控制的同時，還應對樹脂壓力進行控制。
四、聚四氟乙烯，也叫PTFE，也叫F4。
比較常用的內襯材質之一，因為其化學性質穩定，所以一般用于衛生級液體或強腐蝕液體，如濃酸濃堿等。
五、聚全氟乙丙烯，也叫F46。
此種材質與PTFE類似，但耐磨性能強于PTFE材質，同樣介質溫度*高可達100℃。
六、陶瓷材質
陶瓷無疑是所有輸水管道流量計內襯材質中*好的，絕對的高端產品，**缺點就是價格不接地氣，制作過程復雜，對工藝要求極高，售價超高。
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