Como instalar um medidor de vazão eletromagnético

Como instalar um medidor de vazão eletromagnético

O princípio de funcionamento de um medidor de vazão eletromagnético significa que ele possui requisitos específicos para seu ambiente de instalação. O instrumento calcula a vazão medindo a força eletromotriz induzida gerada quando um líquido condutor atravessa um campo magnético. A força eletromotriz induzida está relacionada à velocidade média do meio e ao diâmetro interno da tubulação. Condições como tubulação vazia, bolhas de ar excessivas no fluido, padrões de fluxo instáveis, forte interferência eletromagnética próxima, aterramento deficiente ou orientação incorreta do sensor podem afetar a estabilidade do sinal de medição. Isto é particularmente importante em medições de baixa vazão e alta precisão e em aplicações industriais complexas, onde a qualidade da instalação pode ter um impacto significativo nos resultados finais da medição.

A instalação correta garante que o meio medido flua de forma contínua e estável, permite que os eletrodos do sensor mantenham contato suficiente com o meio e fornece ao medidor de vazão uma referência elétrica confiável e um ambiente de sinal. Ao mesmo tempo, a seleção de um local de instalação apropriado pode reduzir o impacto de bolhas de ar, sedimentos, pressão negativa e padrões de fluxo anormais nos resultados de medição. Portanto, a instalação de um medidor de vazão eletromagnético não deve ser considerada simplesmente como “montar o instrumento na tubulação”. Em vez disso, o método de instalação deve ser determinado de forma abrangente de acordo com as propriedades do meio, layout da tubulação, pressão do processo, faixa de vazão e condições do local.

Precauções antes de instalar um medidor de vazão eletromagnético

Antes de instalar um medidor de vazão eletromagnético, primeiro verifique se o modelo do instrumento, o diâmetro nominal, a faixa de medição, o material do revestimento, o material do eletrodo, a conexão do processo e o sinal de saída são adequados para as condições reais de operação. Em particular, a condutividade do meio medido deve ser suficiente. Os medidores de vazão eletromagnéticos não são adequados para todos os tipos de líquidos. Industrial padrãomedidores de vazão eletromagnéticossão geralmente adequados para líquidos condutores, como água industrial, águas residuais, soluções ácidas e alcalinas, lamas, lamas minerais e certos líquidos de processamento de alimentos. No entanto, óleos, solventes orgânicos puros e outros meios de baixa condutividade ou não condutores geralmente não são adequados para medição com medidores de vazão eletromagnéticos convencionais.

Em seguida, verifique se o diâmetro da tubulação e o diâmetro do medidor de vazão correspondem corretamente. O diâmetro do medidor de vazão não precisa necessariamente ser exatamente igual ao da tubulação principal do processo. A seleção deve ser baseada na vazão normal, vazão máxima, vazão mínima e velocidade permitida do fluido. Se o diâmetro do medidor de vazão for muito grande, a velocidade do fluxo poderá ser muito baixa em condições normais de operação, o que pode reduzir a resolução da medição. Se o diâmetro for muito pequeno, poderá ocorrer velocidade excessiva do fluxo e perda de pressão. Portanto, antes da instalação, confirme se a faixa de medição do instrumento cobre adequadamente a faixa real de vazão operacional.

O local de instalação também é extremamente importante. Deve ser dada prioridade a locais onde a tubulação possa permanecer completamente cheia de líquido. Evite instalar o medidor de vazão no ponto mais alto da tubulação ou em locais onde haja probabilidade de acúmulo de gás. Para tubulações horizontais, geralmente não é recomendado que o sensor seja instalado na parte superior ou inferior da tubulação. Os eletrodos normalmente podem ser posicionados próximos ao eixo horizontal para reduzir os efeitos de bolhas de ar e sedimentos acumulados.

Além disso, inspecione o interior da tubulação para garantir que não haja resíduos excessivos de soldagem, partículas metálicas, detritos ou outros materiais estranhos. Antes da instalação, verifique se as superfícies de vedação do flange, as juntas e os parafusos de conexão atendem aos requisitos relevantes. Para tubulações recém-construídas, evite realizar lavagem de alta pressão, soldagem ou outras operações após a instalação do medidor de vazão, caso essas operações possam danificar o sensor.

Para medidores de vazão eletromagnéticos do tipo remoto, as posições de instalação do sensor e do conversor, bem como o roteamento do cabo de sinal dedicado, devem ser planejados com antecedência. Os cabos de sinal devem ser roteados o mais longe possível de motores de alta potência, inversores de frequência variável, cabos de alta tensão e outras fontes de forte interferência. O roteamento paralelo de longa distância deve ser evitado para minimizar a interferência eletromagnética que afeta o fraco sinal de medição de vazão.
 

Precauções durante a instalação do medidor de vazão eletromagnético

Durante a instalação real, primeiro confirme se a direção do fluxo do meio é consistente com a seta de direção do fluxo marcada no sensor. A maioria dos sensores eletromagnéticos do medidor de vazão possui uma marca de direção do fluxo no corpo, que deve ser verificada cuidadosamente antes da instalação. Se o instrumento suportar medição bidirecional, ele também deverá ser configurado corretamente de acordo com as instruções do fabricante, em vez de depender apenas de sua aparência física.

O tubo de medição do sensor deve estar devidamente alinhado e coaxial com a tubulação do processo. Durante a instalação, não force o alinhamento da tubulação apertando excessivamente os parafusos do flange, pois isso pode sujeitar o sensor a tensão mecânica excessiva. Para medidores de vazão de grande diâmetro, atenção especial deve ser dada aos suportes da tubulação para evitar que o peso da tubulação seja transferido diretamente para o corpo do medidor de vazão.
A instalação da junta também requer atenção especial. A junta não deve sobressair no tubo de medição, pois isso poderia alterar o padrão de fluxo e afetar a precisão da medição. Ao apertar os parafusos, use um método de aperto diagonal e gradual para garantir uma distribuição uniforme da força e evitar tensão excessiva em um dos lados. Para forradomedidores de vazão eletromagnéticos, o torque de parafuso especificado fornecido pelo fabricante deve ser rigorosamente seguido para evitar danos ao revestimento causados ​​por aperto excessivo.

O posicionamento do eletrodo é outra consideração importante. Para instalação em tubulação horizontal, geralmente recomenda-se que os dois eletrodos de medição sejam posicionados próximos ao eixo horizontal. Isto reduz a possibilidade de bolhas de ar cobrirem os eletrodos, ao mesmo tempo que evita que sedimentos no fundo da tubulação cubram continuamente os eletrodos. Para tubulações verticais, o fluxo ascendente a partir do fundo é geralmente preferido porque ajuda a manter o tubo de medição cheio e reduz a influência de bolhas de ar e sedimentos.

O aterramento é um dos principais aspectos da instalação do medidor de vazão eletromagnético. Como o medidor de vazão mede um sinal de tensão induzida muito fraco, é necessário estabelecer um aterramento confiável e uma ligação equipotencial. Dependendo do material da tubulação e do design do sensor, podem ser necessários anéis de aterramento, eletrodos de aterramento ou fios de aterramento dedicados. O aterramento é particularmente importante para tubulações plásticas, tubulações revestidas e outros sistemas de tubulação não condutiva. O método específico de aterramento deve sempre seguir os requisitos de instalação do fabricante.

Se houver bolhas de ar na tubulação do processo, o medidor de vazão deverá ser instalado longe de locais onde haja probabilidade de acúmulo de bolhas. Se necessário, o layout da tubulação pode ser modificado, medidas de ventilação adicionais podem ser fornecidas ou a posição de instalação pode ser alterada. Uma grande quantidade de ar passando pelos eletrodos de medição pode causar sinais instáveis ​​e até mesmo leituras de fluxo instantâneas anormais.

Após a conclusão da instalação, não se deve presumir que o instrumento esteja pronto para operação normal imediatamente. Verifique a fiação da fonte de alimentação, os cabos de sinal, os fios de aterramento e as conexões de saída para garantir que tudo esteja conectado corretamente antes de energizar o instrumento. O ponto zero e o sinal de saída devem então ser verificados com a tubulação completamente cheia e o fluxo estabilizado. Onde as condições do local permitirem, uma verificação do fluxo real também deverá ser realizada para confirmar que não há desvio significativo entre o valor indicado e o fluxo real do processo.

Quais são os requisitos de tubo reto para um medidor de vazão eletromagnético?

A seção reta do tubo é uma consideração importante ao instalar um medidor de vazão eletromagnético. Uma seção de tubo reto refere-se a um certo comprimento de duto reto mantido a montante e a jusante do medidor de vazão para que o fluido possa estabelecer um perfil de fluxo relativamente estável antes de entrar no tubo de medição. Cotovelos, tês, válvulas, bombas, mudanças repentinas no diâmetro do tubo e outros componentes podem perturbar o fluxo do fluido. Se o medidor de vazão for instalado muito próximo a essas perturbações, poderá ocorrer uma distribuição desigual de velocidade, afetando potencialmente a estabilidade da medição.

Os princípios de instalação tradicionais geralmente exigem um certo comprimento de tubo reto a montante e a jusante do medidor de vazão. No entanto, não existe um valor fixo único que se aplique a todos os medidores de vazão eletromagnéticos. O requisito específico deve basear-se nas especificações técnicas do fabricante. Para condições de tubulação convencionais, uma diretriz de engenharia comumente usada é de aproximadamente 5 diâmetros de tubo (5D) de tubo reto a montante e aproximadamente 2 diâmetros de tubo (2D) a jusante, onde D representa o diâmetro nominal do medidor de vazão. No entanto, os requisitos podem variar dependendo do projeto e do fabricante do medidor de vazão, portanto, o manual do produto deve ter prioridade em aplicações reais de engenharia.

Se um cotovelo de 90 graus, T, saída de bomba, válvula de controle ou outro componente significativo que perturbe o fluxo estiver localizado imediatamente a montante do medidor de vazão, o comprimento do tubo reto a montante deve ser aumentado tanto quanto possível. Uma válvula de controle merece atenção especial. Se for instalado muito próximo do medidor de vazão, a turbulência gerada pelo estrangulamento poderá afetar o desempenho da medição. Portanto, onde o espaço permitir, o medidor de vazão deve ser instalado a jusante da fonte de perturbação com comprimento de tubo reto suficiente para estabilização do fluxo.

É importante compreender que uma seção de tubo reto mais longa nem sempre é necessariamente melhor. O objetivo é fornecer condições de fluxo suficientemente estáveis. Onde o espaço de instalação for limitado, os requisitos de tubo reto do medidor de vazão específico deverão ser considerados durante o projeto do sistema. Se o comprimento de tubo reto recomendado não puder ser alcançado, consulte o fabricante do medidor de vazão para determinar se o modelo selecionado ainda pode atender à precisão necessária sob a configuração real da tubulação.

Além disso, o requisito de tubo reto não significa simplesmente ter uma seção de tubo visualmente reta. O diâmetro do tubo também deve permanecer consistente. Reduções repentinas, expansões ou acessórios especiais a montante ou a jusante do medidor de vazão podem alterar a distribuição da velocidade do fluido. Portanto, o projeto da instalação deve considerar as alterações no diâmetro do tubo, o número de cotovelos, os tipos de válvulas e a localização das bombas, em vez de focar apenas na distância.
 

Um medidor de vazão eletromagnético pode ser usado em um ambiente de pressão negativa?

Se um medidor de vazão eletromagnético pode ser usado sob condições de pressão negativa não pode ser simplesmente respondido com “sim” ou “não”. Depende do grau de pressão negativa, da construção do sensor, do material de revestimento, da temperatura média e das condições operacionais permitidas do modelo específico.

É importante notar que o princípio de medição de ummedidor de vazão eletromagnéticopor si só não o impede de operar sob pressão negativa. A questão principal é a resistência ao vácuo do tubo de medição do sensor e seu revestimento. Quando a pressão dentro da tubulação cai abaixo da pressão atmosférica, a pressão negativa excessiva além do limite permitido do revestimento do sensor pode fazer com que o revestimento se deforme, se solte ou até mesmo seja danificado. Diferentes materiais de revestimento, como PTFE e borracha, podem ter capacidades de resistência ao vácuo significativamente diferentes. Portanto, a adequação de um medidor de vazão eletromagnético para serviço de pressão negativa não pode ser determinada apenas pela sua categoria de produto.

As condições comuns de pressão negativa incluem o lado de sucção de uma bomba, tubulações longas e inclinadas para baixo, condições transitórias causadas pelo fechamento repentino da válvula e certos sistemas de transporte a vácuo. Se o medidor de vazão for instalado próximo ao lado de sucção de uma bomba, atenção especial deverá ser dada à pressão mínima real da tubulação. Embora a tubulação possa normalmente operar sob pressão positiva, pode ocorrer pressão negativa transitória durante a inicialização, desligamento ou troca de válvula. Portanto, a pior condição operacional deve ser considerada durante a seleção do instrumento.

Se houver pressão negativa na aplicação, o fabricante deverá receber a pressão operacional mínima, a pressão operacional máxima, a temperatura média e as propriedades do meio durante o processo de seleção do instrumento. O fabricante pode então confirmar a faixa de pressão negativa permitida do sensor. Se necessário, o local de instalação do medidor de vazão pode ser alterado, por exemplo, instalando-o no lado de descarga da bomba ou em outro local onde a pressão positiva e a tubulação cheia possam ser mantidas mais facilmente.

Além disso, sob condições de pressão negativa, deve ser dada especial atenção para evitar que o gasoduto fique parcialmente vazio ou permita a entrada de grandes quantidades de gás. A pressão reduzida pode fazer com que gases dissolvidos no líquido saiam da solução e formem bolhas. Quando o tubo de medição não estiver mais completamente cheio, o medidor de vazão eletromagnético poderá produzir leituras instáveis. Portanto, além de verificar a resistência ao vácuo do sensor, o local de instalação também deve ser avaliado sob a perspectiva de todo o sistema de tubulação do processo.

Para aplicações que envolvam riscos significativos de vácuo ou pressão negativa, a instalação não deve basear-se apenas na experiência. O material de revestimento do medidor de vazão, o nível de vácuo permitido, a temperatura operacional, a configuração da tubulação e as condições transitórias do processo devem ser avaliados de forma abrangente. Em particular, para meios corrosivos ou de alta temperatura, as mudanças de temperatura podem afetar ainda mais o desempenho do revestimento, tornando ainda mais importante seguir as especificações técnicas fornecidas pelo fabricante.

Inspeção e comissionamento após instalação do medidor de vazão eletromagnético

Após a conclusão da instalação mecânica, todo o sistema deve ser inspecionado minuciosamente. Primeiro, verifique a direção de instalação do medidor de vazão, as conexões do flange, as condições de vedação e os suportes da tubulação. Em seguida, verifique se a fonte de alimentação, os cabos, o aterramento e os sinais de saída atendem aos requisitos de fiação. Após energizar o instrumento, confirme se o conversor inicia normalmente e se parâmetros como diâmetro do sensor, faixa de medição, unidades de engenharia e configuração de saída são consistentes com o sensor real e as condições do processo.

Ao colocar a tubulação em operação, abra a válvula gradualmente para permitir que o meio encha o tubo de medição progressivamente e evite choques repentinos de pressão. Assim que for confirmado que o tubo de medição está completamente cheio de líquido, observe se a indicação de fluxo está estável. Para um sistema recentemente comissionado, a saída de fluxo zero também deve ser verificada, seguida de uma comparação no local sob condições de fluxo estável.

Se a vazão exibida flutuar continuamente, verifique primeiro se a tubulação está completamente cheia, se há bolhas de ar excessivas no meio, se o aterramento é confiável e se existe forte interferência eletromagnética nas proximidades. Se o valor exibido permanecer consistentemente maior ou menor do que o esperado, verificações adicionais deverão ser realizadas no diâmetro do instrumento, nas configurações de faixa, na direção do fluxo, na condutividade média e nas condições reais de fluxo da tubulação.

Conclusão

A instalação correta é essencial para garantir a precisão da medição e a operação estável a longo prazo de um medidor de vazão eletromagnético. Desde a seleção do instrumento e verificação da condutividade média antes da instalação, até a direção do fluxo, condições de tubulação completa, alinhamento da tubulação, aterramento e roteamento de cabos durante a instalação e, em seguida, até requisitos de tubulação reta, condições de pressão negativa e comissionamento, cada estágio pode afetar o desempenho final da medição. Em aplicações práticas de engenharia, um medidor de vazão eletromagnético deve preferencialmente ser instalado em um local onde a tubulação possa permanecer completamente cheia, o padrão de fluxo seja estável, as condições de pressão sejam apropriadas e fontes de interferência significativas sejam evitadas. A instalação também deve atender aos requisitos do fabricante para seções de tubos retos, aterramento e pressão operacional permitida. Para aplicações especiais que envolvem pressão negativa, vácuo, alta temperatura, bolhas de ar, lama ou configurações complexas de tubulações, uma avaliação abrangente deve ser realizada durante a fase de seleção do instrumento. Somente combinando adequadamente o desempenho do medidor de vazão com as condições reais de instalação as vantagens de medição precisa, operação estável, confiabilidade e manutenção conveniente podem ser totalmente realizadas, fornecendo uma base de dados confiável para controle de processos industriais, medição de energia e gerenciamento de fluidos.