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O asfalto e o betume são sólidos ou semissólidos à temperatura ambiente. Para manterem-se fluidos, precisam ser aquecidos, portanto, os medidores de vazão para essas aplicações requerem uma camisa de aquecimento para manter o fluido em movimento durante paradas e reinícios.
Duas tecnologias são comumente usadas para a medição de asfalto e betume: medidores de engrenagem oval e medidores de vazão Coriolis. Um medidor de engrenagem oval com camisa de aquecimento oferece uma solução econômica, especialmente para asfalto limpo e tubulações de menor diâmetro. Para aplicações mais exigentes, um medidor de vazão Coriolis com camisa térmica proporciona alta precisão de medição, desempenho estável em diferentes variações de viscosidade e medição simultânea de vazão mássica e densidade.
A viscosidade do asfalto e do betume varia significativamente com a temperatura, portanto, o controle da temperatura é um fator importante na seleção de um medidor de vazão. O medidor deve operar dentro de uma faixa de temperatura que mantenha o asfalto suficientemente fluido para bombeamento e medição estáveis. Para ligantes asfálticos Superpave, valores de viscosidade de aproximadamente 170 mPa·s para mistura e 280 mPa·s para compactação são comumente usados como pontos de referência, embora a temperatura real de operação dependa da classe do ligante, da formulação e da especificação do material aplicável.
Uma camisa de aquecimento pode ajudar a manter a temperatura ao redor do corpo do medidor e reduzir o risco de solidificação do asfalto dentro da câmara de medição durante paradas ou interrupções prolongadas. Isso é particularmente relevante para medidores de deslocamento positivo, como os medidores de engrenagem oval, onde o betume solidificado pode restringir o movimento do rotor e dificultar a reinicialização. Vapor, água quente ou óleo de transferência de calor podem ser usados como meio de aquecimento, sendo a camisa normalmente considerada em conjunto com o isolamento da tubulação e o rastreamento de calor. Portanto, ao selecionar um medidor de vazão de asfalto, a temperatura operacional necessária, as condições de parada, o método de aquecimento e a viscosidade do asfalto devem ser especificados juntamente com a faixa de vazão, a pressão, o diâmetro da tubulação e a precisão requerida.
Para aplicações em asfalto e betume, duas tecnologias de medidores de vazão são particularmente relevantes: engrenagem oval e Coriolis. Ambas são adequadas para fluidos de alta viscosidade , mas utilizam princípios de medição diferentes e oferecem vantagens distintas no manuseio de fluidos sensíveis à temperatura.
Um medidor de engrenagem oval utiliza medição de deslocamento positivo, com duas engrenagens girando dentro da câmara de medição à medida que o asfalto passa por ela. Este projeto é adequado para líquidos viscosos e pode ser equipado com uma camisa de aquecimento para ajudar a manter a temperatura necessária ao redor da câmara de medição. É comumente considerado quando a medição volumétrica é suficiente e o custo do equipamento é um fator importante.
Um medidor Coriolis mede o fluxo de massa através de tubos vibratórios e fornece informações de densidade, além do fluxo de massa. Sem engrenagens mecânicas no percurso do fluxo, ele evita o desgaste do rotor e das engrenagens associado aos projetos de deslocamento positivo. Isso o torna uma opção interessante para aplicações que envolvem partículas, aditivos, requisitos de precisão mais rigorosos ou necessidade de medição direta de massa e densidade.
A escolha entre os dois depende da aplicação específica, e não apenas do princípio de medição.
Uma vez que os requisitos da aplicação estejam claros, a escolha entre um medidor de engrenagem oval e um medidor Coriolis torna-se mais fácil de definir. Comparamos abaixo as duas opções da Silver Automation Instruments para mostrar onde cada tecnologia se encaixa em aplicações de asfalto e betume.
Em ambas as opções, não recomendamos selecionar o medidor com base apenas na viscosidade e nas faixas de temperatura. Também é necessário considerar a viscosidade real do asfalto na temperatura de operação, as vazões mínima e máxima, a pressão e a altura manométrica disponível antes de determinar o tamanho e a configuração final do medidor.
| Parâmetro | Equipamento Oval + Jaqueta (Série LC) | Coriolis + Jaqueta (Série SH-CMF) |
| Princípio de medição | Deslocamento positivo, número de engrenagens mecânicas | Tubo vibratório, efeito Coriolis |
| Leitura | Fluxo volumétrico | Vazão mássica + densidade |
| Precisão | 0,2% a 0,5% | 0,1% a 0,5% |
| Limite de viscosidade | 2000 mPa·s | Não há limite inerente, mas verifique a queda de pressão em altas viscosidades. |
| Temperatura média | Padrão: -20 a 60 °C. Versão para alta temperatura: 60 a 200 °C. | -50 a 350°C |
| Tolerância a partículas | Reduzir. Recomenda-se limpeza da mídia, filtro é aconselhável. | Maior. Sem partes móveis em contato com o fluido. |
| Custo relativo | Mais baixo | Normalmente, de 2 a 4 engrenagens ovais. |
| Caso de uso típico | Asfalto limpo, largura de linha pequena, custo acessível | Meios com partículas em suspensão, grande diâmetro de linha, transferência de custódia, necessidade de leitura de densidade |
A escolha entre engrenagem oval e Coriolis fica mais clara quando analisamos três variáveis de aplicação.
Limpeza média: O asfalto refinado e limpo funciona bem com ambas as tecnologias. Quando o meio contém partículas significativas, modificadores ou material reciclado, o processo Coriolis torna-se mais atrativo por não apresentar engrenagens mecânicas no caminho do fluxo.
Dimensão da linha e orçamento: Para linhas menores, como DN50 e inferiores, a engrenagem oval é frequentemente considerada quando o custo do equipamento é um fator crucial. Para linhas maiores ou aplicações que exigem maior precisão de medição, o sistema Coriolis pode justificar seu custo inicial mais elevado.
Requisito de vazão mássica ou densidade: Se o processo exigir apenas a medição da vazão volumétrica, um medidor de engrenagem oval pode ser suficiente. Quando for necessária a medição direta da vazão mássica ou da densidade, o medidor Coriolis é a opção mais adequada.
Considere uma linha de descarga de uma usina de asfalto operando a cerca de 150 °C com asfalto refinado e teor relativamente baixo de partículas. Se o processo exigir principalmente a medição da vazão volumétrica, um medidor de engrenagem oval com camisa de aquecimento pode ser uma solução prática.
Se a mesma linha de produção processa regularmente asfalto modificado contendo aditivos poliméricos ou outros sólidos, os componentes mecânicos de um medidor de engrenagem oval exigem uma avaliação mais cuidadosa. Nesse caso, o efeito Coriolis pode ser uma opção a ser considerada, pois elimina o desgaste do rotor e da engrenagem dentro do percurso do fluxo.
Uma linha de descarga de um parque de tanques de menor porte, que lida com asfalto refinado, estável e limpo, apresenta uma situação diferente. Quando a medição volumétrica é suficiente e o custo do equipamento é uma consideração importante, um medidor de engrenagem oval com camisa de aquecimento pode atender aos requisitos da aplicação sem os recursos adicionais de um medidor Coriolis.
Os medidores de engrenagem helicoidal são outra opção de deslocamento positivo para líquidos viscosos. Seu design de rotor helicoidal pode ser usado para aplicações com alta viscosidade e maiores vazões, mas são menos comuns do que os medidores de engrenagem oval e Coriolis para as aplicações em asfalto discutidas aqui.
Para a maioria dos projetos de asfalto e betume, primeiro avaliaríamos as engrenagens ovais e o método Coriolis em relação às condições reais de operação, antes de considerarmos uma tecnologia de medição alternativa.
A mesma lógica básica de seleção pode ser aplicada ao alcatrão de hulha e ao betume modificado, mas não devemos simplesmente reutilizar os parâmetros padrão do asfalto. Viscosidade, temperatura de operação, teor de sólidos, corrosividade e compatibilidade de materiais podem variar significativamente entre diferentes meios e formulações.
O betume modificado com SBS, por exemplo, pode apresentar viscosidade e características de fluxo substancialmente diferentes do betume base. Quando modificadores ou outros sólidos estiverem presentes, devemos avaliar seu potencial efeito sobre o desgaste mecânico como parte da seleção do medidor.
Antes de dimensionar um medidor para esses fluidos, recomendamos confirmar a viscosidade real na temperatura de operação, a faixa de temperatura, a pressão, a faixa de vazão e a compatibilidade do material.
Pré-aquecimento: Antes de reiniciar um sistema após uma parada, os operadores devem circular o fluido de aquecimento e confirmar que o asfalto retornou a um estado suficientemente fluido. Isso reduz o risco de sobrecarga mecânica quando a medição for iniciada.
Tubulação: Os medidores de engrenagem oval e os medidores Coriolis geralmente têm requisitos de instalação em linha reta menos rigorosos do que os medidores de vórtice, o que pode simplificar algumas instalações de adaptação. Os requisitos de instalação do fabricante devem ser seguidos para o medidor selecionado.
Fluido de aquecimento: Vapor, água quente e óleo de transferência de calor podem ser usados para aquecimento de medidores ou tubulações, dependendo da temperatura necessária e das instalações disponíveis. O método de aquecimento deve ser selecionado considerando-se o isolamento, o rastreamento de calor, as condições ambientais e os requisitos de desligamento.
A escolha correta depende das condições reais do processo, e não apenas da viscosidade. Envie-nos:
Envie um e-mail para sales@silverinstruments.com ou o seu diagrama P&ID . Ajudaremos você a verificar o tipo e a configuração de medidor mais adequados.
