Medidor de fluxo criogênico

Medir a vazão de líquidos criogênicos, como nitrogênio líquido (LN₂) ou gás natural liquefeito (GNL), é uma das tarefas mais exigentes na instrumentação industrial. Definidos como líquidos abaixo de -150 °C (-238 °F), esses fluidos apresentam um conjunto único de desafios que podem levar à falha de medidores de vazão convencionais. Para aplicações em que precisão e segurança são imprescindíveis, o medidor de vazão mássica Coriolis surge como a solução definitiva.

Este guia explica os desafios da medição criogênica, detalha o projeto especializado dos medidores de vazão Coriolis para essas aplicações e fornece orientações essenciais para a instalação.

Os desafios únicos da medição de fluxo criogênico

Por que tão poucos medidores de vazão funcionam de forma confiável nessas temperaturas ultrabaixas? As razões estão enraizadas na física:

× Travamento mecânico: Medidores de vazão com partes móveis são altamente suscetíveis a falhas. O frio extremo pode fazer com que componentes como os rolamentos em um medidor de vazão tipo turbina ou os rotores em um medidor de vazão tipo engrenagem oval se contraiam, travem ou congelem devido a traços de umidade, interrompendo completamente a medição.

× Fragilização do material: Metais e elastômeros comuns tornam-se quebradiços e podem fraturar quando expostos a temperaturas extremamente baixas.

× Vaporização instantânea de fluidos: Líquidos criogênicos existem próximos ao seu ponto de ebulição. Qualquer queda de pressão dentro do medidor pode fazer com que o líquido vaporize instantaneamente, resultando em leituras de fluxo bifásico imprecisas.

× Mudanças drásticas na densidade: A densidade de um líquido criogênico muda significativamente com a menor variação de temperatura. Isso é um problema crítico para medidores volumétricos (como os de turbina ou de área variável), pois suas leituras podem se tornar altamente imprecisas.

O Medidor de Coriolis: A Solução Criogênica Definitiva

O medidor de vazão mássica Coriolis é a tecnologia ideal porque mede a massa diretamente. A massa de um fluido não se altera, seja ele líquido ou gasoso. Esse princípio fundamental torna sua medição imune às variações de densidade e de fase que afetam outras tecnologias.

Projetado para o extremo: Características de design especiais

Os medidores Coriolis para serviços criogênicos não são instrumentos padrão; eles são construídos especificamente para suportar o frio intenso:

√ Materiais Especiais: As partes em contato com o fluido, especialmente os tubos de medição, são construídas com tipos específicos de aço inoxidável (316L) que mantêm sua resistência e ductilidade em temperaturas tão baixas quanto -200°C (-328°F).

√ Carcaça do sensor com isolamento a vácuo: Uma característica fundamental é a jaqueta a vácuo que envolve o sensor. Ela atua como uma barreira térmica, impedindo o acúmulo de gelo e geada na parte externa do sensor. Isso garante que os tubos vibratórios não congelem e possam oscilar livremente, o que é crucial para medições precisas. A jaqueta proporciona um isolamento térmico eficiente, impedindo que o calor ambiente atinja o fluido. Isso minimiza a vaporização indesejada e evita a formação de uma espessa camada de gelo no sensor, que poderia interferir nas vibrações precisas necessárias para a medição.

√ Construção resistente a tensões: Todo o sensor foi projetado para suportar com segurança as tensões térmicas causadas pela contração do metal durante o processo de resfriamento.

√ Esses instrumentos avançados fornecem mais do que apenas a vazão mássica. Eles também oferecem uma exibição de temperatura em tempo real diretamente no medidor, fornecendo outra variável de processo vital sem a necessidade de um sensor de temperatura separado.

Principais aplicações criogênicas

• A precisão e a confiabilidade desses medidores especializados os tornam essenciais para uma ampla gama de indústrias:
• Gases industriais: Medição de nitrogênio líquido (LN₂) , oxigênio líquido (LOX), argônio líquido (Ar) e dióxido de carbono líquido (CO₂ ). Também temos solução para medição de fluxo de CO₂ para uso em produção, distribuição e processos.
• Energia: Transferência de custódia e monitoramento de processos de Gás Natural Liquefeito (GNL) e Gás Liquefeito de Petróleo (GLP).
• Aeroespacial: Medição precisa de propelentes criogênicos como hidrogênio líquido e LOX.
• Alimentos e Medicina: Dosagem de LN₂ para congelamento ultrarrápido na indústria alimentícia e para criopreservação em aplicações médicas.

Como instalar um medidor de vazão Coriolis criogênico

A instalação correta é fundamental para garantir que o medidor funcione com precisão e segurança.

Posição de instalação do medidor de vazão criogênico para medição de gás