Medidor de vazão de ácido fosfórico

Os medidores de vazão eletromagnéticos podem medir o ácido fosfórico, que é extremamente corrosivo. Este guia também inclui informações técnicas úteis, como seleção de medidores de vazão para ácidos, instruções de instalação, etc.

O que é ácido fosfórico?

A ampla gama de aplicações do ácido fosfórico requer medição de vazão.

O ácido fosfórico tem a fórmula química HPO₄. É um ácido muito importante, não orgânico. É um líquido transparente e incolor, de sabor desagradável e potencialmente tóxico. O ácido fosfórico é bastante estável à temperatura ambiente, mas pode corroer metais rapidamente. Dependendo da sua concentração, o ácido fosfórico pode ser produzido em formas fracas ou fortes. O ácido fosfórico é comumente usado na indústria em uma concentração de cerca de 85%.

Na indústria, o ácido fosfórico tem diversas aplicações. É geralmente utilizado na fabricação de fertilizantes fosfatados, como o superfosfato e o fosfato diamônico, que são essenciais para o cultivo de lavouras. O ácido fosfórico também é um regulador de sabor ácido e conservante comum na indústria alimentícia. Além disso, é utilizado para remover ferrugem e fosfatizar superfícies metálicas. Na indústria farmacêutica, é empregado na produção de diversos medicamentos fosfatados.

Onde usar o ácido fosfórico?

O ácido fosfórico tem muitos usos, mas os mais comuns são:

Ampla gama de aplicações de medidores de vazão de ácido fosfórico

Mais de 80% do ácido fosfórico é utilizado pela indústria de fertilizantes. O ácido fosfórico é usado na fabricação de diversos fertilizantes fosfatados, incluindo superfosfato, fosfato monoamônico e fosfato diamônico. Esses fertilizantes fornecem às culturas o fósforo necessário para o seu desenvolvimento e são particularmente importantes para o aumento da produção agrícola.

Na indústria alimentícia, o ácido fosfórico é geralmente usado para reduzir o pH, conservar os alimentos frescos e torná-los mais ácidos. O ácido fosfórico está presente em muitos refrigerantes que consumimos, como os de cola, e pode conferir um sabor azedo à bebida. Ele também é usado para realçar o sabor da carne e, ao mesmo tempo, aumentar sua capacidade de reter água.

O ácido fosfórico é geralmente usado na indústria metalúrgica para eliminar ferrugem e fosfatizar metais. Ele remove a ferrugem da superfície metálica e produz uma película protetora de fosfato, tornando o metal menos suscetível à corrosão. Muitas empresas, como as que fabricam veículos e eletrodomésticos, utilizam bastante esse produto.

Na indústria farmacêutica, o ácido fosfórico é utilizado na fabricação de diversos medicamentos fosfatados, como o fosfato de cloroquina e o fosfato de codeína. Esses medicamentos são muito importantes para a recuperação.

Problemas com a medição da vazão de ácido fosfórico

Obter resultados precisos de medição do fluxo de ácido fosfórico na automação industrial sempre foi um desafio devido a estes motivos:

Bastante corrosivo: O ácido fosfórico é bastante corrosivo, especialmente para o aço comum e algumas ligas. Essa corrosividade pode danificar rapidamente o sensor de fluxo de medidores de vazão padrão, o que pode tornar as leituras menos precisas e diminuir a vida útil do dispositivo. O ácido fosfórico pode corroer a maioria dos metais em diferentes graus.

Variações significativas na viscosidade: A viscosidade do ácido fosfórico varia bastante dependendo da temperatura e da concentração. A substância torna-se mais espessa à medida que esfria e se concentra. Essa variação na viscosidade pode tornar os medidores de vazão menos precisos, especialmente aqueles que utilizam a dinâmica dos fluidos para medir a vazão.

Variação na condutividade: A condutividade do ácido fosfórico varia com a concentração, o que pode afetar o desempenho de alguns medidores de vazão. O ácido fosfórico conduz eletricidade até certo ponto, mas essa variação na condutividade deve ser levada em consideração na escolha de um medidor de vazão.

Os problemas com medidores de vazão obsoletos

Os medidores de vazão tradicionais às vezes apresentam grandes problemas quando entram em contato com produtos químicos particularmente corrosivos, como o ácido fosfórico.

O ácido fosfórico entra em contato direto com as partes móveis de medidores de vazão mecânicos, como medidores de vazão tipo turbina e medidores de vazão tipo engrenagem oval. Isso os torna propensos à corrosão e quebra. O aumento da viscosidade do ácido fosfórico também pode alterar o funcionamento dessas partes móveis, o que pode levar a erros adicionais nas medições.

× Medidor de vazão por pressão diferencial: A seleção de materiais resistentes à corrosão ajuda a mitigar problemas de corrosão; porém, o preço do sensor de vazão será muito elevado se você optar por material de tântalo.

Os medidores de vazão de engrenagem oval também podem ser corroídos por ácido.

Medidor de vazão de engrenagem oval: o medidor de vazão de engrenagem oval é um tipo de medidor de vazão de deslocamento positivo, cujas partes em contato com o fluido são feitas de ferro fundido, aço fundido ou aço inoxidável. Embora apresente alta precisão na medição de vazão de ácido, as engrenagens ovais podem sofrer corrosão com facilidade.

Medidor de vazão tipo turbina: O medidor de vazão tipo turbina pode medir um único líquido puro, mas a solução de ácido fosfórico é corrosiva e pode corroer o impulsor, reduzindo drasticamente a vida útil do medidor. Portanto, seu uso não é recomendado.

Como funciona o medidor de vazão magnético para ácido fosfórico?

Um medidor magnético funciona devido à lei da indução eletromagnética de Faraday. Quando um líquido condutor, como uma solução de ácido fosfórico, se move através de um campo magnético, ele cria uma força eletromotriz induzida. A velocidade do fluxo do líquido está diretamente relacionada à intensidade dessa força eletromotriz.

Como funciona um medidor de vazão magnético para ácido fosfórico

Para gerar um campo magnético perpendicular ao eixo da tubulação, o medidor de vazão magnético da série SHD utiliza um par de bobinas de excitação no tubo de medição. A força de Lorentz atua sobre os íons em um líquido condutor, como o ácido fosfórico, quando este flui através desse campo magnético. Isso faz com que íons positivos e negativos migrem em direção às extremidades da tubulação, criando uma diferença de potencial entre os eletrodos em cada extremidade. Essa diferença de potencial é o que gera a força eletromotriz induzida, e sua intensidade está diretamente relacionada à velocidade média do fluxo do líquido.

Para determinar a vazão volumétrica do líquido, você pode medir a força eletromotriz induzida e multiplicá-la pela área da seção transversal da tubulação. O líquido medido não será danificado pela natureza corrosiva do fluido, pois não há partes mecânicas móveis em contato com ele.

Os medidores de vazão magnéticos da série SHD são incrivelmente precisos e podem medir vazões de ácido fosfórico desde vazões muito pequenas até muito grandes. Sua perda de pressão é praticamente zero, portanto, não interfere no tratamento.

Como escolher um medidor de vazão eletromagnético que possa medir a vazão de ácido fosfórico?

Ao escolher medidores de vazão eletromagnéticos para testar ácido fosfórico, você deve considerar o seguinte:

Revestimentos e eletrodos de medidores de vazão magnéticos

O mais importante é escolher os materiais adequados para os eletrodos. Aço inoxidável 316L, Hastelloy C, tântalo metálico e outros materiais não sofrem corrosão em contato com ácido fosfórico. A maioria das quantidades de líquido funciona bem com eletrodos de aço inoxidável 316L. Mas, se você precisar de maior resistência à corrosão ou estiver trabalhando com altas concentrações de ácido fosfórico, recomenda-se o uso de eletrodos de tântalo metálico.

Escolha do material de revestimento: O material de revestimento na parte interna do tubo de medição é igualmente importante. O politetrafluoroetileno (PTFE ou Teflon) é a melhor opção, pois não altera a condutividade do ácido fosfórico e é particularmente resistente à corrosão. Além disso, o PTFE (Teflon) tem um preço acessível. No entanto, a silverinstruments.com também oferece materiais de revestimento mais robustos, como PFA e F46, que suportam temperaturas mais elevadas, em torno de 150-160 °C.

A seguir, listamos o material do revestimento do medidor magnético e dos eletrodos para diferentes temperaturas e concentrações de ácido fosfórico.

Tabela de seleção de eletrodos e materiais de revestimento para medidores de vazão eletromagnéticos

Compatibilidade com ácido fosfórico

A - Adequado/Recomendado | B - Usável/Aceitável | C - Não recomendado | N - Inadequado | X - Resistente à corrosão (em algumas condições) | R - Temperatura ambiente | Sat - Saturado | (W) - Temperatura máxima recomendada para este material

O flange e a carcaça do medidor de vazão magnético da série SHD são fabricados em aço carbono em condições normais, com opção em aço inoxidável.

Escolha do material da carcaça do medidor de vazão magnético: O material da carcaça e do flange do medidor de vazão não deve entrar em contato com ácido fosfórico. Em circunstâncias normais, uma carcaça de aço carbono é suficiente. No entanto, o ambiente em que o medidor de vazão é utilizado pode, por vezes, ser corrosivo, e os usuários se preocupam com a possibilidade de corrosão da carcaça após uso prolongado. A silverinstruments.com oferece opções de carcaça em aço inoxidável 304 e 316, sendo a carcaça em aço inoxidável mais resistente a ambientes corrosivos.

O ácido fosfórico conduz eletricidade até certo ponto, mas ainda é vital estabelecer a condutividade mínima do ácido fosfórico em teste antes de usar um medidor de vazão eletromagnético. Na maioria das vezes, a condutividade do ácido fosfórico atende a todos os padrões para medidores de vazão eletromagnéticos. Mas isso precisa ser testado para cada solução específica de ácido fosfórico diluído.

Classificação de temperatura e pressão: Selecione a classificação de temperatura e pressão adequada às condições do processo. Em temperaturas mais elevadas, o ácido fosfórico corrói os materiais mais rapidamente. Isso significa que, ao trabalhar com altas temperaturas, você deve utilizar materiais menos propensos à ferrugem.

Nível de proteção: Como o local onde o ácido fosfórico é gerado pode ser agressivo, recomenda-se escolher medidores de vazão eletromagnéticos com níveis de proteção mais elevados, como IP67 ou IP68, para garantir um bom desempenho nessas condições.

Escolha o nível de precisão e a faixa adequados com base na sua necessidade real. Você pode usar um medidor de vazão eletromagnético de alta precisão, com exatidão de ± 0,2%, se precisar de medições muito precisas.

Como instalar corretamente um medidor de vazão eletromagnético para ácido fosfórico?

Ao medir substâncias como o ácido fosfórico, que são difíceis de encontrar, é crucial instalar os medidores de vazão eletromagnéticos corretamente para que ofereçam valores precisos.

Instale o medidor de vazão de ácido corretamente para obter os melhores resultados de medição.

Escolhendo o melhor local para instalação: Instale o medidor de vazão eletromagnético na parte do sistema de tubulação onde o fluido o preenche. Para evitar a formação de bolhas, ele não deve ser instalado próximo ao topo da tubulação. Também é recomendável evitar locais onde haja probabilidade de ocorrer pressão negativa, pois isso pode danificar o revestimento.

Para garantir a precisão das medições, deve haver trechos retos suficientes antes e depois do medidor de vazão eletromagnético. O trecho reto antes do medidor deve ter de 5 a 10 vezes o diâmetro do tubo, e o trecho reto depois do medidor deve ter de 2 a 3 vezes o diâmetro do tubo. O comprimento do trecho reto precisa ser maior se houver curvas e válvulas a montante que obstruam o fluxo.

Requisitos de aterramento: Os medidores de vazão eletromagnéticos precisam estar corretamente aterrados para funcionar adequadamente. Certifique-se de que tanto o equipamento quanto o sistema de tubulação estejam devidamente aterrados. É necessário instalar anéis de aterramento específicos se a tubulação não for de metal ou estiver revestida com materiais não condutores de eletricidade. Em geral, tubulações para ácido fosfórico podem ser de plástico em vez de tubos de ferro, como é comum, devido à alta corrosividade das soluções de ácido fosfórico. Ao instalar medidores de vazão eletromagnéticos em tubulações de plástico, é necessário um anel de aterramento, e este deve ser do mesmo material do eletrodo.

Suporte para tubulações : Os medidores de vazão magnéticos são, por vezes, muito pesados, especialmente os sensores de grande diâmetro, como os medidores de vazão para ácido de 4” ou 6 polegadas. Para minimizar a tensão no corpo do medidor de vazão causada pelas tubulações, é necessário instalar suportes próximos aos sensores.

Terminais elétricos do medidor de vazão magnético

Conexão elétrica: Siga as instruções do manual do medidor de vazão magnético da série SHD para conectá-lo à fonte de alimentação. Observe atentamente a placa de identificação do medidor, verificando se a tensão é de 24 VCC ou 220 VCA. Preste atenção especial à forma como o cabo de sinal é aterrado e transferido. Questões de compatibilidade eletromagnética devem ser consideradas com maior atenção em áreas com alta interferência eletromagnética.

Preste atenção à placa de identificação do medidor de vazão de ácido.

Manutenção: Ao instalar o medidor de vazão eletromagnético da silverinstrument.com, é necessário considerar como ele precisará de manutenção no futuro e garantir que haja espaço suficiente ao redor para inspeção por um técnico e para a realização dos trabalhos de manutenção de rotina.

Devido ao seu funcionamento e à sua construção, o medidor de vazão eletromagnético é a técnica ideal para medir a vazão de ácido fosfórico. Ele não possui partes móveis e não é corroído pelo ácido fosfórico. É muito estável, apresenta baixa perda de pressão e pode ser utilizado em diversas aplicações.

Ao escolher e utilizar um medidor de vazão eletromagnético para medir ácido fosfórico, o mais importante é selecionar os materiais adequados, principalmente para o revestimento e os eletrodos. Além disso, a instalação e a manutenção corretas são essenciais para garantir o bom funcionamento e a estabilidade do equipamento ao longo do tempo.

Os medidores de vazão eletromagnéticos continuarão a se aprimorar na medição de meios corrosivos à medida que a tecnologia avança. Isso os tornará uma maneira melhor de quantificar substâncias químicas como o ácido fosfórico.