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Estudo de caso: Aplicação de medidor de vazão mássica térmica para cinco gases — hidrogênio, propano, oxigênio, nitrogênio e cloro Aplicação: Laboratório / Controle de Gás de Processo | Produto: Medidor de Vazão Mássica Micro Térmica Silver SRK-DL | Etiquetas: MFC-140101 a MFC-140105
A Silver Automation Instruments forneceu cinco medidores de vazão mássica térmica micro SRK-DL para uma aplicação laboratorial com múltiplos gases, incluindo hidrogênio, propano, oxigênio, nitrogênio e cloro. Todos os cinco medidores compartilham uma conexão rosqueada de 1/4" 3000#, interface de 24 V CC / 4-20 mA / RS485 e um corpo com classificação de pressão de 3 MPa — selecionados como uma alternativa de baixo custo aos instrumentos MFC da marca Western com desempenho de medição equivalente.
Um cliente nos enviou uma ficha técnica de um instrumento com cinco controladores de fluxo de massa em um único diagrama P&ID — B01-100-PR-DWG-14-002 . Cada controlador opera com um gás diferente: hidrogênio, propano, oxigênio, nitrogênio e cloro. As vazões são baixas, todas na faixa de 0,02 a 0,2 kg/h em condições normais. A pressão de projeto é de 6 barg. As conexões são roscadas de 1/4" 3000# em toda a extensão.
A especificação original exigia válvulas de controle tipo globo com posicionadores (sinal de 4-20 mA, entrada de cabo M20x1,5, característica de equipotencialização). O cliente buscava um fornecedor eficiente e econômico para atender à parte de medição desse escopo. Propusemos o medidor de vazão mássica térmica da série SRK-DL — uma única plataforma, cinco gases, mesma fiação, mesmo sinal.
| Marcação | Fluido | MW | Fluxo normal | Fluxo máximo | Pressão | Notas |
| MFC-140101 | Hidrogênio (H2) | 2.02 | 0,1 kg/h | 0,2 kg/h | 2 bar / 6 barg | Gama 002L, Fluororubber |
| MFC-140102 | Propano (C3H₈) | 44.1 | 0,1 kg/h | 0,2 kg/h | 2 bar / 6 barg | Faixa de 500°C, Fluororubber |
| MFC-140103 | Oxigênio (O2) | 32 | 0,1 kg/h | 0,2 kg/h | 2 bar / 6 barg | Faixa de 200 °C, limpo com O₂ |
| MFC-140104 | Nitrogênio (N2) | 28 | 0,15 kg/h | 0,25 kg/h | 2 bar / 6 barg | Faixa de 200°C, Fluororubber |
| MFC-140105 | Cloro (Cl2) | 70,9 | 0,1 kg/h | 0,2 kg/h | 2 bar / 6 barg | Na faixa de 200°C, confirme se o tapete está molhado. |
MFC-140101 — Gás Hidrogênio
O hidrogênio é o gás mais leve da lista, com massa molecular de 2,02. Essa baixa densidade significa que a faixa de vazão equivalente em SLM é relativamente grande para uma pequena vazão mássica. Especificamos a faixa de 2 SLM (0,02 L), que proporciona uma cobertura adequada na vazão máxima declarada de 0,2 kg/h. As vedações de fluoroborracha suportam a aplicação sem problemas na pressão normal de entrada de 2 bar.
Um ponto importante: a folha de dados indica temperaturas de projeto criogênicas de até -253 °C (próximas à temperatura do hidrogênio líquido). O SRK-DL tem classificação de 0 a 50 °C no corpo do medidor. Confirmamos com o cliente que o próprio medidor fica à temperatura ambiente — a temperatura extremamente baixa é uma condição de projeto da linha, não uma condição de operação no local do instrumento.
MFC-140102 — Gás Propano (C3H8)
O propano tem uma massa molecular de 44,1, aproximadamente 22 vezes maior que a do hidrogênio. A faixa de 500 SCCM (500C) equivale a cerca de 75 SCCM para o C3H8, mantendo o fluxo normal bem dentro da faixa linear. As vedações de fluoroborracha são compatíveis com o uso de gás propano seco.
O propano é inflamável. A classe de tubulação do cliente (S82A) e a conexão roscada de 3000# são adequadas para a pressão de projeto de 6 barg. Se a zona de instalação exigir certificação ATEX ou IECEx, o invólucro padrão SRK-DL não possui classificação à prova de explosão — nesse caso, seria necessário discutir alternativas.
MFC-140103 — Gás Oxigênio (O2)
O serviço de oxigênio requer atenção especial. A contaminação orgânica dentro de uma linha de oxigênio pode inflamar sob pressão. Especificamos a faixa de 200 SCCM para O₂ (PM 32), que abrange o máximo de 0,2 kg/h. As vedações de fluoroborracha são geralmente compatíveis com O₂ gasoso em pressões moderadas.
O requisito fundamental aqui é a desengorduragem com oxigênio puro de todas as peças em contato com o fluido antes do envio. Esta é uma etapa do processo confirmada pela fábrica. Indicamos isso explicitamente nas observações da cotação, e o cliente deve confirmar antes de fazer o pedido. Ignorar esta etapa em uma linha de produção de oxigênio não é uma prática aceitável.
MFC-140104 — Gás Nitrogênio (N2)
O nitrogênio é o mais simples dos cinco gases — inerte, seco e não corrosivo. Possui MW 28 e a faixa de 200 SCCM cobre confortavelmente o máximo de 0,25 kg/h. Aplicam-se vedações padrão de fluoroborracha. Não requer tratamento ou confirmação especial. Esta etiqueta é um exemplo clássico de aplicação térmica MFM.
MFC-140105 — Gás Cloro (Cl2)
O cloro é o fluido mais agressivo deste conjunto. Com um peso molecular de 70,9, é o gás mais pesado aqui e altamente corrosivo, especialmente na presença de umidade. A faixa de 200 SCCM abrange o máximo de 0,2 kg/h em vazão normal.
Levantamos uma questão sobre a compatibilidade de materiais para esta etiqueta. As partes em contato com o fluido em aço inoxidável 316 podem ser adequadas para gás cloro seco em baixas concentrações; também utilizamos perfluoroelastômero (FFKM) como material de vedação para melhorar a resistência à corrosão na medição de cloro. O cliente precisa confirmar a concentração de cloro e o teor de umidade antes de finalizarmos a seleção do material.
Medidor de vazão mássica térmica SRK-DL
Os instrumentos originais do cliente eram de uma marca europeia. O prazo de entrega dessa marca na região varia de 10 a 16 semanas. O SRK-DL é enviado da China em 7 a 10 dias úteis. Para o cronograma de comissionamento de um projeto, essa diferença é importante.
Além do prazo de entrega, existem vários motivos técnicos pelos quais o SRK-DL era uma boa opção neste caso:
• Uma única plataforma de modelo abrange todos os cinco gases. Mesmo corpo, mesma fiação, mesmo sinal (4-20 mA + RS485). O técnico de instrumentação trabalha com um único produto, não com cinco.
• A conexão roscada de 1/4" 3000# corresponde exatamente à classe de linha do cliente. Sem necessidade de adaptadores.
• Classificação de pressão de 3 MPa — bem acima da pressão de projeto de 6 barg.
• A saída RS485 permite a integração com um sistema SCADA ou DCS do local sem conversores de sinal adicionais.
• A faixa de operação de 0 a 50°C abrange as condições ambientais no local do instrumento.
Os analisadores multifásicos térmicos de marcas ocidentais para este tipo de serviço laboratorial com múltiplos gases geralmente têm um custo significativamente maior, muitas vezes de duas a quatro vezes o custo unitário do SRK-DL. Para cinco instrumentos com especificações semelhantes, a diferença de preço é substancial. O SRK-DL não é um produto simplificado — ele oferece a mesma saída dupla de 4-20 mA / RS485, display integrado e construção em aço inoxidável 316 com contato com o fluido, características presentes nas alternativas europeias.
| Parâmetro | Valor |
| Princípio de medição | Fluxo de massa térmica (tipo capilar de desvio) |
| Faixa de fluxo de gás | 2 SCCM a 30 SLM (dependendo do modelo) |
| Precisão | ±1,5% F.S. (típico) |
| Repetibilidade | ±0,5% F.S. |
| Classificação de pressão | 3 MPa (30 bar) |
| Temperatura de operação. | 0 a 50°C |
| Sinal de saída | 4-20 mA + RS485 (Modbus RTU) |
| Fonte de energia | 24V CC |
| Mostrar | LCD integral, fluxo instantâneo + totalizado |
| Material de vedação | Fluororubber (padrão); limpeza com O₂ sob encomenda |
| Conexão de processo | Compressão de 1/4" / Rosca G (padrão) |
| Material do corpo | SS316 |
| Proteção | IP65 |
Três itens precisam da confirmação do cliente antes que este pedido possa ser processado:
• 1. MFC-140103 (O2): Confirme com a fábrica a necessidade de desengorduramento com oxigênio. Este requisito é imprescindível para o serviço com oxigênio.
• 2. MFC-140105 (Cl2): Confirme a concentração de Cl2 e o teor de umidade. Se houver cloro úmido ou alta concentração, as peças em contato com o fluido devem ser feitas de Hastelloy C-276 em vez de SS316.
• 3. Conexão de processo: O SRK-DL é fornecido com uma conexão de compressão de rosca G de 1/4" como padrão. Se a tubulação do cliente usar roscas NPT ou extremidades para solda de encaixe, confirme se um adaptador de rosca é aceitável ou se uma conexão de extremidade especial é necessária.
Se você tiver uma aplicação semelhante de medição ou controle de fluxo de múltiplos gases, envie-nos as seguintes informações e faremos o dimensionamento e o orçamento em até 24 horas:
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