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  时间:2022-5-19 08:28:29

耐腐型金属管浮子流量计制造工艺

摘要:介绍耐腐型金属管浮子流量计的结构着重阐述为保证产品性能而在工艺上采取的措施。
1引信
  金属管浮子流量计用于连续测量封闭管道中液体、气体的体积流量,压力损失小且恒定,测量范围宽,工作可靠,对仪表前后直管段长度要求不高,使用维护方便。因此在化工、石油、冶金、医药、轻工等部.门获得了广泛的应用。
  耐腐型金属管浮子流量计是在金属管中衬聚四氟乙烯以隔离腐蚀性介质和测量管,保证测量的持久性和准确性。随着近年来石化和钢铁行业的迅猛发展,对耐腐型浮子流量计的需求呈不断增长的趋势,这要求浮子流量计的生产厂商提高产品的准确性和可靠性,更好地满足用户需求。
2制造工艺分析
2.1聚四氟乙烯
  聚四氟乙烯是由四氟乙烯单体聚合而成的聚合物,是一种类似于聚乙烯的透明或不透明的蜡状物,密度为2.2g/cm³,吸水率小于0.01%。它的化学结构与聚乙烯相似,只是聚乙烯中的全部氢原子都被氟原子所取代。由于C-F键键能高,性能稳定,因而其耐化学腐蚀性极佳,能够承受除了熔融的碱金属、氟化介质、高于300℃的氢氧化钠之外的所有强酸(包括王水),以及强氧化剂、还原剂和各种有机溶剂的作用。
  聚四氟乙烯以其优异的耐高低温性能和化学稳定性、很好的电绝缘性能、非粘附性、耐候性、阻燃性和良好的自润滑性,在化工、石油、纺织、电子电气、医疗、机械等领域获得了广泛应用。.
2.2制造工艺分析
  利用聚四氟乙烯优异的化学稳定性,将其衬压在金属管中或包覆在金属棒外就能充分发挥其耐腐蚀作用,这是组成耐腐型金属管浮子流量计的主要部件锥管和浮子,其性能的好坏决定了流量计质量的优劣。
  聚四氟乙烯的成型工艺比较特殊和复杂,经过技术人员的联合攻关和多次试制取得了良好的结果,摸索出一套行之有效的工艺方法。耐腐型金属管浮子流量计的结构如图1所示。
 
  为了保持聚四氟乙烯零件尺寸的稳定性,规定其温度应用范围是70℃以下。在试制的初始阶段,用常规加工方法,即按图纸尺寸进行锥管和浮子的加工,可以发现,在常温下工作正常的浮子在高温试验中出现了卡死现象,反复的试验都得到同样的结果。实际测量表明:浮子尺寸变化不大,因此推断是由于锥管尺寸的变化引起卡死现象。通过理论计算,得出结论,以利改进。
  从锥管的结构看(截取直管段一段),如图2所示外层是金属测量管,内层是聚四氟乙烯衬里,由于温度变化不大,金属测量管尺寸的变化可以不考虑,即D不变。从资料.上可查到聚四氟乙烯在0~100C内的线胀系数为0.5x104/℃.下面以DN25口径为例,计算当温度t从20℃变化到70℃时内径d的大小。
 
a为线胀系数;
△t为温度变化量(℃)。
  流量计工作时两端都要固定,长度方面的变化受到限制,故h保持不变,因而这部分体积变化是由内径d的变化引起的,故:
 
  理论计算表明当温度从20℃变化到70℃时,锥管直管段尺寸小了0.21mm,这就是引起浮子卡死的原因,也说明按常规方法加工锥管是不合理的,为了弄清温度对锥管尺寸的影响,继续进行温度试验。还以DN25口径为例,结果如表1所示。
 
  从试验结果可以看到,在第1次进行100℃、1.5h的温度试验后,锥管直管段的尺寸就已经变小了,冷却到常温时,尺寸并没有恢复;再进行第2次温度试验时,锥管尺寸的变化已经不大,因此可将锥管先粗加工,接着进行老化试验,最后再精加工,这样零件尺寸受温度的影响应该很小。为了证实这一点,重新进行温度试验,试验情况如表2所示。
 
  试验结果表明先前的估计是正确的,经过老化处理后再精加工的锥管完全能够达到设计要求。经过数次试验,可以得出如下结论:耐腐型浮子流量计锥管的加工工艺和基型产品有很大不同,合理的工艺过程应该是粗加工锥管,老化(100℃、2h)→精加工成形。
  由于锥管老化试验的温度为100℃,而产品的使用温度只有70℃,因此按改进的工艺加工锥管,必定能满足产品的设计要求。
将上述结论加以推广,应用于耐腐型浮子流量计的所有口径,结果是令人满意的,产品质量完全满足用户的现场条件,产品性能优良。所以说“合理的工艺过程是产品性能的保证”。
3结论
  “机械制造,工艺为本”,这是通过对机械制造工业发展的分析,对机械制造过程的实践经验总结出的-条重要规律。只有充分认识这一规律,抓住机械制造工艺这一根本不放,才能使我国机械I业在国内外市场竞争中以雄厚的企业工艺实力和应变能力,以优质价廉的产品尽快立足于胜利者的行列之中。

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