摘要：介紹耐腐型金屬管浮子流量計的結(jié)構(gòu)著重闡述為保證產(chǎn)品性能而在工藝上采取的措施。
1引信
金屬管浮子流量計用于連續(xù)測量封閉管道中液體、氣體的體積流量,壓力損失小且恒定,測量范圍寬,工作可靠,對儀表前后直管段長度要求不高,使用維護方便。因此在化工、石油、冶金、醫(yī)藥、輕工等部.門獲得了廣泛的應(yīng)用。
耐腐型金屬管浮子流量計是在金屬管中襯聚四氟乙烯以隔離腐蝕性介質(zhì)和測量管,保證測量的持久性和正確率。隨著近年來石化和鋼鐵行業(yè)的迅猛發(fā)展,對耐腐型浮子流量計的需求呈不斷增長的趨勢,這要求浮子流量計的生產(chǎn)廠商提高產(chǎn)品的正確率和可靠性，更好地滿足用戶需求。
2制造工藝分析
2.1聚四氟乙烯
聚四氟乙烯是由四氟乙烯單體聚合而成的聚合物,是一種類似于聚乙烯的透明或不透明的蠟狀物,密度為2.2g/cm³,吸水率小于0.01%。它的化學(xué)結(jié)構(gòu)與聚乙烯相似,只是聚乙烯中的全部氫原子都被氟原子所取代。由于C-F鍵鍵能高,性能穩(wěn)定,因而其耐化學(xué)腐蝕性佳,能夠承受除了熔融的堿金屬、氟化介質(zhì)、高于300℃的氫氧化鈉之外的所有強酸(包括王水),以及強氧化劑、還原劑和各種有機溶劑的作用。
聚四氟乙烯以其優(yōu)異的耐高低溫性能和化學(xué)穩(wěn)定性、很好的電絕緣性能、非粘附性、耐候性、阻燃性和良好的自潤滑性,在化工、石油、紡織、電子電氣、醫(yī)療、機械等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。.
2.2制造工藝分析
利用聚四氟乙烯優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性,將其襯壓在金屬管中或包覆在金屬棒外就能充分發(fā)揮其耐腐蝕作用,這是組成耐腐型金屬管浮子流量計的主要部件錐管和浮子,其性能的好壞決定了流量計質(zhì)量的優(yōu)劣。
聚四氟乙烯的成型工藝比較特殊和復(fù)雜,經(jīng)過技術(shù)人員的聯(lián)合攻關(guān)和多次試制取得了良好的結(jié)果,摸索出一套行之有效的工藝方法。耐腐型金屬管浮子流量計的結(jié)構(gòu)如圖1所示。
為了保持聚四氟乙烯零件尺寸的穩(wěn)定性,規(guī)定其溫度應(yīng)用范圍是70℃以下。在試制的初始階段,用常規(guī)加工方法,即按圖紙尺寸進行錐管和浮子的加工,可以發(fā)現(xiàn),在常溫下工作正常的浮子在高溫試驗中出現(xiàn)了卡死現(xiàn)象,反復(fù)的試驗都得到同樣的結(jié)果。實際測量表明:浮子尺寸變化不大，因此推斷是由于錐管尺寸的變化引起卡死現(xiàn)象。通過理論計算，得出結(jié)論，以利改進。
從錐管的結(jié)構(gòu)看(截取直管段一段)，如圖2所示外層是金屬測量管，內(nèi)層是聚四氟乙烯襯里，由于溫度變化不大，金屬測量管尺寸的變化可以不考慮，即D不變。從資料.上可查到聚四氟乙烯在0~100C內(nèi)的線脹系數(shù)為0.5x104/℃.下面以DN25口徑為例，計算當(dāng)溫度t從20℃變化到70℃時內(nèi)徑d的大小。
a為線脹系數(shù);
△t為溫度變化量(℃)。
流量計工作時兩端都要固定，長度方面的變化受到限制，故h保持不變，因而這部分體積變化是由內(nèi)徑d的變化引起的，故:
理論計算表明當(dāng)溫度從20℃變化到70℃時，錐管直管段尺寸小了0.21mm,這就是引起浮子卡死的原因，也說明按常規(guī)方法加工錐管是不合理的，為了弄清溫度對錐管尺寸的影響，繼續(xù)進行溫度試驗。還以DN25口徑為例，結(jié)果如表1所示。
從試驗結(jié)果可以看到，在第1次進行100℃、1.5h的溫度試驗后，錐管直管段的尺寸就已經(jīng)變小了，冷卻到常溫時，尺寸并沒有恢復(fù);再進行第2次溫度試驗時，錐管尺寸的變化已經(jīng)不大，因此可將錐管先粗加工，接著進行老化試驗，最后再精加工，這樣零件尺寸受溫度的影響應(yīng)該很小。為了證實這一點，重新進行溫度試驗，試驗情況如表2所示。
試驗結(jié)果表明先前的估計是正確的，經(jīng)過老化處理后再精加工的錐管完全能夠達到設(shè)計要求。經(jīng)過數(shù)次試驗,可以得出如下結(jié)論:耐腐型浮子流量計錐管的加工工藝和基型產(chǎn)品有很大不同,合理的工藝過程應(yīng)該是粗加工錐管,老化(100℃、2h)→精加工成形。
由于錐管老化試驗的溫度為100℃,而產(chǎn)品的使用溫度只有70℃,因此按改進的工藝加工錐管,必定能滿足產(chǎn)品的設(shè)計要求。
將上述結(jié)論加以推廣,應(yīng)用于耐腐型浮子流量計的所有口徑,結(jié)果是令人滿意的,產(chǎn)品質(zhì)量完全滿足用戶的現(xiàn)場條件,產(chǎn)品性能優(yōu)良。所以說“合理的工藝過程是產(chǎn)品性能的保證”。
3結(jié)論
“機械制造,工藝為本”,這是通過對機械制造工業(yè)發(fā)展的分析,對機械制造過程的實踐經(jīng)驗總結(jié)出的-條重要規(guī)律。只有充分認(rèn)識這一規(guī)律,抓住機械制造工藝這一根本不放,才能使我國機械I業(yè)在國內(nèi)外市場競爭中以雄厚的企業(yè)工藝實力和應(yīng)變能力,以優(yōu)質(zhì)價廉的產(chǎn)品盡快立足于勝利者的行列之中。
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