VIDENSCENTER

Mag flowmåler 2

Skrevet af Morten B. Jensen, Product Manager – Instrumenter hos KLINGER Danmark

Alle magnetiske flowmålere er bygget op omkring et målerør i et ikke magnetisk materiale – oftest i metal (for at sikre størst mulig stabilitet). Udenfor målerøret er placeret 2 spoler der laver magnetfeltet, mens de to måleelektroder er ført gennem røret i målerens horisontale plan. Målerøret beklædes med et ikke ledende materiale for at isolere elektroderne fra hinanden, en beklædning/foring der normalt føres hele vejen gennem målerøret og afsluttes udenpå tilslutningsflangerne – hermed sikres det at kun 2 materialer er i forbindelse med mediet, nemlig foring og elektroder.

                                       

Der findes et utal af foringer/elektroder – og afhængig af den enkelte leverandør vil disse kunne leveres med varierende egenskaber. Således er den klassiske foring lavet af gummi, der fæstes på røret ved en vulkaniseringsproces, men med de øgede materialekrav, der i dag stilles fra de forskellige industrier, er der i dag, specielt indenfor fødevare- og farmaceutisk industri, fokus på udvikling af nye og forbedrede Polymerer der kan anvendes til foring af målerøret.

                                                                        

Kemiske angreb

Foringsmaterialets kemiske egenskaber er selvfølgelig blandt de vigtigste egenskaber der skal tages forbehold for ved valget af magnetisk flowmåler. En ting er deciderede angreb på linermaterialet, der typisk ses som små huller eller spottæringer i foringen, men en anden ting der er meget fokus på for tiden er ”afsmitning” på produktet.
Når et produkt der senere skal bruges som fødevare eller til medicinske formål skal måles er det vigtigt at måleudstyret ikke forurener produktet med stoffer der er skadelige kroppen. I Danmark er der generelle regler, som omfatter alle fødevarekontaktmaterialer. Disse fastsætter grænseværdier for stoffernes afgivelse til produktet. Reglerne er generelt harmoniserede EU regler, men der er enkelte områder, hvor der er skærpede nationale regler.

Reglerne omfatter bl.a. forhåndsgodkendelser af visse dele af materialet og/eller af processen. Det er producentens ansvar at materialerne lever op til kravene, og fødevarestyrelsen vurderer via den offentlige kontrol, om virksomheder kan dokumentere, at reglerne er overholdt.

Strukturændringer

Generelt gælder det at alle Polymerer har en indre spænding, som vil blive udløst ved forskellige temperaturer. Enhver polymer har således sin egen glasovergangstemperatur. Denne temperatur karakteriseres ved at materialet ændres fra en hård og relativt skør "glasagtig" tilstand til en viskos eller gummiagtig tilstand når temperaturen forsat øges. Under processen udløses nogle af materialets indre spændinger, og det vil ændre form (typisk i form af en udvidelse af materialet).
Når temperaturen sænkes vil den omvendte proces forekomme – atter med en formændring til følge (typisk en sammentrækning af materialet).

En foring i en magnetisk flowmåler udsættes for gentagne temperaturskift – som vil kunne ændre formen på foringen, og dermed også ændre målerørets indre diameter. Dette vil ikke blot påvirke nøjagtigheden af flowmåleren, men det kan også påvirke forseglingen mellem foring og målerør, elektroder osv.

Polymeren vil fortsætte med at udvide og trække sig sammen medmindre de indre spændinger fjernes. I forbindelse med udviklingen af Klingers EZ-mag flowmåler er vi i stand til at minimere antallet af spændinger i polymeren i fremstillingsprocessen og med et materiale, PEEK-TX, har vi opnået en fuldstændig stabil tilstand, hvor der ingen målelig forskel er på linerens diameter trods store temperaturforskelle.

Permetrering

Både gas og væske permetrerer gennem polymerer, en egenskab der bl.a. benyttes i forbindelse med omvendte osmose anlæg. Gennemtrængningen er afhængig af mediets tryk og temperatur. For vand begynder den således ved temperaturer over 75oC, og stiger drastisk ved temperaturer over 100oC.

I processer hvor der rengøres ved temperaturer på 130oC, vil en magnetisk flowmåler derfor være ekstra udsat for, at væsken kan trænge ind mellem målerør og foring ved permetrering. Væske bag foringen vil kunne medføre kortslutning af måleelektroderne, som igen er identisk med målefejl.

                                                                  

En metode til at reducere permetrerings hastigheden i en polymer er at forøge krystalliniteten. Problemet kan være at mange polymere ikke er smelteforarbejdelige, så der skal anvendes specielle bearbejdningsteknikker for at få et anvendeligt produkt. Den primære teknik, der anvendes er en pressestøbning, som udføres ved at komprimere pulver i en form, og derefter bage det ved høje temperaturer, for at indstille den polymere struktur.

Tykkelsen af foringen er en anden vigtig faktor for gennemtrængningen. Sammenhængen mellem permetrering og membrantykkelse er logaritmisk, jo tykkere liner desto mindre gennemtrængning, så derfor er en linertykkelse på 10mm langt mere resistent end de kendte konstruktioner hvor lineren er mellem 1,5 og 5mm tyk.

I den nye EZ-mag har vi valgt at lade målestrækket udforme som et en indsats i liner materialet - en indsats med en tykkelse >10mm. Tykkelsen i sig selv sikrer at lineren forbliver stabil, også ved drastiske temperaturspring, samtidig med risikoen for permetrering minimeres.

Certifikater

Sammen med de nye materialer følger selvfølgelig også krav til den dokumentation, der skal medleveres for at kunne verificere at materialerne er velegnede til opgaven. Kravene varierer fra industri til industri, for anlæg der skal opfylde de skrappeste krav (GMP /cGMP) anbefales normalt følgende dokumentation for de medieberørte dele:

  • Materiale Certifikat EN 10204-3.1 (Sporbarhed på materialer)
  • FDA overensstemmelse på fyldvæsker og evt. kunststoffer (pakninger o.lign.) der er i berøring med mediet.
  • Certifikat for overflade ruhed på medieberørte dele
  • 3-A / EHEDG overensstemmelse (Typegodkendelse) 

Læs mere om magnetiske flowmålere hér

 

Denne hjemmeside anvender cookies til at sikre, at du får den bedste oplevelse på siden. Læs mere her

Ok