无密封电磁流量计是解决危险泵送应用的最佳方案

    无密封电磁流量计已运行数十年，但它们仍然是解决危险泵送应用的理想解决方案。虽然无密封电磁流量计确实具有较少的泄漏路径，并且其组件比传统的密封泵设计具有更高的可靠性，但一些工程师不愿意接受这种经过验证的技术，这是少数早期历史故障的遗留问题。然而，现在可以使用新技术和工具来帮助避免故障并进一步提高电磁流量计的安全性和可靠性。

    无密封泵分为两大类：密封电机泵和电磁流量计。屏蔽电动泵采用整体式紧耦合感应电动机作为设计的一部分，在电动机转子和定子之间有一个薄金属屏障 - 称为定子衬套，作为主要的容器装置。轴和马达转子由衬套支撑，衬套浸没在被泵送的处理液中并由其润滑。电磁流量计使用标准电动机，其具有柔性联轴器，其使用类似于密封泵上的电磁流量计壳体布置，但轴支撑外磁体组件而不是叶轮，或者紧密耦合设计，其中外磁铁组件直接安装在电动机轴上。外磁体组件磁耦合到内磁驱动器，由作为主要容纳装置的容纳壳分开。内磁铁驱动器直接或通过内轴连接到叶轮，并由由处理液润滑的衬套支撑。

    几种失效模式与两种类型的无密封泵相关联。第一种是在使用金属主要密封装置时进行的; 当驱动磁场围绕其旋转时，由于在装置中感应的涡电流，可能发生感应加热。如果内转子组件被卡住，金属主遏制装置的过热可在几秒内发生，或者如果允许蒸汽或气体进入泵中则更慢。这种意外的热量产生可能使工艺液体闪蒸并破坏电磁流量计润滑。如果没有润滑，电磁流量计系统可能会发生灾难性故障，可能会使主要安全壳装置破裂。对于电磁流量计，可以通过三种方式解决这种情况：





    1.使用复合密封壳消除故障模式
    2.当存在因果因素时，使用仪器检测和关闭泵
    3.通过二级安全壳/控制减少泵泄漏通过安全壳外壳泄漏的风险

    使用非金属密封壳是防止这种类型故障的首选方法，因为它可以防止可能导致泵故障的关键加热源。内衬过程泵包括非金属密封壳，可消除涡流发热及其相关故障。金属电磁流量计也采用了非金属密封壳。这是一种不导电的复合壳体，因此不会从通过它的磁通量产生涡流。复合密封装置具有耐化学腐蚀性，非常坚固。它们具有防火，耐腐蚀和抗冲击能力，在许多情况下优于薄衬里金属选项。请注意，非金属选项不适用于屏蔽电机泵。

    减轻潜在安全壳失效风险的第二种方法是采用能使泵检测何时存在致病因素或早期失效症状的仪器。从历史上看，这包括在电机上安装功率监视器，以检测干旱情况下的低负载情况。运行无密封泵干燥会导致损坏，因为它会导致过程液体流动的损失和从安全壳外壳的热量移除以及内部过程润滑电磁流量计的润滑损失。其他监测技术包括安全壳上的温度传感器，用于检测安全壳内的温度升高，泄漏检测传感器，以及过程液体的低水平或低流量监测，以检测运行干燥或冷却失去情况是否可能出席。这些是对提供电磁流量计润滑和散热至关重要的关键操作参数的间接测量。现在可以使用安装在泵壳上的超声波传感器直接测量过程液体的气体蒸汽含量。一种超声波仪器能够检测小于1体积％的气泡。

    二级遏制
    减轻遏制壳失效影响的最后方法是通过二次遏制或控制。在这种情况下，处理液的泄漏路径被引导到第二壳体中。对于密封电机泵，电机外壳是二级密封屏障。对于电磁流量计，次级壳体是缠绕在主壳体或磁性联轴器壳体周围的辅助容纳壳体，在外部磁体组件驱动轴上包括泄漏限制装置。

    二级安全壳通常需要较薄的一级和二级安全壳，以使内部流动状态的过程流体能够为两个壳体提供合适的冷却。另外，二级安全壳外壳与主安全壳外壳受到相同的感应加热，因此即使是二级外壳也存在常见的失效模式。将磁力驱动器壳体用作二级安全壳或控制装置需要使用泄漏限制装置或机械密封。在这种情况下，泵用作混合串联密封泵，但主密封是磁力驱动器的单个密封壳。这种布置具有将主要和次要密封装置分开的优点，使得导致主要装置失效的初始失效机理不会对次要装置（在这种情况下是次要密封）的完整性产生负面影响。这种布置的另一个好处是它允许使用非金属密封壳或更厚更坚固的金属密封壳。

    与无密封泵相关的另一种失效模式是电磁流量计失效。由于无密封设计的电磁流量计由泵送的工艺液体润滑，因此干运行状态将导致电磁流量计在没有润滑的情况下运行。另外，处理液中的某些固体可能进入电磁流量计并造成损坏，包括卡住轴。该故障模式通常由上面说明的仪器方法控制。在启动泵之前冲洗工艺管道是关键，因为焊渣等固体会导致电磁流量计和/或衬套失效。

    干运和材料
    一些制造商已经研究了具有特别坚硬表面的干式电磁流量计，这种电磁流量计可以为干运行条件提供一定程度的耐受性，包括金刚石涂层和陶瓷基复合材料等材料。在延长的干运行条件下，不应依赖这些类型的电磁流量计，并且很难知道在干运行条件下存在多少剩余寿命。最终，即使这些电磁流量计如果被滥用也会失效，并且特别坚硬的材料可能会从电磁流量计上脱落并分配到泵中，从而造成进一步的损坏。或者，诸如碳石墨的软材料可以直接使用或作为复合材料用于电磁流量计材料中以用作牺牲润滑材料。当使用这种类型的电磁流量计材料时，重要的是监控磨损并在必要时更换。

    几种新技术 - 非金属密封壳，超声波蒸汽/气体检测，二级密封和控制以及先进电磁流量计 - 正在提高无密封泵的可靠性。同时，通过密封泵消除密封支撑系统和更高的部件可靠性，使无密封泵成为工艺工程师的可靠选择。随着环境和人员安全受到越来越严格的审查，无密封泵应被视为降低与排放监测和密封支持系统相关的运营成本的选择。