Comment choisir un débitmètre pour eau salée ?

Sélection d'un débitmètre pour la mesure de l'eau salée

Dans les industries chimiques des lacs salés, la mesure précise et fiable du débit de saumure est essentielle au contrôle des procédés et à l'utilisation optimale des ressources. Avec l'amélioration de l'automatisation industrielle, les débitmètres, notamment les débitmètres électromagnétiques, sont devenus des outils indispensables pour la mesure du débit dans les systèmes de traitement de la saumure. La saumure des lacs salés présente généralement une conductivité élevée, est très corrosive et a tendance à cristalliser, ce qui rend la mesure du débit très difficile avec certaines technologies de débitmètres, comme le débitmètre à turbine ou le débitmètre volumétrique en fonte. Cet article explique comment choisir un débitmètre adapté à la saumure. Il met l'accent sur les avantages des débitmètres magnétiques dans des conditions difficiles telles que les températures extrêmes, les environnements corrosifs et les fortes concentrations minérales.

Un débitmètre d'eau salée est nécessaire dans l'industrie chimique des lacs salés.

Aperçu

L'industrie chimique des lacs salés transforme la saumure en minéraux utiles tels que le lithium, le potassium, le bore et le magnésium. Ces saumures sont généralement très salées, très corrosives et présentent une conductivité électrique élevée (souvent supérieure à 100 mS/cm). Elles ont également tendance à cristalliser lorsqu'elles s'écoulent. De plus, de nombreuses usines de traitement de saumure fonctionnent dans des environnements aux températures extrêmes, allant de -30 °C à 90 °C. Elles utilisent fréquemment des acides et des bases forts dans leurs lignes de production. Compte tenu de ces conditions difficiles, le choix d'instruments de mesure de débit adaptés est crucial pour garantir la stabilité et la pérennité du contrôle des procédés.

Le débitmètre électromagnétique est une solution idéale pour la mesure de l'eau salée.

Le débitmètre magnétique est la meilleure façon de mesurer la salinité de l'eau.

Les débitmètres électromagnétiques sont très utilisés dans les applications chimiques en milieu marin salé car ils permettent de mesurer avec précision des fluides très conducteurs et abrasifs sans perte de pression. De plus, ils sont inoxydables. Fabriqués dans des matériaux résistants à la corrosion, ils sont discrets et compatibles avec les canalisations en plastique ou revêtues. Cet article présente les principaux critères de choix d'un débitmètre pour eau salée, notamment les propriétés du fluide, les conditions d'installation et les applications telles que le dosage, la mesure de volume et le comptage commercial.

Comment choisir un débitmètre électromagnétique pour eau salée ?

La taille du capteur de débit d'eau salée est meilleure que celle de la canalisation.

Sélection du diamètre du débitmètre d'eau salée

Le choix du diamètre du débitmètre électromagnétique ne correspond pas nécessairement au diamètre du fluide et doit se baser sur le débit et la vitesse d'écoulement. Cependant, l'eau salée, matière première et liquide intermédiaire de l'industrie chimique des lacs salés, se caractérise par une viscosité élevée et un faible débit (généralement de 2,0 à 4,0 m/s). Les débitmètres électromagnétiques peuvent être utilisés sur ces canalisations avec un capteur de même diamètre que le fluide. Lorsque la vitesse d'écoulement est inférieure à 1,0 m/s, un débitmètre électromagnétique de diamètre adapté permet de garantir la précision des mesures et de réduire les coûts. Vous trouverez ci-dessous la plage de débits d'eau salée et les dimensions des capteurs des débitmètres électromagnétiques correspondants.

Sélection du débit et de la plage

Sélectionnez la plage de débit d'eau salée appropriée

L'industrie chimique des lacs salés utilise principalement des canalisations en plastique anticorrosion. Compte tenu du revêtement des débitmètres d'eau salée, le débit est généralement limité à 2 m/s. Pour certains produits sujets à la cristallisation (comme les solutions de carbonate de sodium ou les solutions d'ingrédients, la cristallisation se produisant principalement sous forme de complexe de bore et de magnésium), des mesures sont prises pour augmenter le débit à 3,0-4,0 m/s. Une augmentation de la vitesse d'écoulement entraîne une augmentation du bruit, ce qui peut affecter la précision des mesures en raison des vibrations de la canalisation. Lors de l'installation de débitmètres magnétiques, des amortisseurs doivent être installés en amont et en aval. La plage de mesure du débitmètre magnétique est supérieure à la valeur de débit maximal attendue, généralement 1,2 fois supérieure. Le débit de mesure normal est supérieur à 50 % de la plage de mesure de l'instrument afin de garantir une précision de mesure suffisante.

Sélection des électrodes et des gaines

Sélectionner les lignes et les électrodes appropriées pour le débitmètre magnétique à eau salée

Pour les milieux ne produisant ni cristaux, ni agglomérats, ni dépôts susceptibles de contaminer l'électrode, il convient d'utiliser des électrodes standard ; dans le cas contraire, des électrodes raclantes sont nécessaires. Dans l'industrie chimique des lacs salés, à l'exception de l'utilisation de débitmètres électromagnétiques à électrodes raclantes pour les solutions alcalines facilement cristallisables, les solutions d'ingrédients (cristallisation des sels complexes de bore et de magnésium), les solutions de lavage, etc., on utilise des débitmètres électromagnétiques à électrodes standard pour le reste. Étant donné que les canalisations de process dans l'atelier sont majoritairement constituées de matériaux isolants plastiques, le choix d'un débitmètre électromagnétique à deux électrodes requiert l'installation d'une bague de mise à la terre pour garantir la précision des mesures. Cependant, les bagues de mise à la terre ordinaires sont sujettes à la corrosion, et l'utilisation de bagues en titane ou en tantale résistantes à la corrosion est onéreuse. Par conséquent, un débitmètre électromagnétique à trois électrodes est privilégié afin de garantir la précision des mesures, de réduire les coûts et de simplifier l'installation et la maintenance.

A : Applicable ; B : Disponible, durée de vie courte ; N : Ne peut pas être utilisé ; R : Température ambiante ; S : Point d'ébullition ; Sat : saturation ;

Sélection d'un débitmètre magnétique pour les types d'eau salée

débitmètre magnétique à affichage déporté pour eau salée

Les débitmètres électromagnétiques se divisent en deux catégories : intégrés et à affichage déporté. En hiver, les températures peuvent descendre jusqu'à -30 °C, et de nombreux débitmètres électromagnétiques sont utilisés en extérieur. L'humidité ambiante est relativement élevée lors des procédés de séparation du magnésium et du lithium, de filtration sous pression et de lavage dans la production de lithium et de bore. La température des procédés tels que le raffinage, l'évaporation et la conversion peut atteindre 90 °C. Par conséquent, pour des conditions de travail caractérisées par une forte humidité, de basses températures, des fluides à haute température et des vibrations, un débitmètre à affichage déporté est privilégié afin de prévenir efficacement les perturbations sur les composants de mesure, de garantir la précision des mesures et d'assurer la durée de vie du débitmètre. Il convient toutefois de noter que le câble de signal entre le capteur et le transmetteur du débitmètre électromagnétique ne doit pas être trop long et qu'il est impératif d'utiliser le câble fourni par le fabricant.

Cela affectera la précision des mesures. Pour les autres conditions de fonctionnement, une conception intégrée est plus appropriée.

Sélection de la pression et de la température

La pression de service réelle de l'eau salée dans la canalisation doit être inférieure à la pression de service nominale du débitmètre . Il convient de vérifier l'absence de dépression dans la canalisation, notamment lors de l'évaporation, où elle peut atteindre -60 kPa. Ces conditions de fonctionnement doivent être communiquées au service technique du fabricant du débitmètre lors de la commande, et des exigences strictes doivent être formulées concernant le matériau de revêtement. La température réelle doit être conforme aux spécifications du débitmètre.

Sélection de l'alimentation électrique

Il convient de déterminer si l'alimentation électrique (220 V ou 24 V CC) est nécessaire lors du choix du débitmètre de saumure.

Le choix de l'alimentation électrique d'un débitmètre électromagnétique doit se baser sur le débitmètre lui-même et l'environnement du site. Si l'utilisation sur site est autorisée, il convient de privilégier une alimentation électrique pratique, la sécurité et la facilité de maintenance. Dans une entreprise chimique située près d'un lac salé, plus de 90 % des matières premières et des étapes de traitement sont en phase liquide. L'humidité à l'intérieur de l'atelier est relativement élevée pendant le fonctionnement, et aucun gaz combustible n'est généré. Par conséquent, une alimentation de 24 V CC est plus sûre. En extérieur, dans un environnement sec, une alimentation de 220 V CA est préférable : elle est facile à installer et à entretenir, et permet de réduire les coûts. Dans certaines situations à risque d'explosion, comme pour les débitmètres utilisés dans les chaufferies à gaz, l'utilisation de débitmètres électromagnétiques alimentés par batterie est idéale.

Sélection du niveau de protection pour le débitmètre de saumure

Niveau de protection IP67 ou IP65 requis pour un débitmètre à eau salée

Le niveau de protection du débitmètre électromagnétique doit être choisi en fonction de la situation. Si le capteur est fréquemment immergé et installé sous terre, un indice de protection IP68 est recommandé. Pour les capteurs installés hors sol, les indices IP65 et IP67 sont appropriés. Dans tous les cas, l'écran du débitmètre ne doit en aucun cas être exposé à l'eau, sous peine de l'endommager. Dans une entreprise chimique située près d'un lac salé, l'humidité est élevée pendant la production. Un débitmètre électromagnétique avec un indice de protection IP65 (protection contre les projections d'eau : le boîtier du capteur résiste aux jets d'eau provenant de toutes les directions, avec une pression de 30 kPa, un débit de 12,5 l/s et une distance de 3 mètres) répond parfaitement aux exigences de mesure sur site.

Sélection du raccordement au procédé d'eau salée

Le raccordement par bride est préférable pour la mesure de l'eau salée.

Les débitmètres électromagnétiques existent avec différents types de raccords : filetés, à brides, à colliers, etc. Les débitmètres électromagnétiques à brides sont couramment utilisés dans l’industrie chimique des lacs salés. Lors du choix du débitmètre, il est essentiel de vérifier la compatibilité des brides avec les normes et la pression nominale du procédé.

Quel est le prix d'un débitmètre magnétique pour eau salée ?

Les débitmètres magnétiques sont couramment utilisés pour l'eau de mer/l'eau salée et ont des diamètres allant de DN10 à DN300. Le prix pour les modèles DN50-150 est d'environ 400 à 1000 USD.

Les matériaux de revêtement tels que le PTFE/PFA/F46 offrent une excellente résistance aux sels, tandis que les matériaux d'électrode comme le titane sont recommandés pour prévenir la corrosion. Le boîtier du magnétomètre peut être en acier au carbone, en acier inoxydable 304 ou 316 ; ce dernier étant plus résistant à la corrosion par les ions chlorure, mais légèrement plus cher.

En termes de fonction de communication, le modèle de base prend en charge 4-20 mA/RS485/impulsion ; la mise à niveau du modèle pour prendre en charge les protocoles HART et Profibus DP/PA augmentera le prix d'environ 20 à 40 %.

La pression nominale est généralement applicable aux réseaux de canalisations industrielles allant de 1,0 à 2,5 MPa (PN10 à PN25) ou même plus, comme PN40 ou PN64. Si un environnement à haute pression (PN40 ou PN64) est requis, le coût augmentera également.

Globalement, le devis pour un débitmètre d'eau salée standard DN50, revêtement PTFE, électrode SS316, boîtier 304, avec protocole 4-20mA+HART, grade PN16 est d'environ 800 à 900 USD ; s'il est mis à niveau avec un boîtier 316, le protocole Profibus ou un niveau de pression plus élevé, il peut atteindre 1000 à 1200 USD et plus.

Foire aux questions (FAQ) pour la sélection de 5 débitmètres d'eau salée

Q1 : Pourquoi un débitmètre électromagnétique est-il le meilleur choix pour les applications en eau salée ?

Les débitmètres électromagnétiques ne comportent aucune pièce mobile, ce qui réduit les besoins de maintenance et leur confère une précision de ± 0,5 % ou plus. Ils sont parfaitement adaptés aux équipements industriels de traitement d'eau de mer et de dessalement d'eau salée, et leur prix est très compétitif, entre 300 et 800 dollars environ.

Q2 : Comment choisir des matériaux résistants à la corrosion adaptés aux environnements d'eau salée ?

En choisissant des revêtements en PTFE ou en résine perfluoroalcoxy, ainsi que des électrodes en titane ou en alliage Hastelloy, les débitmètres électromagnétiques peuvent traiter efficacement l'eau salée. Le titane présente une excellente résistance à la corrosion par les chlorures, les hypochlorites et l'eau de mer, tandis que les alliages de nickel offrent une meilleure résistance à la corrosion que l'acier inoxydable, notamment dans les applications en milieu faiblement acide et en eau salée. Si l'environnement est également corrosif, un boîtier en acier inoxydable peut même être envisagé.

Q3 : Outre les débitmètres électromagnétiques, quels autres débitmètres conviennent à la mesure de l'eau salée ?

Les types de débitmètres suivants peuvent également être envisagés pour les applications en eau salée :
Débitmètre à ultrasons : idéal pour les systèmes de carburant marins, les plateformes pétrolières et gazières offshore et la surveillance des eaux côtières, offrant des options d’installation non invasives
Rotamètre : les débitmètres à section variable peuvent être revêtus de PTFE et permettent de mesurer avec précision le débit d'eau salée et de liquides corrosifs. De plus, silverinstruments.com propose non seulement un débitmètre à rotor indiquant le débit instantané, mais aussi un accumulateur de débit affichant la quantité totale d'eau salée.

Q4 : Un débitmètre à vortex peut-il mesurer l’eau salée ?

Il n'est pas recommandé d'utiliser un débitmètre à vortex pour mesurer l'eau salée, car le matériau récepteur de liquide du débitmètre à vortex est en acier inoxydable 304 ou 316, qui sera toujours corrodé par l'eau salée au fil du temps.
Avec la maturité de l'industrie nationale des instruments de mesure de débit, les entreprises chimiques des Grands Lacs, spécialisées notamment dans le carbonate de lithium, l'acide borique et les engrais potassiques, s'intégreront également au marché intérieur. Les débitmètres électromagnétiques, instruments essentiels de mesure de débit industriels, jouent un rôle primordial dans les systèmes de contrôle-commande distribués (DCS). Un choix judicieux et approprié est donc crucial pour fournir aux entreprises des données de mesure précises, réduire les coûts de main-d'œuvre et améliorer la productivité.

Conclusion

Avec la maturité de l'industrie nationale des instruments de mesure de débit, les entreprises chimiques des Grands Lacs, spécialisées notamment dans le carbonate de lithium, l'acide borique et les engrais potassiques, s'intégreront également au marché intérieur. Les débitmètres électromagnétiques, instruments essentiels de mesure de débit industriels, jouent un rôle primordial dans les systèmes de contrôle-commande distribués (DCS). Un choix judicieux et approprié est donc crucial pour fournir aux entreprises des données de mesure précises, réduire les coûts de main-d'œuvre et améliorer la productivité.