Тем не менее, все это великолепное сочетание свойств керамических материалов практически полностью девальвируется очень малой зоной упругой деформации, или, проще говоря, хрупкостью. Этот недостаток многократно усугубляется существенным отличием коэффициентов температурного расширения конструкционных сталей и керамических материалов. Поэтому даже предлагаемые на рынке электромагнитные расходомеры, изготовленные с использованием керамических материалов, требуют деликатного отношения. Так, превышения моментных усилий при затяжке болтов на фланцах первичных преобразователей с керамическим измерительным каналом приводят к разрушению керамической детали. К таким же последствиям могут привести случайные ударные воздействия, сопровождающие операции установки и снятия первичного преобразователя с трубопровода. Поэтому конструктивные решения, использованные вышеуказанными изготовителями первичных преобразователей, нельзя отнести к жизнеспособным в существующих условиях эксплуатации трубопроводов и их составных частей. Используя этот опыт, а также анализ попыток наших предшественников в разработке и производстве первичных преобразователей с керамическим измерительным каналом, мы решили обобщить и реанимировать исследования в этом направлении. Решающую роль в принятии этого непростого решения, а также при выборе типа керамики для формирования измерительного канала расходомера сыграл колоссальный опыт производства и применения корундовой вакуум-плотной керамики ВК-94-1 Владыкинским механическим заводом, где этот тип керамики производится и используется в основном для изготовления различного рода изделий электротехнического назначения, корпусов, изоляторов, подложек и пр., в том числе по конверсионным программам, при производстве деталей для сантехнической и запорной арматуры. Благодаря совместным с коллективом этого предприятия усилиям, и особенно постоянной помощи и личному творческому участию в этой работе директора завода Калинина Михаила Витольдовича, нами было разработано и опробовано более 50 вариантов конструктивных решений первичных преобразователей с керамическим каналом.
Высококачественная керамика ВК-94-1 имеет следующий состав:
- Al2О3 – 94,39%
- SiО2 – 2,77%
- MnO – 2,35%
- Cr2О3 – 0,49%
Коэффициент термического линейного расширения этого материала в температурном диапазоне измеряемой теплосчетчиком среды практически равен нулю, что для нас прежде всего означает неизменность геометрии проходного канала и расстояния между электродами расходомера, это исключает появление дополнительной погрешности измерений в процессе эксплуатации. Еще важный момент, стабильность и повторяемость метрологических характеристик, кстати, последняя напрямую зависит от расположения элементов магнитной системы расходомера и электродных узлов как между собой, так и по отношению к потоку измеряемой жидкости. Сформированные в пресс-форме установочные места для электродов и индукторов позволяют обеспечить необходимую повторяемость и симметрию элементов конструкции, соответственно, высокое качество и технологичность сборки первичного преобразователя.
|