부식성 탱크용 316L, PP 라이닝 및 PTFE 라이닝 자기 레벨 게이지 재료를 비교하십시오: 온도 및 압력 한계. WELK 엔지니어에게 견적을 요청하십시오.
자기식 레벨 게이지는 측정 챔버 내부의 영구자석 플로트와 외부 표시기 또는 트랜스미터 팔로워 사이의 자기 결합을 통해 탱크 또는 용기의 액체 레벨을 표시하는 기계식 레벨 측정 기기입니다. 젖는 부품(챔버, 플로트, 플랜지 및 개스킷)만이 프로세스 매체와 접촉하는 유일한 구성 요소이므로, 이들의 재질 선택이 내식성, 사용 수명 및 장기 측정 신뢰성을 결정합니다. 부식성 화학 서비스에서 실용적인 선택은 일반적으로 세 가지 구성으로 귀결됩니다: 316L 스테인리스강 자기식 레벨 게이지, PP 라이닝(폴리프로필렌) 자기식 레벨 게이지 또는 PTFE 라이닝(폴리테트라플루오로에틸렌) 자기식 레벨 게이지입니다. 일반적인 규칙으로, 316L은 묽은 무기산에 내성이 있지만 염산에는 저농도에서도 공격을 받고 고온 농축 황산에도 공격을 받습니다. PTFE 라이닝은 화학적 호환성을 HCl, H₂SO₄ 및 대부분의 유기 용제에 대한 거의 보편적인 내성으로 확장하는 반면, PP는 약 80–100 °C까지의 약한 부식성 매체에 대해 저비용 라이닝을 제공합니다. 표준 전체 금속 기기는 150 °C 및 PN40(약 40 bar)으로 정격이며, 적절히 라이닝된 버전은 압력 등급의 대부분을 유지하면서 화학적 내성을 추가합니다.
자기식 레벨 게이지는 플랜지 노즐을 통해 탱크에 연결된 측정(바이패스) 챔버, 챔버 내부를 이동하는 밀봉 플로트 및 외부에 장착된 외부 표시기로 구성됩니다. 액체 레벨이 상승 및 하강함에 따라 플로트는 표면을 따라가며 내부 영구자석은 표시기의 일련의 자기 플래그를 작동시켜 프로세스 유체와 접촉하는 창, 유리 또는 동적 씰 없이 레벨을 연속적으로 표시합니다. 동일한 자석은 또한 리드 스위치 트랜스미터 또는 자기 팔로워를 구동하여 플로트 위치를 PLC 또는 DCS 통합을 위한 표준 4–20 mA 신호로 변환할 수 있습니다.
이 설계의 핵심 장점은 표시기와 트랜스미터가 화학 물질에 절대 접촉하지 않는다는 것입니다. 챔버, 플로트, 플랜지 및 개스킷만 젖으므로 내식성은 거의 전적으로 이 네 구성 요소의 재질에 의해 결정됩니다. 이것이 "어떤 자기식 레벨 게이지 재질이 필요한가"라는 질문이 실제로는 화학 물질, 농도, 작동 온도 및 압력에 대한 질문인 이유입니다. 기본 기기 및 작동 원리에 대한 전체 개요는 당사의 자기식 레벨 게이지 제품 페이지를 참조하십시오.
플랜트 엔지니어가 "젖는 부품 재질"에 대해 물을 때, 그들은 챔버, 플로트 및 연결 플랜지에 대해 묻는 것입니다. 각 구성 요소는 다른 역할을 하고, 다른 응력을 받으며, 다르게 고장납니다 — 따라서 각각 신중하게 지정되어야 합니다.
챔버는 기기의 압력 경계입니다. 표준 서비스에서 316L 스테인리스강으로 제작되며, 우수한 일반 내식성, 우수한 용접성 및 쉬운 세척성을 제공합니다. 부식성 서비스에서 챔버 내부는 플라스틱 라이닝(가장 일반적으로 PP 또는 PTFE)으로 보호되어 강철 벽은 순수한 구조적 압력 경계로 남고 얇은 화학 장벽이 부식 방지를 수행합니다. 챔버는 또한 프로세스 압력 및 외부 기계적 하중을 견딜 수 있을 만큼 두꺼워야 합니다. 벽 두께는 플랜지 등급 및 최대 허용 작업 압력에 대해 선택됩니다.
플로트는 영구자석을 수용하는 밀봉된 압력 밀폐 용기입니다. 그것은 움직이는 요소이므로 동시에 화학적으로 호환되고, 매체에서 부력이 있어야 하며, 작동 압력 하에서 붕괴에 저항해야 합니다. 표준 플로트는 용접된 316L 스테인리스강입니다. 공격적인 매체의 경우 플로트는 PP, PTFE 캡슐화 강철 또는 Hastelloy 또는 티타늄과 같은 고합금으로 제조할 수 있습니다. 플로트는 부식성 서비스에서 가장 고장나기 쉬운 젖는 부품입니다. 핀홀 누출로 인해 액체가 플로트로 들어가 부력을 파괴하고 레벨 판독을 조용히 죽일 수 있기 때문입니다.
플랜지는 게이지를 탱크 노즐에 연결하며, 용기의 플랜지 재질 표준 및 압력 등급과 일치해야 합니다. 라이닝 처리된 기기에서는 플라스틱 라이닝이 플랜지 면 위로 플레어 처리되어 조인트 자체가 보호됩니다. 개스킷, O-링 및 볼트는 챔버와 동일한 화학적 논리를 따릅니다. 개스킷이 실패하면 게이지가 측정하려는 제품과 동일한 제품이 누출됩니다. PTFE 및 PTFE 충전 개스킷은 라이닝 서비스의 기본이며, EPDM 및 FKM(비톤)은 특정 화학 제품군에 대해 선택됩니다.
316L 자기식 레벨 게이지는 수처리, 식품 및 제약, 그리고 경미한 부식성 화학 물질을 위한 주력 제품입니다. 표준 온도 및 압력에서 희석된 산과 알칼리, 대부분의 염 용액, 그리고 광범위한 유기 용제를 처리합니다. 그러나 316L은 환원성 산에서 실제적인 한계가 있습니다. 저농도에서도 염산에서 공식(pitting) 및 빠른 일반 부식을 겪으며, 뜨겁고 농축된 범위의 황산에서는 신뢰할 수 없습니다. 일반적인 규칙으로, 실질적인 농도에서 염산 서비스에 316L을 지정하지 말고, 황산 서비스에서는 산이 희석되고(대략 20% 미만) 차가운 경우에만 316L을 유지하십시오.
PP 라이닝 자기식 레벨 게이지는 내부에 폴리프로필렌 라이닝이 있는 강철 챔버를 사용합니다. PP는 저렴하고 견고한 열가소성 플라스틱으로, 많은 산, 알칼리 및 염 용액에 대한 우수한 내성을 가지고 있어 전기 도금 라인, 수처리 시설 및 금속 마감 욕조에서 인기 있는 선택입니다. 절충점은 온도입니다. PP 라이닝은 일반적으로 연속 작동 시 80–100 °C로 정격되어 있어 뜨거운 공정 스트림에는 적합하지 않습니다. 또한 강한 산화제(예: 뜨거운 질산) 및 방향족 및 염소화 용제에 대한 내성이 PTFE보다 낮으며, 시간이 지남에 따라 폴리머가 팽창하거나 분해될 수 있습니다.
PTFE 라이닝 자기식 레벨 게이지는 가장 내식성이 뛰어난 표준 옵션입니다. PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌)는 거의 불활성입니다. 특정 라이닝 시스템 및 압력에 따라 대략 150–200 °C까지의 넓은 온도 범위에서 농축 염산, 황산, 질산, 염소화 용제 및 대부분의 기타 공격적인 매체를 견딥니다. 라이닝 챔버는 해당 범위 내에서 PN40 등급을 유지할 수 있어, 이 구성은 염산 및 뜨거운 농축 황산 서비스의 기본 선택입니다. 이것이 바로 우리가 공급하는 구성입니다. 내부식성 라이닝 자기식 레벨 게이지, PP 또는 PTFE 라이닝과 다양한 플랜지 표준으로 제공됩니다.
라이닝의 온도 또는 압력 한계를 초과하는 애플리케이션, 또는 열충격 저항이나 매우 높은 진공 조건에서 고체 금속 표면이 선호되는 경우, Hastelloy C-276, 티타늄 또는 Monel과 같은 계기용 합금이 챔버와 플로트에 사용됩니다. 이러한 재료는 비싸고 리드 타임이 길기 때문에 라이닝 옵션이 조건을 충족할 수 없을 때만 정당화됩니다. 대부분의 화학 탱크에서 잘 선택된 PTFE 라이닝은 합금 비용의 일부로 동등한 내식성을 제공하므로, 라이닝 게이지가 화학 저장 탱크 레벨 측정을 지배합니다.
아래 표는 부식성 서비스에 대한 네 가지 현실적인 옵션을 요약합니다. 이를 숏리스트로 사용한 후, 주문 전에 제조업체와 농도, 온도 및 압력을 확인하십시오.
| 속성 | 316L 스테인리스 스틸 | 316L + PP 라이닝 | 316L + PTFE 라이닝 | Hastelloy C-276 |
|---|---|---|---|---|
| 내화학성 | 묽은 산 | 알칼리 | 염 및 용매에 우수; HCl 및 고온 농축 H₂SO₄에는 불량 | 묽은 산, 알칼리 및 염 용액에 우수; 강산화제 및 고온 매체에는 제한적, 거의 보편적: 농축 HCl; H₂SO₄; HNO₃; 염소화 용매, 환원성 및 산화성 산 모두에서 우수 |
| 최대 연속 온도 | ~150 °C (표준 등급) | ~80–100 °C | ~150–200 °C | ~200 °C 이상 |
| 최대 압력 등급 | PN40 (~40 bar) | 압력 등급 있음; 그러나 고온에서 감소 | PN40 고온에서 감소 | PN40 이상 |
| 플로트 호환성 | 316L 플로트 표준 | PP 또는 PTFE 캡슐화 플로트 필요 | PTFE 캡슐화 또는 합금 플로트 | 합금 플로트 |
| 상대 비용 등급 | $ (기준) | $ | $$ | $$ |
| 일반적인 애플리케이션 | 수처리; 식품; 제약; 경미한 화학 물질 | 전기 도금; 수처리; 금속 마감 | HCl; H₂SO₄; 질산; 염소화 용매 저장 | 고온에서 극한 부식성 서비스 |
라이닝 공정을 이해하면 압력과 온도에 대한 현실적인 기대치를 설정하는 데 도움이 됩니다. PTFE는 강철에 용접하거나 접착할 수 없으므로, 라이닝 챔버는 미리 성형된 PTFE 라이너를 강철 튜브에 삽입하고 플랜지 면 위로 라이너를 기계적으로 플레어링하여 결합 플랜지로 고정함으로써 제작됩니다. 라이닝은 일반적으로 두께가 몇 밀리미터에 불과하므로 유량 제한을 무시할 수 있을 정도로 추가하면서 챔버 벽에 완전한 화학적 절연을 제공합니다.
성형 및 소결(라이닝) PTFE 구조에서 폴리머는 압축 및 소결되어 형상을 갖추게 되며, 우수한 내화학성을 제공하지만 기계적 강도는 낮아서 라이너는 압력 유지를 위해 강철 셸에 의존합니다. PFA 라이닝은 유사한 플루오로폴리머로 더 쉽게 가공할 수 있고 약간 더 높은 온도 성능과 더 매끄러운 표면을 제공합니다. 일부 제조업체는 매우 큰 직경을 위해 느슨한 PTFE 라이닝 또는 최고의 무결성을 위해 PFA-오버-PTFE 복합재를 제공하기도 합니다. 모든 경우에 강철 챔버가 압력을 견디고 라이닝이 부식 부하를 담당하므로, 라이닝된 게이지는 합리적인 온도에서 PN40 등급을 유지할 수 있습니다.
모든 자기식 레벨 게이지에서 플로트 선택을 결정하는 두 가지 물리적 제약은 미디어 밀도와 자기 커플링 경로입니다.
미디어 밀도 대 플로트 부력. 플로트는 측정하는 액체보다 가벼울 때만 작동합니다. 표준 자기식 레벨 게이지 플로트는 최소 밀도 약 0.6–0.8 g/cm³의 미디어용으로 설계되었으며, 특수 저밀도 플로트는 경질 탄화수소의 경우 약 0.45 g/cm³까지 작동 범위를 확장합니다. 액체 밀도가 플로트의 최소값보다 낮으면 플로트가 표면에 뜨지 않아 게이지가 잘못 읽히므로, 견적을 요청할 때 항상 미디어 밀도를 명시해야 합니다.
플로트 재질 및 부식. 플로트는 챔버를 공격하는 동일한 화학 물질과 호환되어야 합니다. PTFE 라이닝 게이지에서 플로트는 종종 PTFE로 캡슐화된 스테인리스 강으로, 자석은 보호되고 접액 표면은 불활성입니다. PP 라이닝 게이지에서 플로트는 일반적으로 PP 또는 PP 클래드 강철 셸입니다.
라이닝 및 자기 커플링. 플라스틱 라이닝은 자기장을 차단하지 않습니다. PTFE와 PP는 비자성이며 라이닝 두께에 해당하는 작은 에어 갭만 추가합니다. 외부 표시기와 내부 자석은 라이닝이 일관된 두께로 제조되고 플로트가 자유롭게 이동하는 한 안정적으로 커플링됩니다. 이것이 내식성 라이닝 자기식 레벨 게이지가 전체 금속 장치와 동일한 명확한 시각적 표시를 제공할 수 있는 이유입니다.
온도는 라이닝 재료 간의 주요 차별화 요소이며, 계측기의 디레이팅 곡선을 직접 결정합니다.
표준 게이지의 디레이팅이 필요한 고온 미디어의 경우, 또는 공정이 라이닝 한계를 초과하는 경우, 다음이 필요할 수 있습니다: 고압 자기 레벨 게이지 높은 등급용, 또는 스팀 재킷 자기 레벨 게이지 공정 유체의 결정화, 중합 또는 고형화를 방지하기 위해 열 추적이 필요한 경우.
연결 플랜지는 게이지와 탱크 사이의 인터페이스이며, 용기의 플랜지 재질 표준과 일치해야 합니다. 유럽 및 아시아 플랜트에서는 일반적인 표준이 PN 등급의 DIN이고, 북미 플랜트에서는 Class 등급의 ANSI/ASME입니다. 플랜지 재질 표준은 면 치수, 볼트 패턴 및 압력 등급을 정의하며, 게이지는 이에 맞게 제작되어야 합니다. 라이닝된 기기에서는 라이닝이 플랜지 면 위로 플레어되므로, 플랜지 보어와 페이싱은 라이너를 끼우거나 찢지 않고 수용할 수 있도록 가공되어야 합니다. 화학 탱크 레벨 게이지를 지정할 때 항상 탱크 노즐 크기, 등급 및 페이싱 유형을 제공하여, 기기가 바로 볼트로 고정할 수 있도록 공급될 수 있게 하십시오.
시각적 자기 표시기는 현장 판독에 탁월하지만, 대부분의 플랜트에서는 제어실에서 레벨을 확인해야 합니다. 자기 레벨 게이지는 다양한 신호 옵션을 지원합니다: 4–20 mA 트랜스미터가 있는 리드 스위치 어레이, 더 높은 정확도를 위한 자기변형 트랜스미터, 또는 알람 및 인터록 지점용 개별 스위치. 이러한 장치는 챔버 외부의 밀폐 인클로저에 장착되므로 습식 부품이 아니며 계기의 부식 방지를 손상시키지 않습니다. 4–20 mA 트랜스미터 출력이 있는 내식성 레벨 게이지는 완벽한 패키지입니다: 라이닝된 챔버가 화학 물질을 처리하고, 플로트가 신뢰할 수 있는 위치를 제공하며, 트랜스미터가 PLC, DCS 또는 SCADA 시스템에 신호를 보내 원격 모니터링 및 레벨 알람을 제공합니다.
예. PTFE 라이닝 자기 레벨 게이지는 염산 서비스에 가장 신뢰할 수 있는 계기 중 하나입니다. PTFE는 실질적으로 모든 농도의 염산에 내성이 있으며, 라이닝된 챔버는 수 주 내에 316L 게이지를 파괴할 피팅 및 부식으로부터 강철을 보호합니다. 산 농도, 온도 및 압력을 지정하고 플로트가 PTFE로 캡슐화되었거나 그렇지 않으면 호환되는지 확인하면 게이지는 수년간 서비스를 제공할 것입니다.
PP 라이닝 자기 레벨 게이지는 일반적으로 연속 작동 시 80–100 °C로 정격이며, 그 이상에서는 폴리프로필렌 라이닝이 연화됩니다. PTFE 라이닝 게이지는 이 범위를 약 150–200 °C로 확장하여 고온 산 서비스를 처리합니다. 공정이 라이닝 한계보다 더 뜨거운 경우, 라이닝 게이지를 정격 이상으로 밀어붙이는 대신 고압 또는 합금 계기를 고려하십시오.
아니요. PP와 PTFE는 비자성이므로 라이닝은 자기 결합 경로에 얇고 무시할 수 있는 간격만 추가합니다. 외부 표시기와 플로트 자석은 여전히 안정적으로 결합됩니다. 라이닝의 실질적인 영향은 플로트 자체가 호환 가능한 재료(일반적으로 PP 또는 PTFE 캡슐화 강철)로 만들어져야 하므로 움직이는 부품이 챔버만큼 내식성이 있어야 한다는 것입니다.
농도와 온도에 따라 다릅니다. 316L 자기 레벨 게이지는 상온에서 약 20% 미만의 묽은 황산에 허용됩니다. 뜨거운, 농축된 또는 발연 황산의 경우 316L은 빠르게 부식되므로 PTFE 라이닝 게이지가 올바른 선택입니다. 확실하지 않은 경우 화학 성분, 농도, 온도 및 압력을 엔지니어에게 보내면 올바른 습식 부품 재료를 권장할 것입니다.
네, 내식 라이닝 마그네틱 레벨 게이지는 4–20 mA 트랜스미터 출력과 함께 공급할 수 있으며, HART 통신을 옵션으로 제공하고, 로컬 시각적 표시기와 함께 사용할 수 있습니다. 트랜스미터는 외부에 장착되어 공정 유체와 접촉하지 않으므로 부식 위험이 추가되지 않습니다. 이를 통해 PLC 또는 DCS에 연속적인 원격 레벨 데이터를 제공하면서도 마그네틱 레벨 게이지 원리의 기계적 단순성과 신뢰성을 유지할 수 있습니다.
마그네틱 레벨 게이지 재료 선택은 특정 공정에 대한 결정이며, 일률적인 선택이 아닙니다. 316L 게이지는 깨끗하고 약간 부식성 있는 서비스에 경제적입니다. PP 라이닝 게이지는 전기 도금 및 수처리와 같은 따뜻하고 중간 정도의 부식성 작업을 다룹니다. PTFE 라이닝 게이지는 염산, 황산 및 기타 공격적인 화학 물질에 대해 최대 150–200 °C까지 안전한 기본 선택입니다. 우리는 모든 구성을 자체 제조하며, 국제 표준에 따른 전체 압력 테스트 및 재료 인증을 제공하므로 설치하는 게이지는 정확히 사양에 맞는 게이지입니다. 이 약속 뒤에 있는 검증을 위해 당사의 인증서 및 품질 절차를 참조하십시오. 새 탱크를 설계하거나 고장난 계기를 교체하는 경우, 화학 성분, 농도, 온도 및 압력을 엔지니어링 팀에 보내 무료 재료 권장 및 견적을 받으십시오. 올바른 접액부 재료, 플랜지 표준 및 신호 출력을 확인하여 레벨 측정이 탱크 수명만큼 지속되도록 하겠습니다. 이러한 계기 적용에 대한 자세한 내용은 화학 저장 탱크 레벨 측정 가이드 및 화학 저장 탱크 애플리케이션 페이지를 참조한 후 오늘 견적을 요청하십시오.
Magnetic level gauge with PTFE, PP, PVC or lined wetted parts for corrosive liquid tanks.
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