Medidor de fluxo eletromagnético para medição de produtos químicos corrosivos em usinas petroquímicas.

Um fabricante de intermediários petroquímicos de médio porte na China Oriental, produzindo solventes clorados e ácidos orgânicos especiais com uma produção anual de 80.000 toneladas métricas, encomendou a Fábrica de Instrumentos Xi'an Qinwei para atualizar seus sistemas de medição química. A planta opera unidades de processo de destilação contínua, cloração e neutralização, com pontos de medição de fluxo distribuídos em recebimento de matéria-prima, linhas de alimentação de reator, transferência intermediária e estações de carregamento de produto final.

Os meios medidos abrangem um amplo espectro químico: ácido clorídrico a 32%, ácido sulfúrico a 98%, solução de hidróxido de sódio a 50%, intermediários orgânicos clorados e águas residuais de processo com pH ajustado e oxidantes residuais. As taxas de fluxo variam desde dosagem de reator de pequeno diâmetro (DN15, 50–500 L/h) até linhas de transferência de ácido a granel (DN100, 20–60 m³/h). A medição precisa é crítica para o controle da estequiometria da reação e para a faturação de transferência de custódia.

• Corrosão química agressiva: Medidores de turbina com corpo de aço inoxidável 316L anteriores na linha de HCl sofreram corrosão por pites em 6 meses. A linha de ácido sulfúrico concentrado apresentou taxas de corrosão uniformes superiores a 0,5 mm/ano em componentes metálicos desprotegidos. O hidróxido de sódio a 50% de concentração e 60°C causou trincas por corrosão sob tensão nas partes molhadas de aço inoxidável.
• Derivação de medição por revestimento: Intermediários orgânicos clorados tendiam a polimerizar e formar filmes aderentes nas superfícies internas do medidor de fluxo, causando uma sub-medição progressiva de 5–8% ao longo de 4–6 semanas.
• Risco de segurança e contenção: Vazamentos em selos mecânicos em medidores de deslocamento positivo criaram riscos de exposição química perigosa para os operadores durante as rondas de rotina. A planta registrou três incidentes menores de queimaduras químicas em 18 meses relacionados a falhas nos selos dos medidores de fluxo.
• Perdas de produção: Medição imprecisa da alimentação do reator resultou em lotes de produto fora de especificação que exigiram retrabalho, custando uma estimativa de ¥350.000 anualmente em produtos químicos de reprocessamento e tempo de produção perdido.

O princípio de medição de Lei de Faraday sem obstruções dos medidores de fluxo eletromagnéticos elimina todas as peças móveis e selos mecânicos — a causa raiz das falhas anteriores. Sem componentes internos expostos a ataque químico além do revestimento e dos eletrodos, o design resolve inerentemente os problemas de segurança de contenção.

• Revestimento de PTFE (Teflon): Selecionado como a barreira química universal. O PTFE é quimicamente inerte ao ácido clorídrico, ácido sulfúrico, hidróxido de sódio e organoclorados em toda a faixa de temperatura de operação. Sua superfície antiaderente e ultralisa impede a adesão de polímeros de intermediários orgânicos, eliminando o problema de deriva de medição induzida por revestimento.
• Eletrodos de Tântalo (linha de HCl): O tântalo forma uma camada de óxido estável e autoss passivante em ácido clorídrico de até 37% de concentração a temperaturas abaixo de 100°C, proporcionando uma taxa de corrosão essencialmente zero. Isso garante a integridade do eletrodo a longo prazo sem degradação do sinal.
• Eletrodos de Hastelloy C-276 (linha de NaOH): Para serviço de cáustico concentrado e quente, o Hastelloy C-276 oferece resistência superior à trinca por corrosão sob tensão cáustica. Seu alto teor de níquel e molibdênio resiste aos mecanismos de ataque localizado que comprometeram anteriormente os eletrodos 316L.
• Transmissor IP67 com Caixa Resistente a Produtos Químicos: O invólucro do transmissor foi especificado com corpo de alumínio revestido com epóxi e prensa-cabos de PTFE, fornecendo dupla proteção contra vapores atmosféricos corrosivos prevalentes em edifícios de processamento químico.
• Protocolo 4-20mA + HART: A comunicação digital HART permite alterações de configuração remota, diagnósticos de revestimento de eletrodos e monitoramento de condutividade — permitindo que a equipe de instrumentação agende a limpeza preventiva com base em dados reais da condição do sensor, em vez de intervalos de calendário fixos.

O medidor de transferência de HCl DN100 foi instalado em uma seção de tubulação vertical (fluxo ascendente) a jusante da bomba de transferência do tanque de dia, garantindo condições de tubo cheio em todas as taxas de fluxo. A orientação vertical evita o acúmulo de bolhas de gás dos vapores de HCl. Uma corrida de tubo reto de 10D a montante e 5D a jusante foi mantida. Juntas de PTFE resistentes a produtos químicos foram usadas em todas as conexões de flange, e a ligação à terra do corpo do medidor foi conectada ao sistema de ligação equipotencial dedicado da área química da planta.