專利名稱：高溫高壓磁浮球及耐高溫高壓磁浮子液位計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于過程工業(yè)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了一種可以在高溫高壓工況下正常使用的耐高溫高壓磁浮子液位計(jì)及其磁浮球(浮子)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，磁浮子液位計(jì)廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、造紙、水處理等行業(yè)的液位測量與液位的過程控制中，是現(xiàn)場液位測量的重要儀表之一，它具有顯示直觀醒目、不需電源，安裝方便可靠，維護(hù)量小，維修費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)，是玻璃管，玻璃板液位計(jì)的升級換代產(chǎn)品。但是高溫高壓工況的應(yīng)用，一直是困擾磁浮子液位計(jì)進(jìn)行準(zhǔn)確參數(shù)測量的障礙?，F(xiàn)有的磁浮
子液位計(jì)，適用壓力基本均為30MPa左右，適用溫度基本均為400°C左右，無法滿足當(dāng)前鍋爐汽包及電廠輔機(jī)(高加、低加、除氧器、凝汽器、熱網(wǎng)加熱器等)工況環(huán)境的正常使用。本發(fā)明改變了傳統(tǒng)液位計(jì)不適用于高溫高壓工況的劣勢，創(chuàng)造了一種適用溫度可達(dá)500°C，適用壓力可達(dá)40MPa的耐高溫高壓磁浮子液位計(jì)，完全符合高溫高壓工況對液位檢測的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為研發(fā)出一種能夠在高溫高壓領(lǐng)用應(yīng)用的磁浮子液位計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)在鍋爐汽包液位、高壓加氫液位、電廠輔機(jī)液位(高加、低加、除氧器、凝汽器、熱網(wǎng)加熱器等)等高溫高壓工況中能夠采用磁浮子液位計(jì)準(zhǔn)確進(jìn)行參數(shù)測量的問題。與傳統(tǒng)的磁浮子液位計(jì)相比，本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)液位計(jì)可在500°C及40MPa的高溫高壓工況下正常測量使用。本發(fā)明的樣機(jī)可以達(dá)到如下性能
測量精度 ±2. 54mm 壓力等級 ANSI 150 2500LB DIN PN16 PN420 測量范圍 O. 3 5. 4m 溫度范圍 -196 500。。
壓力范圍真空 40MPa
密度范圍液面最小密度300Kg/m3、界面最小密度差50Kg/m

圖I為本發(fā)明高溫高壓磁浮球(浮子)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明高溫高壓磁浮子液位計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的目的是通過如下實(shí)施方式來達(dá)到的本發(fā)明研究制作的高溫高壓磁浮球(浮子)，該浮球帶有磁性，在高溫高壓工況下其浮力大于重力，且不消磁。本項(xiàng)目提出的高溫高壓磁浮球，采用了新型的鈦合金材料TC9，該TC9鈦合金化學(xué)組成成分為Ti-6. 5A1-3. 5Mo_2. 5Sn_0. 3Si，其耐高溫性能可達(dá)到500°C。 TC9鈦合金材料化學(xué)組成成分如下
化學(xué)成分(％)
主要成分
Ti Al Sn Mo V Cr Fe Mn Zr Pd Ni Cu Nb Si B
5.8- 1.8- 2.8-0.2-
量丨 6.8 丨 2.8 丨 3.8 I — I —丨一 I —丨—丨—I — I — I — I 0.4 I —
雜質(zhì)，不大于
其他元素
FeCNHO ---
單一總和
0.40.10.05 0.015O0.10.4高溫高壓磁浮球(浮子)的加工工藝圖I為磁浮球整體結(jié)構(gòu)圖，磁浮球整體加工工藝共分為3個(gè)步驟步驟I、采用整根直徑65mm的鍛件棒料整體加工，以確保整個(gè)磁浮球的機(jī)械強(qiáng)度，棒料通過車工加工成磁浮球的部件。步驟2、將加工好的棒料開孔，內(nèi)外充純度高達(dá)99. 999%的氬氣保護(hù)，同時(shí)通過脈沖TIG工藝或激光焊接工藝將磁浮球精密焊接而成，并在每個(gè)焊接點(diǎn)都放置了金屬支撐片，以保證磁浮球在高壓工況下硬抗壓。步驟3、將15支直徑為5mm、長度為30mm的磁鐵360°均勻分布在磁浮球內(nèi)壁，整個(gè)浮球在焊接完畢、表面處理完畢后再采用高強(qiáng)度充磁機(jī)進(jìn)行充磁，保證一次性使磁性材料達(dá)到極化飽和狀態(tài)，從而確保磁場均勻且高溫高壓狀態(tài)下不退磁。附圖2為本發(fā)明的耐高溫高壓磁浮子液位計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖，液位計(jì)包括腔體、高溫高壓磁浮球(浮子)、磁翻片(或磁浮標(biāo))及不銹鋼標(biāo)尺等部件，其整體結(jié)構(gòu)如下I)在磁浮子液位計(jì)測量管的內(nèi)側(cè)安裝一個(gè)內(nèi)部帶有360°環(huán)磁的高溫高壓磁浮球(浮子)，工藝罐內(nèi)的液位變化會在液位測量管內(nèi)發(fā)生同樣的變化，在液位變化的同時(shí)，浮子也相應(yīng)的向上或向下移動(dòng)。2)各個(gè)磁翻片或浮飛標(biāo)內(nèi)均帶有磁性，當(dāng)浮子在測量管內(nèi)向上或向下移動(dòng)時(shí)，磁翻片或浮飛標(biāo)與浮子的磁鋼相耦合，改變顏色的磁翻片或浮飛標(biāo)的位置反應(yīng)了真實(shí)液位。整個(gè)磁浮子液位計(jì)的最高過程壓力可達(dá)到40MPa，最高過程溫度可達(dá)到500°C，所有部件硬抗壓，從而能夠在高溫、高 壓等工況下正常使用，不消磁。
權(quán)利要求
1.耐高溫高壓磁浮子液位計(jì)，包括磁浮球(浮子)，其特征在于磁浮球采用了新型鈦合金材料 TC9，該TC9鈦合金化學(xué)組成成分為Ti-6. 5A1-3. 5Mo_2. 5Sn_0. 3Si，其耐高溫性能可達(dá)到 500。。。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁浮球(浮子)，其特征在于磁浮球采用了獨(dú)特的加工工藝，該加工工藝共分為3個(gè)步驟 步驟I、采用整根直徑65mm的TC9鍛件棒料整體加工，以確保整個(gè)磁浮球的機(jī)械強(qiáng)度，棒料通過車工加工成磁浮球的部件。
步驟2、將加工好的棒料開孔，內(nèi)外充純度高達(dá)99. 999 %的氬氣保護(hù)，同時(shí)通過脈沖TIG工藝或激光焊接工藝將磁浮球精密焊接而成，并在每個(gè)焊接點(diǎn)都放置了金屬支撐片，以保證磁浮球在高壓工況下硬抗壓。
步驟3、采用高強(qiáng)度充磁機(jī)對磁浮球充磁使其達(dá)到極化飽和狀態(tài)，以確保其在高溫高壓狀態(tài)下不退磁。
通過以上步驟制作的磁浮球，抗壓性能可達(dá)到40MPa，并在在高溫高壓狀態(tài)下不退磁。
3.耐高溫高壓磁浮子液位計(jì)，包括腔體、高溫高壓磁浮球(浮子)、磁翻片(或磁浮標(biāo))及不銹鋼標(biāo)尺等，其特征在于在磁浮子液位計(jì)測量管的內(nèi)側(cè)安裝一個(gè)內(nèi)部帶有360°環(huán)磁的浮子(高溫高壓磁浮球)，工藝罐內(nèi)的液位變化會在液位測量管內(nèi)發(fā)生同樣的變化，在液位變化的同時(shí)，浮子也相應(yīng)的向上或向下移動(dòng)。各個(gè)磁翻片或浮飛標(biāo)內(nèi)均帶有磁性，當(dāng)浮子在測量管內(nèi)向上或向下移動(dòng)時(shí)，磁翻片或浮飛標(biāo)與浮子的磁鋼相耦合，改變顏色的磁翻片或浮飛標(biāo)的位置反應(yīng)了真實(shí)液位。整個(gè)磁浮子液位計(jì)的最高過程壓力可達(dá)到40MPa，最高過程溫度可達(dá)到500°C，所有部件硬抗壓，從而可以在高溫、高壓等工況下正常使用，不消磁。
全文摘要
本發(fā)明屬于過程工業(yè)領(lǐng)域，發(fā)明了一種能夠在鍋爐汽包及電廠輔機(jī)(高加、低加、除氧器、凝汽器、熱網(wǎng)加熱器等)工況環(huán)境下正常使用的耐高溫高壓的磁浮子液位計(jì)。發(fā)明內(nèi)容主要包括通過新型鈦合金材料TC9及特殊加工工藝制作的高溫高壓磁浮球(浮子)；及配備了該磁浮球的耐高溫高壓磁浮子液位計(jì)，從而大幅度提高該磁浮子液位計(jì)的耐高溫以及抗壓性能，從而解決了現(xiàn)有的磁浮子液位計(jì)無法在高溫高壓工況進(jìn)行準(zhǔn)確測量的障礙，從而滿足了高溫高壓工況對液位檢測的要求。
文檔編號G01F23/76GK102954827SQ20111024198
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月23日
發(fā)明者石智, 王森, 孟祥根 申請人:北京斯克維思儀表有限公司