La resistencia a la corrosión del electrodo es un factor importante en la selección de materiales, pero a veces el material del electrodo tiene una buena resistencia a la corrosión del medio medido, pero no es necesariamente el material aplicable, y debe evitarse el efecto superficial del electrodo.
El efecto superficial del electrodo se divide en tres aspectos: la reacción química superficial, la electroquímica y el fenómeno de polarización, y el efecto catalítico del electrodo.
(1) Efectos de reacción química; por ejemplo, después de que la superficie del electrodo entre en contacto con el medio medido, se forma una película de pasivación o una capa de óxido. Éstas pueden desempeñar un papel positivo en la protección de la resistencia a la corrosión, pero también pueden aumentar la resistencia de contacto de la superficie. Por ejemplo, el tántalo se oxidará en contacto con el agua, formando una capa aislante.
(2) Fenómenos electroquímicos y de polarización Los cambios de potencial electroquímico y los fenómenos de polarización producirán potencial de interferencia y formarán ruido.
El ruido de lodos y el ruido de flujo son el rendimiento del ruido de la superficie del electrodo. El potencial de polarización es que la fuerza electromotriz inducida por el electrodo tiene diferentes polaridades entre los dos electrodos, lo que hace que el electrolito se polarice en la superficie del electrodo.
La excitación de onda rectangular de baja frecuencia combina las ventajas de la excitación de CC y la excitación de CA. Aunque la excitación alterna reduce el potencial de polarización en varios órdenes de magnitud, no puede eliminar completamente la influencia de la interferencia del potencial de polarización.
El potencial de polarización está relacionado con las propiedades del medio líquido y las propiedades del material del electrodo.
El ruido de lodos se produce cuando las partículas sólidas (o burbujas en el líquido) rozan la superficie del electrodo al medir el flujo de líquidos conductores bifásicos líquido-sólido, como las fibras de pulpa mineral, y el potencial electroquímico de la superficie del electrodo cambia repentinamente. Aparece ruido de pico en la señal del flujo de salida.
El ruido de flujo se produce cuando se mide el caudal de líquido de menor conductividad (alrededor de 100x 10^6S/cm e inferior), el potencial electroquímico del electrodo cambia regularmente, lo que genera un ruido aleatorio de frecuencia creciente con el aumento del caudal, que hace fluctuar la salida del instrumento.
Para el ruido superficial del electrodo, se puede seleccionar un material que tenga poco efecto sobre el potencial electroquímico y de polarización del líquido medido y un electrodo de bajo ruido.
(3) Efecto catalítico: El medio medido produce una reacción química bajo la acción catalítica del electrodo, que afecta a la medición. Por ejemplo, un caudalímetro electromagnético de electrodo de platino generará aerosol en la superficie del electrodo cuando mida peróxido de hidrógeno, y la salida fluctuará cuando el caudal sea cero.
En cuanto a la adecuación del material dieléctrico-electrodo para evitar o reducir el efecto superficial del electrodo, no hay datos suficientes para comprobar la corrosividad. Sólo existen algunas experiencias limitadas, que aún deben acumularse en la práctica.
El tántalo es resistente a la corrosión del agua, pero si se utiliza un caudalímetro electromagnético con electrodo de tántalo para medir el caudal de agua, se formará una capa aislante en la superficie del electrodo de tántalo, lo que provocará un mal funcionamiento del medidor o mucho ruido tras un breve periodo de funcionamiento. Los electrodos de tántalo no pueden utilizarse para lejías como el hidróxido de sodio. Incluso si los electrodos de tántalo están en contacto con agua o líquidos “no ácidos” (como la limpieza del sistema de tuberías) durante un tiempo muy corto en el proceso, afectará al uso normal del instrumento.
Los electrodos de aleación de platino-iridio o los electrodos de platino tienen una buena resistencia a la corrosión del ácido clorhídrico, y los caudalímetros electromagnéticos de electrodos de platino se utilizan para medir el ácido clorhídrico en muchos lugares para obtener resultados satisfactorios. Sin embargo, la medición de una concentración elevada de ácido clorhídrico (superior al 10%) produce mucho ruido. El electrodo de platino se utiliza para medir peróxido de hidrógeno a baja presión (presión inferior a 0,3MPa) porque la superficie de acción del catalizador genera aerosol en la superficie del electrodo, que bloquea el paso eléctrico y afecta al trabajo.
El Hastelloy B presenta resistencia a la corrosión por ácido clorhídrico a baja temperatura y baja concentración. Existen varios buenos ejemplos de aplicaciones.
Sin embargo, el ruido se generará cuando la concentración supere un determinado valor. La prueba de cambiar la concentración de ácido clorhídrico en el campo muestra que cuando la concentración aumenta gradualmente más del 15% al 20%, la salida del medidor temblará, y la salida temblará hasta el 20% cuando la concentración alcance el 25%.
Los líquidos ácidos como el ácido nítrico y el ácido sulfúrico también tienen experiencia práctica con efectos similares.
El líquido de sulfato de aluminio se mezcla con agua bruta en la planta de agua para condensar la suspensión.
La proporción de mezcla suele utilizarse para medir el líquido de sulfato de aluminio con un caudalímetro electromagnético.
Se pueden obtener resultados satisfactorios seleccionando electrodos de acero resistentes a los ácidos.
En la práctica, me he encontrado con un caudalímetro electromagnético con electrodo de Hastelloy B que medía un 15% de sulfato de aluminio, y se producía el fenómeno de chapoteo de la salida durante el uso, y luego funcionaba normalmente cuando se cambiaba a un electrodo de acero resistente a los ácidos.
Los electrodos de platino y tántalo tienen buenos resultados de medición para diversas concentraciones de ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido clorhídrico y ácido fluorhídrico.
La mayoría de ellos tienen buenos resultados de medición. Sin embargo, el electrodo de platino producirá ruido para el ácido clorhídrico con una concentración superior al 10%, y el par de electrodos de tántalo tiene una concentración superior al 10%. La goma fluorhídrica no es resistente a la corrosión.
Aunque la aleación de platino-iridio y el tántalo tienen buena resistencia a la corrosión, son caros, los electrodos de platino-iridio son más del doble de caros que los de tántalo.
Por lo general, los anillos de puesta a tierra se instalan en ambos extremos del caudalímetro y se conectan a tuberías de plástico o a tuberías metálicas revestidas con un revestimiento aislante.
Su resistencia a la corrosión también debe ser inferior a la de los electrodos, y se permite cierta corrosión, por lo que deben sustituirse periódicamente.
Suele utilizarse acero resistente a los ácidos o Hastelloy. Debido a su gran tamaño, los metales preciosos como el platino se utilizan menos por motivos económicos.
Si la tubería metálica de proceso está en contacto directo con el fluido, no se necesita anillo de puesta a tierra.