腐蝕性介(jiè)質如何選擇流量(liang)計 廣州迪川儀器(qi)儀表有限✌️公司
在工業生産過(guo)程中,很多介質都(dōu)是有微小或*的腐(fǔ)🌈蝕性。但由于🌈生産(chǎn)需要我們還需要(yao)對這些介質進行(háng)計量,如🈲何選擇合(he)适的流量計
進行(hang)測量?如何選用測(ce)量腐蝕性介質的(de)流量計?首先❄️我們(men)需要了解什麽是(shì)腐蝕現象?腐蝕現(xian)象有哪🏒些表現形(xíng)式?
1、腐蝕現象(xiang)
是金屬在其(qi)環境中由于化學(xue)作用而遭受破壞(huài)的💰現象。一切金屬(shǔ)與合金對于某些(xiē)特定環境可以是(shi)耐腐蝕的,但是在(zai)另一些環境中卻(què)對腐蝕又很敏⛷️感(gǎn)。一般來說,對于所(suǒ)有環境都耐腐蝕(shí)的工業用金💞屬材(cai)料是不存在的。
腐蝕可以分爲(wèi)均勻腐蝕(
uniform corrosion)或(huo)全面腐蝕(
general corrosion)與(yu)局部腐蝕(
localized corrosion)。全(quan)面腐蝕的腐蝕速(sù)度可用
mm/a等單(dan)位來表示。通常将(jiāng)腐蝕速度在
O.lmm/a以下的材料轉耐(nai)腐蝕材料。對于腐(fǔ)蝕速度較此再大(da)一😘個數量❤️級,也即(jí)腐蝕速度爲
1mm/a的材料,對于一般(bān)設備有時可酌情(qíng)定爲可以使用的(de)材料,對于流量儀(yi)表的測量元件則(zé)是不容許的。根據(jù)腐蝕速度的大小(xiǎo),可以預測金屬的(de)使用壽命。
2、腐(fu)蝕性介質對流量(liàng)計的損害
介(jie)質的腐蝕性對流(liú)量測量儀表是個(gè)嚴重威脅,隻有像(xiàng)夾裝🌐式超聲波流(liu)量計等個别種類(lèi)的流量計受腐蝕(shí)影響較小。
a.腐(fu)蝕性介質将流量(liang)測量儀表與介質(zhì)直接接觸的關鍵(jiàn)零部件❄️腐蝕,使之(zhī)損壞,喪失功能。例(lì)如,腐蝕造成差壓(yā)變送器膜片損壞(huai),矽油外漏而*失效(xiao)。電磁流量計電極(ji)因腐蝕引起介質(zhi)外世,導緻♌勵磁線(xian)圈燒毀等。
b.流(liú)量測量儀表的關(guān)鍵零部件長時間(jiān)受腐蝕性介質的(de)腐💘蝕🏃🏻♂️而改變幾何(he)尺寸,導緻儀表準(zhǔn)确度降低。例如☁️,轉(zhuan)子流量計中的轉(zhuǎn)子被流體腐蝕後(hòu),外形尺寸減小,導(dǎo)緻流量示值偏低(dī)。又如渦街流量計(jì)中的旋渦發生體(tǐ)被流體腐蝕而寬(kuān)度尺寸減小,迎流(liú)面🏃🏻♂️表面變得粗糙(cāo),從而引起流量系(xi)數改變。就連受腐(fǔ)蝕介質影響較小(xiao)的夾裝式超聲波(bō)流量計,也常因金(jin)屬管内壁被介質(zhì)腐蝕🧡得坑坑窪窪(wa),使發射和接收信(xin)号變弱,嚴重時🧡喪(sàng)失靈敏度。
c.縮(suō)短儀表壽命。例如(ru)金屬管浮子流量(liang)計中的錐形管等(deng)零部件,使用幾年(nian)後,其焊接處被爛(làn)穿。
d.腐蝕性介(jiè)質滲漏,如不及時(shí)發現、及時處理,還(hai)容易釀✨成安全和(hé)人身事故。
實(shi)際生産過程中根(gen)據長期總結的檢(jian)驗,一般的腐蝕性(xing)液📞體測量選取電(dian)磁流量計和超聲(shēng)波流量計,如果是(shi)腐蝕性氣體可以(yǐ)選擇耐酸不鏽鋼(gang)材質的渦街流量(liàng)計或🚶♀️者其他氣體(ti)流量計。測量液體(tǐ)介質的電磁流量(liang)計,由于其*的測量(liang)原理,可以測量各(ge)種有腐蝕性的含(han)微小顆粒的介質(zhi),當然前提是所測(cè)💚量介質導電,隻需(xu)根據介質腐蝕性(xìng)用不同的襯裏材(cai)料和電極材料就(jiù)可很好的解決介(jiè)質帶腐蝕問題。而(ér)超聲波就更簡單(dān)了,如果選擇外夾(jia)🌍式超聲波流量計(jì),基本不用考慮介(jie)質的腐蝕性,隻是(shi)在測量精度上沒(mei)有電磁流量計高(gāo)而已。
3、對流量(liang)測量中流體腐蝕(shi)的措施
(
1)定期更換儀表
腐蝕性介質對(duì)金屬的腐蝕,情況(kuang)是多種多樣的。有(you)的🚶♀️腐🥰蝕速度🔴很快(kuai),即全面腐蝕,有的(de)腐蝕是輕微的,速(sù)度很慢,即局🙇🏻部腐(fu)蝕。在作儀表選型(xíng)時應針對具體情(qing)況🌈具體分析,然後(hou)作出決策。
例(lì)如:壓縮空氣和水(shui),一般認爲是無腐(fu)蝕,其實不然。由于(yu)城區🆚大氣中氮氧(yǎng)化合物濃度一般(ban)均較高,當它被壓(yā)縮空氣🔅中的🍓冷凝(níng)液吸收後,冷凝液(yè)即呈酸🈲性,從而對(dui)碳鋼材料具有輕(qing)度腐蝕。這💞種情況(kuang)在硫酸廠、硝酸廠(chǎng)、氯堿廠等廠區,問(wen)題更嚴重些。當然(ran),這時壓縮空氣中(zhong)所含的除了稀硝(xiāo)酸外,可能還有硫(liú)酸、鹽酸等。水的情(qing)況也相似,尤其是(shì)河水,由于其中含(hán)有多種離子,也對(duì)碳鋼産生腐蝕。在(zài)這種條件下使用(yong)的儀表,若幹年🌂後(hòu)也會出現被腐蝕(shí)😘的痕迹。例如,停車(che)檢修發現流量節(jie)流裝✨置中的碳鋼(gang)環室與👌流體接觸(chu)的表面被蝕,變得(dé)坑坑窪窪,嚴重時(shí)幾何尺寸和形狀(zhuang)都發生很大變化(hua)。而前後直管段内(nei)壁也變♉得高低不(bú)平。這種狀況都不(bú)🐪符合檢定規程要(yào)求,難以保🏒證原有(you)的儀表度。
這(zhè)時就産生一個命(mìng)題,即是否設計選(xuan)型要将節流裝置(zhi)中的🔱環室以及前(qián)後直管段也改爲(wei)不鏽鋼材質?當然(rán),如果改爲不鏽鋼(gāng)材質,環室和直管(guan)段的腐蝕問題🏃♂️肯(kěn)定迎刃而解🐉,但同(tóng)時投資增加了。而(er)且投資增加數同(tong)管徑有關,如果公(gōng)🌂稱通徑較大,則技(ji)資增加就是個♈不(bú)小的數字。所以決(jué)策時應根據具體(tǐ)測量點的測量度(du)要求、腐蝕嚴重程(cheng)度、預期壽命、預算(suàn)承受能力等,權衡(heng)利弊✔️得失,靈活掌(zhǎng)握。如果測量度要(yào)求不高(如用于過(guò)程監視、控制),輕🐇度(du)👄腐蝕,碳鋼材料預(yù)期壽命
10年以(yi)上,改爲不鏽鋼後(hòu)投資增加較多,那(nà)麽,甯可待環🔅室等(deng)被✌️腐蝕得無法繼(ji)續使用時,再将節(jiē)流裝置💚整體或損(sǔn)壞部分予以更新(xin)。
(
2)避重就(jiù)輕
避重就輕(qing)就是在對工藝流(liú)程和有關介質特(te)性深入了解的基(ji)礎上,合理選擇測(cè)量方案,同樣可達(dá)到計量或對生産(chǎn)⛱️過程進行控制的(de)目的,避開腐蝕性(xing)強的部位,而選在(zài)腐蝕性較輕的部(bu)位,甚至更改被✌️調(diao)參數種類。例如(如(ru)果可行的話)将流(liu)量定值調節系統(tǒng)用液位均勻調節(jie)或其他合适的變(biàn)量調節代替,從而(ér)避開流🌈量測量儀(yí)表耐腐蝕的難題(ti)。
例如,進污水(shui)處理廠的污水流(liu)量一般都要測量(liang),以便控制污染物(wu)排放總量。而污水(shui)一般或偏酸性或(huò)偏堿性,而且相應(ying)地💋要加✊入适量的(de)堿或酸予以中和(hé)。那麽👄,考慮污👄水對(dui)流量儀表的腐蝕(shí),當然流量檢測點(dian)選在中和之後更(geng)好一些。
鋼廠(chǎng)荒煤氣的流量測(ce)量也有類似情況(kuang)。荒煤氣中🆚常常含(han)🏃🏻有一定數量的二(er)氧化硫,這種氣體(ti)在幹燥的時候腐(fǔ)🚩蝕性并不大,但荒(huang)煤氣離開爐窯後(hòu),随着輸送距離的(de)增長,氣體溫度逐(zhú)漸降低,溫度相應(ying)升高,并很快出現(xian)凝液📱而具有較強(qiáng)的腐蝕性。考慮煤(mei)氣流量測量儀表(biao)安裝位置時,當然(ran)應當選在氣體出(chu)現凝液之✉️前🍉。
(
3)選擇具有耐(nài)腐蝕特性的儀表(biao)
①一般酸性介(jiè)質的儀表選型。
渦街流量傳感(gan)器和渦輪流量傳(chuán)感器,與流體接觸(chù)的😘部分🔞爲🤟耐酸鋼(gāng),一般酸性液體和(he)氣體都能使用
o
用耐酸鋼制成(cheng)的橢圓齒輪流量(liàng)計,可以滿足一般(bān)酸性液體計量的(de)需要。
②導電液(yè)體的儀表選型。
電磁流量計的(de)測量管内襯材料(liào)有多種,其中耐腐(fǔ)蝕性能好的是聚(jù)四氟乙烯。電極材(cai)料也有好幾種,能(néng)滿足絕大多數腐(fu)蝕性🌈介質的需要(yào)。在選擇電極材料(liao)時,應以滿足需要(yao)爲原則,不要迷⭐信(xìn)貴金屬,因爲貴金(jīn)屬也不是的。表
3.17所列就是鉑銥(yi)合金和钽不耐腐(fǔ)蝕的化學介質。當(dāng)🏃🏻然表中列入的也(yě)僅僅是示例,而非(fēi)全部。
其他像(xiàng)鉑電極的觸媒作(zuò)用也引起人們的(de)關注。在化工生産(chan)中,鉑是一種性能(neng)很好的催化劑,某(mǒu)些介質在一定條(tiao)件🌈下與鉑接觸後(hou)就發生化學反應(yīng),已被證明的有雙(shuāng)氧水。鉑電極電磁(cí)流量計在測量雙(shuāng)氧水時,會在電極(ji)表面生成氣霧,流(liú)量爲零時,輸出🏃也(ye)會波動。
選擇(zé)合适的電極材料(liào)和内襯材料測量(liàng)腐蝕性介質流量(liang),如果流體溫度也(yě)在允許範圍之内(nei),那是理想的選擇(zé),其測量度🔴可以達(da)到(
0. 3~1)
%R。其口(kou)徑從幾毫米到
3m,各種規格齊全(quán),能滿足各種測量(liàng)範圍的需要,但若(ruo)流體🧑🏽🤝🧑🏻不導電,電磁(cí)流量計就無能爲(wèi)力了。
③不導電(dian)液體的儀表選型(xíng)。
夾裝式超聲(shēng)流量計工作時流(liu)體不與儀表直接(jie)接觸,所以适⛷️用于(yú)各種腐蝕性流體(ti)。
夾裝式超聲(sheng)流量計按其原理(lǐ)分類有兩種,其中(zhōng)時差🌈法适用于潔(jié)淨單相流體,度與(yǔ)管徑和流速有關(guān),例如:
a.管徑
>150mm時,
v>0.3m/s,不确定(dìng)度爲±
2%R(經标定(dìng)可達±
1% R);
v ≤
0.3m/s,不确定度爲±
O.Olm/s。
b.管徑≤
150mm時,
v>0.3m/s,不确定度(dù)爲±
5%;
v≤
0.3m/s,不确定度爲±
0.05m/s。
而多普勒法(fǎ)流量計适用于固(gu)相含量較多或含(hán)有氣泡的液體,不(bú)确定度隻能達到(dào)±
1%~±
10%,顯然比(bi)電磁流量計低得(dé)多,因此隻在無其(qi)他更好的辦法時(shi)才采用。其價格與(yǔ)管道直徑無關,在(zai)
DN≤
200時,超聲(sheng)波儀表比電磁流(liú)量計貴,而在
DN≥
250時,超聲流量(liàng)計比電磁流量計(jì)便宜。
④腐蝕性(xing)氣體儀表選型
a.超聲流量計。近(jin)年來,國内外天然(rán)氣工業獲得了迅(xùn)速發展,這大🏒大推(tuī)動了天然氣計量(liang)儀表的發展,其🌈中(zhōng)專門爲天然氣計(jì)量而開發的多聲(sheng)道超聲流量計就(jiu)是一顆耀眼的明(ming)珠,這一技術如果(guo)經移植用于腐蝕(shi)性氣體流量測量(liang),應當是可行的,因(yīn)爲隻要對測量管(guǎn)内壁作防腐蝕處(chu)理即可。但具體應(yīng)用實例現在還未(wei)見報道。另外這種(zhǒng)流量計價格太高(gao)。
近年開發的(de)配有夾裝式換能(neng)器的超聲流量計(jì),若管道📱本身耐腐(fǔ)蝕,就不必考慮儀(yi)表的耐腐蝕問題(ti)。例如💛,管道使用耐(nai)腐蝕内🌈襯,但此内(nèi)襯與金屬管之🛀🏻間(jiān)如果存在氣隙,也(yě)會🐅爲夾裝式超聲(sheng)流量計帶來麻煩(fan)。
對于無耐腐(fǔ)蝕内襯的金屬管(guan)道,其内壁經長時(shí)間腐蝕往往🏒變得(de)高低不平,常會造(zào)成”
V”形和”
W”形安裝的換能器(qi)聲波反射不一緻(zhi),所以信号強度變(biàn)弱,嚴重時💃甚至無(wu)法正常測量。這些(xie)都是使用超聲流(liu)🙇♀️量計時應當注意(yì)的。
b.節流式差(chà)壓流量計。現在還(hai)未見報道适用于(yú)腐蝕性介㊙️質的定(ding)型商品化節流式(shì)差壓流量計,但是(shi)用戶自‼️行開發的(de)此類儀表,在幾十(shi)年前就有報道,其(qi)中有很成功的流(liu)量測量。
工藝(yi)設備專業對付腐(fǔ)蝕性氣體的技術(shu)幾十年前就已🔞很(hěn)成熟,例如,各種不(bu)同直徑管道襯橡(xiang)膠、襯玻璃、襯聚四(si)氟乙烯等。儀表專(zhuan)業借用此優勢,由(yóu)工藝專業将耐腐(fǔ)蝕✂️性能的微晶玻(bō)璃孔闆㊙️,交工藝專(zhuān)業夾裝在工藝管(guǎn)道上🚶♀️,然後在孔闆(pǎn)前後由工藝專業(yè)各留一個管口,儀(yí)表專業将法蘭式(shì)差壓變送器安裝(zhuang)在管口上。變🤟送器(qi)的隔離膜片初用(yong)含钼不鏽鋼,爲了(le)解決其耐腐蝕問(wen)題,在此膜片上再(zài)貼一層聚四📧氟乙(yi)烯隔離膜片。
這樣的防腐蝕方(fāng)法有時仍不夠理(lǐ)想,差壓變送器🛀的(de)不鏽♊鋼膜片使用(yong)一段時間後,仍發(fa)現有針孔狀腐蝕(shi),即不鏽鋼膜片上(shàng)出現數個直徑極(ji)小的亂洞,經研究(jiu)确認是流體中的(de)離子穿透聚四氟(fú)乙烯膜片,與不鏽(xiù)鋼膜片接觸,将其(qi)腐蝕。于是儀表制(zhì)造廠在膜片材質(zhì)上進一步作了改(gai)進。(來源于網絡)