在(zai)工業生(sheng)産過程(cheng)中,很多(duo)介質都(dou)是有微(wei)小或極(ji)強的腐(fu)蝕😍性。但(dan)由于生(sheng)産需要(yao)我們還(hai)需要對(dui)這些介(jie)質進行(hang)計量,如(ru)何選💜擇(ze)合适的(de)流量計(ji)
進行測(ce)量?如何(he)選用測(ce)量腐蝕(shi)性介質(zhi)的流量(liang)計?首先(xian)💃我們需(xu)要了解(jie)什麽是(shi)腐蝕現(xian)象?腐蝕(shi)現象有(you)哪些表(biao)🌈現形式(shi)?
1、腐蝕現(xian)象 是金(jin)屬在其(qi)環境中(zhong)由于化(hua)學作用(yong)而遭受(shou)破壞📐的(de)現象。一(yi)切金屬(shu)與合金(jin)對于某(mou)些特定(ding)環境可(ke)以是耐(nai)腐蝕的(de),但是在(zai)另一些(xie)環境中(zhong)卻對腐(fu)✨蝕又很(hen)敏感。一(yi)般來說(shuo),對于所(suo)有環境(jing)都耐腐(fu)蝕的工(gong)業用金(jin)屬材料(liao)是不存(cun)在的🙇🏻。
腐(fu)蝕可以(yi)分爲均(jun)勻腐蝕(shi)(uniform corrosion)或全面(mian)腐蝕(general corrosion)與(yu)局部腐(fu)蝕(localized corrosion)。全☎️面(mian)腐蝕的(de)腐蝕速(su)度可用(yong)mm/a等單位(wei)來表示(shi)。通常将(jiang)🔅腐蝕速(su)度在O.lmm/a以(yi)下的材(cai)料作爲(wei)耐腐蝕(shi)材料。對(dui)于腐蝕(shi)速度較(jiao)此再㊙️大(da)一個數(shu)量級✍️,也(ye)即腐蝕(shi)速度爲(wei)1mm/a的材料(liao),對于🔴一(yi)般設備(bei)有時可(ke)酌情定(ding)爲可以(yi)使用的(de)🏃♂️材料,對(dui)于流量(liang)儀表的(de)測量元(yuan)件則是(shi)不容許(xu)的。根據(ju)腐蝕速(su)度的🐆大(da)小,可以(yi)預測金(jin)屬的使(shi)用壽命(ming)。
2、腐蝕性(xing)介質對(dui)流量計(ji)的損害(hai)
介質的(de)腐蝕性(xing)對流量(liang)測量儀(yi)表是個(ge)嚴重威(wei)脅,隻有(you)像
夾裝(zhuang)式超聲(sheng)波流量(liang)計
等個(ge)别種類(lei)的流量(liang)計受腐(fu)蝕影響(xiang)較小。
a.腐(fu)蝕性介(jie)質将流(liu)量測量(liang)儀表與(yu)介質直(zhi)接接觸(chu)的關鍵(jian)零🌈部件(jian)腐蝕,使(shi)之損壞(huai),喪失功(gong)能。例如(ru),腐蝕造(zao)成
差壓(ya)變送器(qi)
膜片損(sun)壞,矽油(you)外漏而(er)完全失(shi)效。
電磁(ci)流量計(ji)
電極因(yin)腐蝕引(yin)起介質(zhi)外世,導(dao)緻勵磁(ci)線圈燒(shao)毀等。
b.流(liu)量測量(liang)儀表的(de)關鍵零(ling)部件長(zhang)時間受(shou)腐蝕性(xing)介質的(de)腐蝕而(er)🌈改變幾(ji)何尺寸(cun),導緻儀(yi)表準确(que)度降低(di)。例如,
轉(zhuan)子流量(liang)計
中的(de)轉子被(bei)流體腐(fu)蝕後,外(wai)形尺寸(cun)減小,導(dao)緻流量(liang)示值偏(pian)低。又♊如(ru)渦街流(liu)量計中(zhong)的旋渦(wo)發生體(ti)被流體(ti)腐蝕而(er)寬度尺(chi)寸減小(xiao),迎流面(mian)表面變(bian)得粗糙(cao),從而引(yin)起流量(liang)系數改(gai)變😘。就連(lian)受🧑🏽🤝🧑🏻腐蝕(shi)介質影(ying)響較小(xiao)🐉的夾裝(zhuang)式超聲(sheng)波流🔴量(liang)計,也常(chang)因金屬(shu)管内壁(bi)被介質(zhi)腐蝕得(de)坑坑窪(wa)窪,使發(fa)射和接(jie)收信号(hao)變弱,嚴(yan)重時喪(sang)失靈敏(min)度。
c.縮短(duan)儀表壽(shou)命。例如(ru)金屬管(guan)浮子流(liu)量計中(zhong)的錐形(xing)管等零(ling)部件,使(shi)用幾年(nian)後,其焊(han)接處被(bei)爛穿。
d.腐(fu)蝕性介(jie)質滲漏(lou),如不及(ji)時發現(xian)、及時處(chu)理,還容(rong)易釀成(cheng)安👅全和(he)人身事(shi)故。
實際(ji)生産過(guo)程中根(gen)據長期(qi)總結的(de)檢驗,一(yi)般的腐(fu)蝕性液(ye)體測量(liang)選取電(dian)磁流量(liang)計和
超(chao)聲波流(liu)量計
,如(ru)果是腐(fu)蝕性氣(qi)體可以(yi)選擇耐(nai)酸不鏽(xiu)鋼材質(zhi)的
渦街(jie)流量計(ji)
或者其(qi)他氣體(ti)流量計(ji)。測量液(ye)體介質(zhi)的電磁(ci)流量計(ji),由于🤟其(qi)獨特的(de)測量原(yuan)理,可以(yi)測量各(ge)種有腐(fu)蝕🌂性的(de)含微小(xiao)顆粒的(de)介質,當(dang)然前提(ti)是所測(ce)量介質(zhi)導電,隻(zhi)需根據(ju)🌈介質腐(fu)🔴蝕性用(yong)不同的(de)襯裏材(cai)料和⛹🏻♀️電(dian)極材料(liao)就可很(hen)好的解(jie)決介質(zhi)帶腐蝕(shi)問題。而(er)超聲波(bo)就更簡(jian)單了,如(ru)果選擇(ze)外夾式(shi)超聲波(bo)流量計(ji),基本不(bu)用考慮(lü)介質的(de)腐蝕性(xing),隻是在(zai)測量精(jing)度上沒(mei)有電磁(ci)流量計(ji)高而已(yi)。
3、對流量(liang)測量中(zhong)流體腐(fu)蝕的措(cuo)施
(1)定期(qi)更換儀(yi)表
腐蝕(shi)性介質(zhi)對金屬(shu)的腐蝕(shi),情況是(shi)多種多(duo)樣的。有(you)的⛷️腐蝕(shi)速度♉很(hen)快,即全(quan)面腐蝕(shi),有的腐(fu)蝕是輕(qing)微的,速(su)度很慢(man),即局部(bu)腐蝕。在(zai)作儀表(biao)選型時(shi)應針對(dui)具體情(qing)況👣具體(ti)分析,然(ran)後作出(chu)決策。
例(li)如:壓縮(suo)空氣和(he)水,一般(ban)認爲是(shi)無腐蝕(shi),其實不(bu)然。由于(yu)城區大(da)氣中氮(dan)氧化合(he)物濃度(du)一般均(jun)較高,當(dang)它被壓(ya)縮空氣(qi)中的冷(leng)凝液吸(xi)收後,冷(leng)凝液即(ji)呈酸性(xing),從而對(dui)碳鋼材(cai)料具有(you)輕度腐(fu)蝕。這種(zhong)情況在(zai)硫酸廠(chang)、硝酸廠(chang)、氯堿廠(chang)等廠區(qu),問題更(geng)嚴重⛷️些(xie)。當然,這(zhe)時壓縮(suo)空氣中(zhong)所含的(de)除了稀(xi)硝酸外(wai),可能還(hai)有硫酸(suan)、鹽酸等(deng)。水😄的情(qing)況也相(xiang)似,尤🈲其(qi)是河水(shui),由于其(qi)中含有(you)多種離(li)子,也對(dui)碳鋼✏️産(chan)生腐蝕(shi)。在這種(zhong)條件下(xia)✍️使用的(de)儀表,若(ruo)幹年後(hou)也會出(chu)現被腐(fu)蝕的痕(hen)迹。例如(ru),停車檢(jian)🤞修發現(xian)流量節(jie)流裝置(zhi)中的碳(tan)鋼環室(shi)與流體(ti)接觸的(de)表面🙇🏻被(bei)蝕,變得(de)坑坑窪(wa)窪,嚴重(zhong)時幾何(he)🌈尺寸和(he)形狀都(dou)發生很(hen)大變化(hua)。而前後(hou)直管段(duan)内壁🔴也(ye)變🌈得高(gao)低不平(ping)。這種狀(zhuang)㊙️況都🆚不(bu)符合檢(jian)定規程(cheng)要🙇🏻求,難(nan)以保🤟證(zheng)原有的(de)儀表精(jing)度。
這時(shi)就産生(sheng)一個命(ming)題,即是(shi)否設計(ji)選型要(yao)将節流(liu)裝置中(zhong)的環室(shi)以及前(qian)後直管(guan)段也改(gai)爲不鏽(xiu)鋼材質(zhi)?當然,如(ru)果改🤟爲(wei)不鏽鋼(gang)材質,環(huan)室和直(zhi)管段的(de)腐蝕問(wen)題肯定(ding)迎刃而(er)解,但同(tong)時☁️投資(zi)增加了(le)。而且投(tou)資增加(jia)數☂️同管(guan)徑有⭕關(guan),如果公(gong)稱通徑(jing)較大,則(ze)技資增(zeng)加就是(shi)個不小(xiao)的數字(zi)。所以決(jue)策時應(ying)根據具(ju)體測量(liang)點的測(ce)量精度(du)要求、腐(fu)蝕嚴重(zhong)程度、預(yu)期🥰壽命(ming)、預算承(cheng)受能力(li)等,權衡(heng)利弊得(de)失,靈🔞活(huo)掌握。如(ru)果測量(liang)精度要(yao)求不高(gao)(如用于(yu)過程監(jian)視、控😘制(zhi)),輕度腐(fu)蝕,碳鋼(gang)材料🔆預(yu)期壽命(ming)10年以上(shang),改爲不(bu)鏽鋼後(hou)投資增(zeng)加較多(duo),那麽,甯(ning)可🌈待環(huan)室等被(bei)腐蝕得(de)無法繼(ji)續使用(yong)時,再将(jiang)節流裝(zhuang)置整體(ti)或👌損壞(huai)部分予(yu)以更新(xin)。
(2)避重就(jiu)輕
避重(zhong)就輕就(jiu)是在對(dui)工藝流(liu)程和有(you)關介質(zhi)特性深(shen)入了解(jie)的基礎(chu)上,合理(li)選擇測(ce)量方案(an),同樣可(ke)達到計(ji)量或對(dui)生産過(guo)程進行(hang)控制的(de)目的,避(bi)開腐蝕(shi)性強的(de)部位,而(er)選在腐(fu)蝕性較(jiao)輕的部(bu)位,甚至(zhi)更改被(bei)🎯調參數(shu)種㊙️類。例(li)如(如♊果(guo)可行的(de)話)将流(liu)量定值(zhi)調節系(xi)統用液(ye)位♈均勻(yun)調節或(huo)其他合(he)适的變(bian)量調節(jie)代替,從(cong)而避開(kai)流🎯量測(ce)量儀表(biao)耐腐蝕(shi)的難題(ti)。
例如,進(jin)污水處(chu)理廠的(de)污水流(liu)量一般(ban)都要測(ce)量,以便(bian)控🐉制污(wu)染物排(pai)放總量(liang)。而污水(shui)一般或(huo)偏酸性(xing)或🏃🏻♂️偏堿(jian)👣性,而🌐且(qie)相📧應地(di)要加入(ru)适量的(de)堿或酸(suan)予以中(zhong)和。那麽(me)💛,考慮污(wu)水對流(liu)量儀表(biao)的腐蝕(shi),當然流(liu)量檢測(ce)點選在(zai)中和之(zhi)後更好(hao)一些。
鋼(gang)廠荒煤(mei)氣的流(liu)量測量(liang)也有類(lei)似情況(kuang)。荒煤氣(qi)中常常(chang)含有一(yi)定數量(liang)的二氧(yang)化硫,這(zhe)種氣體(ti)在幹燥(zao)的時候(hou)腐蝕性(xing)并不大(da),但荒煤(mei)氣離開(kai)爐窯後(hou),随着輸(shu)送距離(li)的增長(zhang),氣體溫(wen)度逐漸(jian)降低,溫(wen)度相應(ying)升高,并(bing)很快🍓出(chu)現凝液(ye)而具有(you)較強的(de)腐蝕性(xing)。考慮煤(mei)♻️氣流量(liang)測量儀(yi)表安裝(zhuang)位置時(shi),當然應(ying)當選在(zai)氣體📧出(chu)現凝液(ye)之前。
(3)選(xuan)擇具有(you)耐腐蝕(shi)特性的(de)儀表
①一(yi)般酸性(xing)介質的(de)儀表選(xuan)型。
渦街(jie)流量傳(chuan)感器和(he)渦輪流(liu)量傳感(gan)器,與流(liu)體接觸(chu)的🌏部分(fen)爲耐酸(suan)鋼,一般(ban)酸性液(ye)體和氣(qi)體都能(neng)使用o
用(yong)耐酸鋼(gang)制成的(de)橢圓齒(chi)輪流量(liang)計,可以(yi)滿足一(yi)般酸性(xing)液體準(zhun)确計量(liang)的需要(yao)。
②導電液(ye)體的儀(yi)表選型(xing)。
電磁流(liu)量計的(de)測量管(guan)内襯材(cai)料有多(duo)種,其中(zhong)耐腐💋蝕(shi)性能最(zui)好的是(shi)聚四氟(fu)乙烯。電(dian)極材料(liao)也有好(hao)幾🔞種,能(neng)滿足絕(jue)大多數(shu)🌏腐蝕性(xing)介質的(de)需要。在(zai)選擇電(dian)極材料(liao)♋時,應以(yi)滿足需(xu)要爲原(yuan)則,不要(yao)迷信貴(gui)金屬,因(yin)爲貴金(jin)屬也不(bu)是萬能(neng)的。表3.17所(suo)列就是(shi)鉑銥合(he)金和钽(tan)不耐腐(fu)蝕的化(hua)學介質(zhi)。當然表(biao)中列入(ru)的也僅(jin)僅是示(shi)例,而非(fei)全部。
其(qi)他像鉑(bo)電極的(de)觸媒作(zuo)用也引(yin)起人們(men)的關注(zhu)。在☎️化工(gong)生産中(zhong)🔞,鉑是一(yi)種性能(neng)很好的(de)催化劑(ji),某些介(jie)🌈質在一(yi)定條件(jian)下與鉑(bo)接‼️觸後(hou)就發生(sheng)化學反(fan)應,已被(bei)證明的(de)有雙氧(yang)水。鉑🙇♀️電(dian)極電磁(ci)流量計(ji)在測量(liang)雙🐅氧水(shui)時,會在(zai)電極表(biao)面生成(cheng)氣霧,流(liu)量爲零(ling)時,輸出(chu)✉️也會波(bo)動。
選擇(ze)合适的(de)電極材(cai)料和内(nei)襯材料(liao)測量腐(fu)蝕性介(jie)質⭐流💜量(liang),如果流(liu)體溫度(du)也在允(yun)許範圍(wei)之内,那(na)是理想(xiang)的選擇(ze),其測量(liang)精🏒度可(ke)🐇以達到(dao)(0. 3~1) %R。其口徑(jing)從幾毫(hao)米🤩到3m,各(ge)種💰規格(ge)齊全,能(neng)滿⭕足各(ge)種測量(liang)範圍的(de)需要,但(dan)若流體(ti)不導電(dian),電磁流(liu)量計就(jiu)無能爲(wei)力了。
③不(bu)導電液(ye)體的儀(yi)表選型(xing)。
夾裝式(shi)超聲流(liu)量計工(gong)作時流(liu)體不與(yu)儀表直(zhi)接接觸(chu)👅,所以📱适(shi)♻️用🧑🏽🤝🧑🏻于各(ge)種腐蝕(shi)性流體(ti)。
夾裝式(shi)超聲流(liu)量計按(an)其原理(li)分類有(you)兩種,其(qi)中時差(cha)♈法🔴适用(yong)于潔淨(jing)單相流(liu)體,精度(du)與管徑(jing)和流速(su)有關,例(li)如:
a.管徑(jing)>150mm時, v>0.3m/s,不确(que)定度爲(wei)±2%R(經标定(ding)可達±1% R); v ≤0.3m/s,不(bu)确定度(du)爲±O.Olm/s。
b.管徑(jing)≤150mm時, v>0.3m/s,不确(que)定度爲(wei)±5%; v≤ 0.3m/s,不确定(ding)度爲±0.05m/s。
而(er)多普勒(le)法流量(liang)計适用(yong)于固相(xiang)含量較(jiao)多或含(han)有氣✉️泡(pao)的液體(ti),不确定(ding)度隻能(neng)達到±1%~±10%,顯(xian)然比電(dian)磁流量(liang)♍計低😘得(de)多,因此(ci)隻在無(wu)其他更(geng)好的辦(ban)法時才(cai)采用。其(qi)價格與(yu)管道直(zhi)徑無關(guan),在DN≤200時🔱,超(chao)聲波儀(yi)表比電(dian)磁流量(liang)計貴,而(er)在DN≥250時,超(chao)聲流量(liang)計比電(dian)磁流量(liang)計便宜(yi)。
④腐蝕性(xing)氣體儀(yi)表選型(xing)
a.超聲流(liu)量計。近(jin)年來,國(guo)内外天(tian)然氣工(gong)業獲得(de)了迅速(su)💔發展,這(zhe)大🏃🏻大推(tui)動了天(tian)然氣計(ji)量儀表(biao)的發展(zhan),這💜一技(ji)🚶♀️術如果(guo)經移植(zhi)用于腐(fu)蝕性氣(qi)體流量(liang)測量,應(ying)當是可(ke)行的,因(yin)爲隻要(yao)🈲對測量(liang)管内壁(bi)作防腐(fu)蝕處🏃理(li)即可。但(dan)具體應(ying)用實例(li)現在還(hai)未見報(bao)道。另外(wai)這種流(liu)量計價(jia)格太高(gao)。
近年開(kai)發的配(pei)有夾裝(zhuang)式換能(neng)器的超(chao)聲流量(liang)計,若管(guan)道❄️本身(shen)耐🐇腐蝕(shi),就不必(bi)考慮儀(yi)表的耐(nai)腐蝕問(wen)題。例如(ru)💋,管道使(shi)用耐腐(fu)🥰蝕内襯(chen),但此内(nei)襯與金(jin)屬管之(zhi)💃間如果(guo)存在氣(qi)隙,也會(hui)爲夾裝(zhuang)式超聲(sheng)❄️流量計(ji)帶來麻(ma)煩。
對于(yu)無耐腐(fu)蝕内襯(chen)的金屬(shu)管道,其(qi)内壁經(jing)長時間(jian)腐蝕往(wang)往變🛀得(de)高低不(bu)平,常會(hui)造成”V”形(xing)和”W”形安(an)裝的換(huan)能器聲(sheng)波反✌️射(she)不一緻(zhi),所以信(xin)号強度(du)變弱,嚴(yan)重時甚(shen)至無法(fa)正常測(ce)量。這些(xie)都是使(shi)用超聲(sheng)流量計(ji)時應當(dang)注意的(de)。
b.節流式(shi)差壓流(liu)量計。現(xian)在還未(wei)見報道(dao)适用于(yu)腐蝕👄性(xing)介質♍的(de)定型商(shang)品化節(jie)流式差(cha)壓流量(liang)計,但是(shi)用戶自(zi)行開發(fa)的此類(lei)儀表,在(zai)幾十年(nian)前就有(you)報道,其(qi)中有很(hen)成功的(de)氯氣流(liu)量測量(liang)。
工藝設(she)備專業(ye)對付腐(fu)蝕性氣(qi)體的技(ji)術幾十(shi)年前就(jiu)🐇已很成(cheng)熟🚶,例如(ru),各種不(bu)同直徑(jing)管道襯(chen)橡膠、襯(chen)玻璃、襯(chen)聚四氟(fu)乙烯等(deng)。儀表專(zhuan)業借用(yong)此優勢(shi),由工藝(yi)專業将(jiang)耐腐蝕(shi)性能極(ji)佳的微(wei)🏒晶玻璃(li)🏃孔闆,交(jiao)工藝專(zhuan)業夾裝(zhuang)在工藝(yi)管道上(shang),然後💋在(zai)孔闆前(qian)❌後由工(gong)藝♻️專業(ye)各留一(yi)✨個管口(kou),儀表專(zhuan)業将法(fa)蘭式差(cha)壓變送(song)器安裝(zhuang)在管🌏口(kou)上。變送(song)器的隔(ge)離膜片(pian)最初用(yong)含钼不(bu)鏽鋼,爲(wei)了解決(jue)其耐腐(fu)蝕問題(ti),在此膜(mo)片上再(zai)貼💰一層(ceng)聚四氟(fu)乙烯隔(ge)離膜片(pian)。
這樣的(de)防腐蝕(shi)方法有(you)時仍不(bu)夠理想(xiang),差壓變(bian)送器的(de)不鏽鋼(gang)膜♉片使(shi)用一段(duan)時間後(hou),仍發現(xian)有針孔(kong)狀腐蝕(shi),即不鏽(xiu)鋼膜片(pian)上出現(xian)數個直(zhi)徑極小(xiao)的亂洞(dong),經研究(jiu)确認是(shi)流體中(zhong)的離子(zi)穿透聚(ju)四氟乙(yi)烯膜片(pian),與不鏽(xiu)鋼膜片(pian)接觸,将(jiang)其腐蝕(shi)。于是儀(yi)表制造(zao)廠🆚在膜(mo)片材質(zhi)上進一(yi)步作了(le)改進。
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