在工業生産(chan)過程中,很多(duō)介質都是有(yǒu)微小或極強(qiang)🧑🏽🤝🧑🏻的腐蝕❓性🔴。但(dàn)由于生産需(xū)要我們還需(xū)要對這些介(jie)質進行計量(liang),如何選擇合(hé)适的流量計(jì)
進行測量?如(rú)何選用測量(liàng)腐蝕性介質(zhì)的流量計?首(shou)先㊙️我們需要(yao)了解什麽是(shì)腐蝕現象?腐(fu)蝕現象有哪(nǎ)些表現形式(shi)?
1、腐蝕現象 是(shi)金屬在其環(huán)境中由于化(huà)學作用而遭(zāo)🌈受破🈲壞的現(xian)象。一切金屬(shǔ)與合金對于(yu)某些特定環(huán)境可以是耐(nai)腐🌈蝕的,但是(shi)💰在另一些環(huan)境中卻對腐(fu)✏️蝕又很敏感(gǎn)。一般來說♻️,對(dui)于所有環境(jing)都耐腐蝕的(de)工業用金屬(shu)材料是不存(cun)在的。
腐蝕可(ke)以分爲均勻(yun)腐蝕(uniform corrosion)或全面(miàn)腐蝕(general corrosion)與局部(bu)腐蝕(localized corrosion)。全面腐(fu)蝕的腐蝕速(sù)度可用mm/a等單(dan)位來表示。通(tōng)常将腐蝕速(su)度在O.lmm/a以下的(de)材料作爲耐(nài)腐蝕材料。對(duì)于腐蝕速度(dù)較此再大一(yī)個🐆數量級,也(ye)即腐📐蝕速度(dù)爲1mm/a的材料,對(duì)于一般設備(bèi)有時可酌情(qíng)定爲可以使(shǐ)用的💯材料,對(dui)于流量儀表(biǎo)的測💜量元件(jian)則是💛不容許(xu)的。根據腐蝕(shi)速度的大小(xiǎo),可以預測金(jin)屬的使用壽(shou)㊙️命。
2、腐蝕性介(jie)質對流量計(ji)的損害
介質(zhì)的腐蝕性對(dui)流量測量儀(yi)表是個嚴重(zhong)威脅,隻有像(xiang)
夾裝式超聲(shēng)波流量計
等(děng)個别種類的(de)流量計受腐(fu)蝕影響較小(xiǎo)。
a.腐蝕性介質(zhì)将流量測量(liàng)儀表與介質(zhi)直接接觸的(de)關鍵零部件(jiàn)腐蝕,使之損(sǔn)壞,喪失功能(néng)。例如,腐蝕造(zao)成
差壓變送(song)器
膜片損壞(huài),矽油外漏而(ér)完全失效。
電(dian)磁流量計
電(diàn)極因腐蝕引(yin)起介質外世(shì),導緻勵磁線(xiàn)圈燒毀等。
b.流(liú)量測量儀表(biǎo)的關鍵零部(bu)件長時間受(shou)腐蝕性介質(zhì)的腐蝕而改(gǎi)變幾何尺寸(cun),導緻儀表準(zhun)确度降低。例(lì)如,
轉子流量(liàng)計
中的轉子(zǐ)被流體腐蝕(shí)後,外形尺寸(cùn)減小,導緻流(liú)量示值偏低(dī)。又如渦街流(liú)量計中的旋(xuan)渦發生體被(bei)流體腐蝕而(er)寬度尺寸減(jian)小,迎流面表(biao)面變得粗糙(cao),從而引起流(liú)量系數改變(bian)。就連受腐蝕(shi)介✨質影響較(jiào)小的夾裝式(shi)超聲波流量(liàng)計,也常♌因金(jīn)屬管内壁被(bei)介💜質腐蝕得(de)坑坑窪窪,使(shi)發射和接收(shōu)信号變弱,嚴(yan)重時喪失靈(líng)敏度。
c.縮短儀(yi)表壽命。例如(ru)金屬管浮子(zǐ)流量計中的(de)錐形🈲管等零(ling)部件🌈,使用幾(jǐ)年後,其焊接(jiē)處被爛穿。
d.腐(fǔ)蝕性介質滲(shen)漏,如不及時(shi)發現、及時處(chù)理,還容易釀(niàng)成安全和人(rén)身事故。
實際(ji)生産過程中(zhong)根據長期總(zong)結的檢驗,一(yi)般的腐蝕性(xing)液🐅體測✌️量選(xuan)取電磁流量(liàng)計和
超聲波(bō)流量計
,如果(guǒ)是腐蝕性氣(qì)體可以選擇(zé)耐酸不鏽鋼(gāng)材質的
渦街(jiē)流量計
或者(zhe)其他氣體流(liu)量計。測量液(yè)體介質的電(diàn)磁流量計,由(you)于其獨特的(de)測量原理,可(ke)以測量各種(zhong)有腐蝕性的(de)含微🙇🏻小顆粒(li)的👉介質,當然(ran)前提是所測(ce)量介質導電(dian),隻需根據📐介(jie)質腐🏃♀️蝕性用(yong)不同的襯裏(lǐ)材料和電極(ji)材料就可很(hen)好的解決介(jie)💜質帶腐蝕問(wèn)題。而超🙇🏻聲波(bō)就更簡單了(le),如果選擇外(wai)夾式超聲波(bo)流量計,基本(běn)不用考慮介(jiè)質的腐蝕性(xìng)🛀,隻是在測量(liàng)精度上沒有(you)電磁流量計(jì)高而已。
3、對流(liú)量測量中流(liú)體腐蝕的措(cuò)施
(1)定期更換(huan)儀表
腐蝕性(xìng)介質對金屬(shu)的腐蝕,情況(kuàng)是多種多樣(yang)的。有的腐蝕(shi)速👄度❌很快,即(ji)全面腐蝕,有(you)的腐蝕是輕(qīng)微的,速度很(hěn)慢,即局部腐(fǔ)蝕。在作儀表(biao)選型時應針(zhen)對具🌈體情況(kuang)具體分析,然(rán)後作出決📐策(cè)。
例如:壓縮空(kong)氣和水,一般(bān)認爲是無腐(fu)蝕,其實不然(ran)。由于城區大(da)氣中氮氧化(huà)合物濃度一(yī)般均較高,當(dāng)🧡它被壓縮空(kōng)氣中的冷凝(ning)液吸收後,冷(leng)凝液即呈酸(suan)性,從而對碳(tan)鋼材料具有(you)輕度腐蝕。這(zhe)種情況在硫(liú)⛱️酸廠、硝酸廠(chang)、氯堿廠等廠(chǎng)區,問題更嚴(yán)重些。當然,這(zhe)時壓縮空氣(qi)中所含的除(chu)了稀硝酸外(wai),可能還有硫(liu)酸、鹽酸等。水(shuǐ)的🔴情況也相(xiàng)似,尤其是河(he)水,由于其中(zhong)含有多種離(li)子,也對碳鋼(gāng)産生腐蝕。在(zài)這種條件下(xia)使用的儀表(biǎo),若幹年後也(ye)會出現被腐(fu)蝕的痕迹。例(lì)如,停車檢修(xiu)發現流量節(jie)流裝置中的(de)碳鋼環室與(yǔ)🌈流體接觸的(de)表面被蝕,變(bian)得坑坑窪窪(wa),嚴重時幾何(hé)尺寸和形狀(zhuang)都發生很大(da)變化。而前後(hòu)直管段内壁(bi)也變㊙️得高低(di)不平。這種狀(zhuàng)況都不符合(he)檢定規程要(yào)求,難以保證(zhèng)原有的儀表(biǎo)精度。
這時就(jiù)産生一個命(ming)題,即是否設(shè)計選型要将(jiāng)節流裝置中(zhong)🌈的環🔴室以及(ji)前後直管段(duàn)也改爲不鏽(xiù)鋼材質?當然(ran),如果改爲不(bu)鏽鋼材質,環(huán)室和直管段(duàn)的腐蝕問題(tí)肯定迎刃而(er)解,但同時🏃🏻投(tou)資增💞加了。而(er)且投資增加(jiā)數同管徑有(yǒu)關,如果公稱(chēng)通徑較大,則(ze)技資增加就(jiù)是個不小的(de)數字🌈。所以決(jué)策時👌應根據(ju)具體測量點(diǎn)的測量精度(dù)要求、腐蝕嚴(yan)重程度、預期(qī)壽命、預算承(cheng)受能力等🥰,權(quan)衡利弊得失(shī),靈活掌握。如(ru)果測量精度(du)要求不高(如(rú)🌈用于過程監(jian)視、控😘制),輕度(dù)腐蝕,碳鋼材(cai)料預期壽命(ming)10年以上,改爲(wei)不鏽鋼後投(tóu)資增💯加較多(duō),那麽,甯可待(dai)環室等被腐(fǔ)蝕得無法繼(ji)續使🌈用時,再(zài)将節流裝置(zhì)整體或損壞(huai)部分予以更(geng)新。
(2)避重就輕(qing)
避重就輕就(jiù)是在對工藝(yì)流程和有關(guan)介質特性深(shēn)入⚽了解的基(jī)礎上,合理選(xuan)擇測量方案(an),同樣可達到(dào)計量🌐或對生(sheng)産過程進行(háng)控制的目的(de),避開腐蝕性(xing)強的部位,而(ér)選在腐蝕性(xing)較輕的部位(wei)‼️,甚至更改被(bèi)調參數種🧑🏽🤝🧑🏻類(lèi)。例如(如果可(kě)行的話)将流(liú)量💛定值調節(jie)💋系統用液位(wei)☔均勻調節或(huò)其他合适的(de)變量調節代(dài)替,從而避開(kāi)流⭕量測量儀(yi)表耐腐蝕的(de)難題。
例如,進(jin)污水處理廠(chǎng)的污水流量(liàng)一般都要測(ce)量,以便控制(zhi)污染🤞物排放(fàng)總量。而污水(shui)一般或偏酸(suān)性或🌂偏堿性(xìng),而且相應地(di)要加入适量(liang)的堿或酸予(yǔ)以中和。那麽(me),考慮污水對(duì)流❄️量儀表的(de)腐蝕👈,當然流(liú)量檢🌐測點選(xuǎn)在中和之後(hòu)更好一些。
鋼(gāng)廠荒煤氣的(de)流量測量也(ye)有類似情況(kuàng)。荒煤氣中常(chang)⁉️常含有一定(dìng)數量的二氧(yang)化硫,這種氣(qi)體在幹燥📐的(de)時候腐蝕性(xìng)📐并不大,但荒(huang)煤氣離開爐(lú)窯後,随着輸(shu)送距離的增(zeng)長,氣體溫度(du)逐漸降低,溫(wen)度相應升☂️高(gao),并很快㊙️出現(xian)凝液而具有(you)較🏃♂️強的腐蝕(shi)☀️性。考慮煤氣(qi)流量測量儀(yi)表安裝位置(zhì)時,當然應當(dang)選在氣體出(chū)現凝液之🚶前(qián)。
(3)選擇具有耐(nài)腐蝕特性的(de)儀表
①一般酸(suān)性介質的儀(yí)表選型。
渦街(jie)流量傳感器(qi)和渦輪流量(liang)傳感器,與流(liú)體接觸的部(bù)分爲耐酸鋼(gāng),一般酸性液(ye)體和氣體都(dōu)能使用o
用耐(nài)酸鋼制成的(de)橢圓齒輪流(liu)量計,可以滿(mǎn)足一般酸性(xìng)液體準确計(ji)量的需要。
②導(dǎo)電液體的儀(yi)表選型。
電磁(cí)流量計的測(cè)量管内襯材(cai)料有多種,其(qi)中耐腐蝕性(xìng)❌能最好的是(shì)聚四氟乙烯(xi)。電極材料也(ye)有好幾種,能(néng)滿足絕大多(duō)數腐蝕☂️性介(jiè)質的需要。在(zài)選擇電極材(cái)料時,應以滿(man)足需要爲原(yuan)則,不要迷信(xin)貴金屬,因爲(wei)貴金屬也不(bú)是萬能的。表(biao)3.17所列就是鉑(bó)銥合金和钽(tǎn)不耐腐蝕的(de)化學介質。當(dang)然表中列入(ru)的也僅🔞僅是(shi)示例,而非全(quan)部。
其他像鉑(bó)電極的觸媒(mei)作用也引起(qi)人們的關注(zhu)。在化工生産(chǎn)中,鉑是一種(zhong)性能很好的(de)催化劑,某些(xie)介質在一定(dìng)條件下與鉑(bo)接觸後就發(fa)生化學反應(ying),已✂️被證明的(de)有雙氧水。鉑(bó)📱電極電💋磁流(liu)量🥵計在測量(liàng)雙🍉氧水時,會(huì)🏃♂️在電極表面(mian)生成氣🎯霧,流(liú)量爲零時,輸(shū)出也會波動(dong)。
選擇合适的(de)電極材料和(hé)内襯材料測(cè)量腐蝕性介(jie)⛷️質❄️流量,如果(guo)流體溫度也(yě)在允許範圍(wei)之内,那是理(li)想的❤️選擇,其(qí)測量精度可(ke)以達到(0. 3~1) %R。其口(kǒu)徑從幾毫米(mi)到3m,各種規格(gé)齊全,能滿足(zu)各種測量範(fan)圍的需要,但(dan)若流體不導(dao)電,電磁流量(liang)計就無能爲(wei)力了。
③不導電(dian)液體的儀表(biao)選型。
夾裝式(shi)超聲流量計(ji)工作時流體(tǐ)不與儀表直(zhí)接接👄觸,所以(yi)适🥵用于各種(zhǒng)腐蝕性流體(tǐ)。
夾裝式超聲(sheng)流量計按其(qí)原理分類有(yǒu)兩種,其中時(shi)差♈法适用于(yu)潔淨單相流(liu)體,精度與管(guǎn)徑和流速有(yǒu)關,例🙇🏻如:
a.管徑(jing)>150mm時, v>0.3m/s,不确定度(dù)爲±2%R(經标定可(ke)達±1% R); v ≤0.3m/s,不确定度(du)爲±O.Olm/s。
b.管徑≤150mm時, v>0.3m/s,不(bú)确定度爲±5%; v≤ 0.3m/s,不(bú)确定度爲±0.05m/s。
而(ér)多普勒法流(liu)量計适用于(yu)固相含量較(jiao)多或含有氣(qi)泡的液體,不(bú)确定度隻能(neng)達到±1%~±10%,顯然比(bi)電磁流量計(jì)低得多,因此(ci)隻在⛱️無其他(tā)更好的辦法(fa)時才采用。其(qi)價格🌈與管道(dào)直徑無關,在(zài)DN≤200時,超聲波儀(yi)表比電磁🚩流(liú)量計貴,而在(zai)DN≥250時,超聲流量(liàng)計比電磁流(liú)量計便宜🔴。
④腐(fǔ)蝕性氣體儀(yí)表選型
a.超聲(sheng)流量計。近年(nian)來,國内外天(tian)然氣工業獲(huò)得了迅速發(fa)展,這大大推(tuī)動了天然氣(qi)計量儀表的(de)發展,這一技(jì)術如果經移(yi)植用于腐蝕(shí)性氣體流量(liang)測量,應當是(shi)可行的,因爲(wei)隻要對測量(liàng)管内壁作防(fang)腐蝕處理即(ji)可。但具體應(yīng)用實例現在(zài)還未見報道(dào)。另外這㊙️種流(liú)量計價👣格太(tai)高。
近年開發(fa)的配有夾裝(zhuāng)式換能器的(de)超聲流量計(jì),若管道本身(shēn)耐腐蝕,就不(bú)必考慮儀表(biao)的耐腐蝕問(wèn)題。例如,管道(dào)使用耐腐蝕(shi)内襯,但此内(nei)襯與金屬管(guan)之間如果存(cún)在氣隙,也會(hui)爲夾裝式超(chāo)聲流量計帶(dai)來麻煩。
對于(yu)無耐腐蝕内(nèi)襯的金屬管(guan)道,其内壁經(jīng)長時間腐蝕(shí)往往變得高(gāo)低不平,常會(huì)造成”V”形和”W”形(xíng)安裝的換能(néng)器聲波反射(shè)不一緻,所以(yi)信号強度變(biàn)弱,嚴重時甚(shen)至無法正常(cháng)測量。這些都(dou)💘是使用超聲(sheng)流量計時應(ying)當注意的。
b.節(jiē)流式差壓流(liú)量計。現在還(hái)未見報道适(shì)用于腐蝕性(xìng)介質的定型(xíng)商品化節流(liu)式差壓流量(liàng)計,但是用戶(hù)自行開✔️發的(de)此類儀表✔️,在(zai)幾十年前就(jiù)有報道,其中(zhōng)有很成功的(de)氯氣流量測(ce)量。
工藝設備(bèi)專業對付腐(fǔ)蝕性氣體的(de)技術幾十年(nián)前就已很💃🏻成(cheng)熟,例如,各種(zhong)不同直徑管(guǎn)道襯橡膠、襯(chen)玻璃、襯聚四(si)氟乙烯等。儀(yi)表專業借用(yòng)此優勢,由工(gong)藝專業将耐(nai)腐蝕性能極(ji)佳的微🥰晶玻(bo)璃🏃🏻孔闆,交工(gōng)藝專業夾裝(zhuang)✂️在工藝管道(dao)上,然後📱在孔(kǒng)闆前後由工(gong)藝🏃♂️專業各留(liú)一個管口,儀(yí)表專業将法(fa)蘭式差壓變(bian)送器安裝在(zài)管✌️口上。變送(sòng)器的隔離膜(mó)片最初用含(han)钼不鏽鋼,爲(wei)了解決其耐(nai)腐蝕問題,在(zài)此膜片上再(zai)貼一層聚四(si)氟乙烯隔離(lí)膜片。
這樣的(de)防腐蝕方法(fǎ)有時仍不夠(gòu)理想,差壓變(biàn)送器的不鏽(xiu)鋼膜片使用(yòng)一段時間後(hòu),仍發現有針(zhēn)孔狀腐蝕,即(ji)不鏽鋼膜片(pian)上出現數個(ge)直徑極小的(de)亂洞,經研究(jiū)确認是流體(tǐ)中的離子穿(chuan)透聚四氟乙(yi)烯膜片,與不(bu)鏽💯鋼膜片接(jiē)觸,将其腐蝕(shí)。于是儀表制(zhi)造廠在膜片(pian)材質🆚上進一(yī)步作了改進(jin)。
以上内容來(lái)源于網絡,如(rú)有侵權請聯(lian)系即删除!
|