在工業(ye)生産過程(cheng)中,很多介(jie)質都是有(you)微小或極(ji)強♻️的腐蝕(shi)性。但由于(yu)生産需要(yao)我們還需(xu)要對這些(xie)介⛹🏻♀️質進🈲行(hang)計量,如何(he)選擇合适(shi)的流量計(ji)
進行測量(liang)?如何選用(yong)測量腐蝕(shi)性介質的(de)流量計?首(shou)先我們需(xu)要了解什(shi)麽是腐蝕(shi)現象?腐蝕(shi)現象有哪(na)☀️些表現形(xing)式?
1、腐蝕現(xian)象 是金屬(shu)在其環境(jing)中由于化(hua)學作用而(er)遭受破壞(huai)的現象。一(yi)切金屬與(yu)合金對于(yu)某些特定(ding)環境可以(yi)是耐腐👣蝕(shi)的,但是在(zai)另一些環(huan)境中卻對(dui)腐蝕又很(hen)敏感。一般(ban)來說,對于(yu)所有環境(jing)都耐腐蝕(shi)的工業用(yong)金屬材料(liao)是♊不存在(zai)的。
腐蝕可(ke)以分爲均(jun)勻腐蝕(uniform corrosion)或(huo)全面腐蝕(shi)(general corrosion)與局部腐(fu)蝕(localized corrosion)。全🤞面腐(fu)蝕的♊腐蝕(shi)速度可用(yong)mm/a等單位來(lai)表示。通常(chang)将腐蝕速(su)度在O.lmm/a以下(xia)的☔材料作(zuo)爲耐腐蝕(shi)材料。對于(yu)腐蝕速度(du)較此再大(da)一個數量(liang)級,也即腐(fu)蝕速度爲(wei)1mm/a的材料,對(dui)于一般設(she)備有時可(ke)酌情定爲(wei)可以使用(yong)的‼️材料,對(dui)于流量儀(yi)表的測量(liang)元件則是(shi)不容許的(de)。根據腐蝕(shi)速度的大(da)小,可以預(yu)測金屬的(de)使用壽命(ming)。
2、腐蝕性介(jie)質對流量(liang)計的損害(hai)
介質的腐(fu)蝕性對流(liu)量測量儀(yi)表是個嚴(yan)重威脅,隻(zhi)有像
夾裝(zhuang)式超聲波(bo)流量計
等(deng)個别種類(lei)的流量計(ji)受腐蝕影(ying)響較小。
a.腐(fu)蝕性介質(zhi)将流量測(ce)量儀表與(yu)介質直接(jie)接觸的關(guan)☂️鍵零部件(jian)腐蝕,使之(zhi)損壞,喪失(shi)功能。例如(ru),腐蝕造成(cheng)
差壓變送(song)器
膜片損(sun)壞,矽油外(wai)漏而完全(quan)失效。
電磁(ci)流量計
電(dian)極因腐蝕(shi)引起介質(zhi)外世,導緻(zhi)勵磁線圈(quan)燒毀等。
b.流(liu)量測量儀(yi)表的關鍵(jian)零部件長(zhang)時間受腐(fu)蝕性介⛷️質(zhi)的腐蝕而(er)改變幾何(he)尺寸,導緻(zhi)儀表準确(que)度降低。例(li)如,
轉子流(liu)量計
中的(de)轉子被流(liu)體腐蝕後(hou),外形尺寸(cun)減小,導緻(zhi)流量示值(zhi)🙇♀️偏低。又如(ru)渦街流量(liang)計中的旋(xuan)渦發生體(ti)被流體腐(fu)蝕而寬度(du)♻️尺寸🔞減小(xiao)📐,迎流面表(biao)面變得粗(cu)糙,從🤞而引(yin)起🌈流量系(xi)數改變。就(jiu)連受✌️腐蝕(shi)介質影響(xiang)較小的夾(jia)裝式超聲(sheng)波流量計(ji),也常因金(jin)屬管内壁(bi)被介☁️質腐(fu)蝕得坑坑(keng)窪窪,使發(fa)💋射和接收(shou)信号變弱(ruo),嚴重🚶時喪(sang)失靈敏度(du)。
c.縮短儀表(biao)壽命。例如(ru)金屬管浮(fu)子流量計(ji)中的錐形(xing)管等☀️零部(bu)件,使用幾(ji)年後,其焊(han)接處被爛(lan)穿。
d.腐蝕性(xing)介質滲漏(lou),如不及時(shi)發現、及時(shi)處理,還容(rong)易釀📱成安(an)全和人身(shen)事故。
實際(ji)生産過程(cheng)中根據長(zhang)期總結的(de)檢驗,一般(ban)的腐💰蝕性(xing)💁液體測量(liang)選取電磁(ci)流量計和(he)
超聲波流(liu)量計
,如果(guo)是腐蝕性(xing)氣體可以(yi)選擇耐酸(suan)不鏽鋼材(cai)質的
渦街(jie)流量計
或(huo)者其他氣(qi)體流量計(ji)。測量液體(ti)介質的電(dian)磁流量🔱計(ji),由于其獨(du)特的測量(liang)原理,可以(yi)測量各種(zhong)有腐蝕🛀性(xing)的🛀🏻含微小(xiao)顆粒的♊介(jie)質🈲,當然前(qian)提是所測(ce)量介質導(dao)電,隻需根(gen)據介質腐(fu)🈲蝕性用不(bu)同的襯裏(li)材料和電(dian)極材料🐇就(jiu)可很好的(de)解決介質(zhi)帶腐蝕問(wen)題。而超⛹🏻♀️聲(sheng)波就更簡(jian)🐆單了,如果(guo)選擇外夾(jia)式超聲波(bo)流量計,基(ji)本不用考(kao)慮介質的(de)腐蝕性♍,隻(zhi)是在測量(liang)精度上沒(mei)有電磁流(liu)量計高而(er)已。
3、對流量(liang)測量中流(liu)體腐蝕的(de)措施
(1)定期(qi)更換儀表(biao)
腐蝕性介(jie)質對金屬(shu)的腐蝕,情(qing)況是多種(zhong)多樣的。有(you)的腐蝕速(su)度很快,即(ji)全面腐蝕(shi),有的腐蝕(shi)是輕微的(de),速度很慢(man)😄,即局部腐(fu)蝕。在作儀(yi)表選型時(shi)應針對具(ju)體情況具(ju)體分析,然(ran)後作出決(jue)策。
例如:壓(ya)縮空氣和(he)水,一般認(ren)爲是無腐(fu)蝕,其實不(bu)然。由于城(cheng)區大氣中(zhong)氮氧化合(he)物濃度一(yi)般均較高(gao),當它被🌏壓(ya)縮空氣中(zhong)的冷凝液(ye)吸收後,冷(leng)凝液即呈(cheng)酸性,從而(er)對碳鋼材(cai)料具有輕(qing)度⭐腐蝕。這(zhe)種情況在(zai)硫酸廠、硝(xiao)酸🐆廠、氯堿(jian)廠等廠區(qu),問題更嚴(yan)重些。當然(ran),這🐇時壓縮(suo)空氣中所(suo)含的除💞了(le)稀硝酸外(wai),可能還有(you)硫酸、鹽酸(suan)等。水的情(qing)況也相似(si),尤🐆其是河(he)水,由于其(qi)中♈含有多(duo)種離子,也(ye)對碳鋼産(chan)生腐蝕。在(zai)這種條件(jian)下👉使用的(de)儀表,若幹(gan)年⭕後也會(hui)出現被腐(fu)蝕的痕迹(ji)。例如,停車(che)檢修發現(xian)流量節流(liu)裝置中的(de)碳鋼環室(shi)與🔅流體接(jie)觸的表面(mian)被蝕,變💘得(de)坑坑窪窪(wa),嚴重時幾(ji)何尺寸和(he)形狀都發(fa)生很大🈚變(bian)📱化。而前後(hou)直管段内(nei)壁也變得(de)高低不平(ping)。這種狀況(kuang)都不符合(he)檢定規程(cheng)要求,難以(yi)保證原有(you)的儀表精(jing)度。
這時就(jiu)産生一個(ge)命題,即是(shi)否設計選(xuan)型要将節(jie)流裝置中(zhong)的環室以(yi)及前後直(zhi)管段也改(gai)爲不鏽鋼(gang)材質?當😍然(ran),如㊙️果改💔爲(wei)不🈲鏽鋼材(cai)質,環室和(he)直管段的(de)腐蝕問題(ti)肯定迎🐇刃(ren)而解,但同(tong)時投資增(zeng)加了。而且(qie)投🌈資增加(jia)數同管徑(jing)有關,如果(guo)公稱通徑(jing)較大,則技(ji)資增加就(jiu)是個🐇不小(xiao)的數字。所(suo)以決策時(shi)應根據具(ju)體🌈測量點(dian)的測量精(jing)度要求、腐(fu)蝕嚴重程(cheng)度、預期壽(shou)命、預算承(cheng)受能力等(deng),權衡利弊(bi)得失,靈活(huo)掌握。如果(guo)測❌量精度(du)要求不高(gao)(如用于過(guo)程監視、控(kong)制),輕度腐(fu)蝕,碳鋼材(cai)料預期壽(shou)命10年以上(shang),改爲不鏽(xiu)鋼後投資(zi)增加較多(duo),那麽,甯可(ke)待環室等(deng)被腐蝕得(de)無法繼續(xu)使🛀🏻用時,再(zai)将節流裝(zhuang)置整體或(huo)損壞部分(fen)予以更新(xin)。
(2)避重就輕(qing)
避重就輕(qing)就是在對(dui)工藝流程(cheng)和有關介(jie)質特性深(shen)入了解的(de)🎯基礎上,合(he)理選擇測(ce)量方案,同(tong)樣可達到(dao)計量或對(dui)生産過程(cheng)進行控制(zhi)的目的,避(bi)開腐蝕性(xing)強的部位(wei),而選在腐(fu)蝕性較輕(qing)的部位,甚(shen)至更改被(bei)調參數種(zhong)類。例如(如(ru)果可行的(de)話)将流量(liang)定值調節(jie)系統用液(ye)位🈲均勻調(diao)節或其他(ta)合适的變(bian)量調節代(dai)替,從而避(bi)開流量測(ce)量儀表耐(nai)腐蝕的難(nan)題。
例如,進(jin)污水處理(li)廠的污水(shui)流量一般(ban)都要測量(liang),以便控制(zhi)🚶污染物排(pai)放總量。而(er)污水一般(ban)或偏酸性(xing)或偏堿性(xing),而且相應(ying)地要加🏃入(ru)适量的堿(jian)或酸予以(yi)中和。那麽(me),考慮污水(shui)對流量儀(yi)表⛱️的腐蝕(shi),當然流量(liang)檢測點選(xuan)在中和之(zhi)後更好一(yi)些。
鋼廠荒(huang)煤氣的流(liu)量測量也(ye)有類似情(qing)況。荒煤氣(qi)中常常含(han)♋有一定數(shu)量的二氧(yang)化硫,這種(zhong)氣體在幹(gan)燥的時候(hou)腐蝕性并(bing)不👈大,但荒(huang)煤氣離開(kai)爐窯後,随(sui)着🏃🏻♂️輸送距(ju)離的增長(zhang),氣體溫度(du)逐漸降低(di),溫度相應(ying)升🌈高,并很(hen)快🔞出現凝(ning)液而具有(you)較強的腐(fu)蝕性。考慮(lü)煤📞氣流量(liang)測量儀表(biao)安裝位⭐置(zhi)時,當然應(ying)當選在氣(qi)體出現凝(ning)液之🌈前。
(3)選(xuan)擇具有耐(nai)腐蝕特性(xing)的儀表
①一(yi)般酸性介(jie)質的儀表(biao)選型。
渦街(jie)流量傳感(gan)器和渦輪(lun)流量傳感(gan)器,與流體(ti)接觸的部(bu)分💯爲耐酸(suan)鋼,一般酸(suan)性液體和(he)氣體都能(neng)使用o
用耐(nai)酸鋼制成(cheng)的橢圓齒(chi)輪流量計(ji),可以滿足(zu)一般酸性(xing)液體準确(que)計量的需(xu)要。
②導電液(ye)體的儀表(biao)選型。
電磁(ci)流量計的(de)測量管内(nei)襯材料有(you)多種,其中(zhong)耐腐蝕性(xing)能最好的(de)是聚四氟(fu)乙烯。電極(ji)材料也有(you)好幾種,能(neng)滿足絕大(da)多數腐蝕(shi)性介質的(de)需要。在選(xuan)擇電極材(cai)料時,應以(yi)🤞滿足需㊙️要(yao)爲原則,不(bu)要迷信貴(gui)金屬,因爲(wei)貴金屬也(ye)不是萬能(neng)的。表3.17所列(lie)就是鉑銥(yi)合金🔆和钽(tan)不耐腐蝕(shi)的化學介(jie)質。當然表(biao)中列入的(de)也僅僅是(shi)示例,而非(fei)全部。
其他(ta)像鉑電極(ji)的觸媒作(zuo)用也引起(qi)人們的關(guan)注。在化工(gong)♈生産中,鉑(bo)是一種性(xing)能很好的(de)催化劑,某(mou)些介‼️質在(zai)一定條件(jian)下與鉑接(jie)觸後就發(fa)生化學反(fan)應,已被證(zheng)明的有雙(shuang)氧水。鉑電(dian)極電🐆磁流(liu)量💃🏻計在測(ce)量雙氧水(shui)時,會在電(dian)極表面生(sheng)成氣霧,流(liu)量爲零時(shi),輸出⚽也會(hui)波動。
選擇(ze)合适的電(dian)極材料和(he)内襯材料(liao)測量腐蝕(shi)性介質流(liu)量,如果流(liu)體溫度也(ye)在允許範(fan)圍之内,那(na)是理想的(de)選擇,其測(ce)🔞量精度可(ke)以達到(0. 3~1) %R。其(qi)口徑從幾(ji)毫米到3m,各(ge)種規格齊(qi)全,能滿足(zu)各種測量(liang)範圍的需(xu)要,但☎️若流(liu)體不導電(dian),電磁流量(liang)計就無能(neng)爲力了。
③不(bu)導電液體(ti)的儀表選(xuan)型。
夾裝式(shi)超聲流量(liang)計工作時(shi)流體不與(yu)儀表直接(jie)接觸,所以(yi)适用于各(ge)種腐蝕性(xing)流體。
夾裝(zhuang)式超聲流(liu)量計按其(qi)原理分類(lei)有兩種,其(qi)中時差法(fa)适用于潔(jie)淨單相流(liu)體,精度與(yu)管徑和流(liu)速有關,例(li)如:
a.管徑>150mm時(shi), v>0.3m/s,不确定度(du)爲±2%R(經标定(ding)可達±1% R); v ≤0.3m/s,不确(que)定度爲±O.Olm/s。
b.管(guan)徑≤150mm時, v>0.3m/s,不确(que)定度爲±5%; v≤ 0.3m/s,不(bu)确定度爲(wei)±0.05m/s。
而多普勒(le)法流量計(ji)适用于固(gu)相含量較(jiao)多或含有(you)氣泡的🎯液(ye)體,不确定(ding)度隻能達(da)到±1%~±10%,顯然比(bi)電磁流量(liang)計低得多(duo),因此🥵隻在(zai)無其他更(geng)好的辦法(fa)時才采用(yong)。其價格與(yu)管道💋直徑(jing)無關,在DN≤200時(shi),超聲波儀(yi)表比電磁(ci)流量計貴(gui),而在DN≥250時,超(chao)聲流量計(ji)‼️比電磁流(liu)量計便宜(yi)🌂。
④腐蝕性氣(qi)體儀表選(xuan)型
a.超聲流(liu)量計。近年(nian)來,國内外(wai)天然氣工(gong)業獲得了(le)迅🔴速🐅發展(zhan)㊙️,這大大推(tui)動了天然(ran)氣計量儀(yi)表的發展(zhan),這一技術(shu)如㊙️果經移(yi)植㊙️用于腐(fu)蝕性氣體(ti)流量測量(liang),應當是可(ke)行的,因爲(wei)隻要對測(ce)量🌈管内壁(bi)作防腐蝕(shi)處理即可(ke)。但具體應(ying)用實例現(xian)在還未見(jian)報道。另外(wai)這🔆種流量(liang)計價格太(tai)高。
近年開(kai)發的配有(you)夾裝式換(huan)能器的超(chao)聲流量計(ji),若管道本(ben)身耐腐蝕(shi),就不必考(kao)慮儀表的(de)耐腐蝕問(wen)題。例如⭕,管(guan)道使用✌️耐(nai)腐🌐蝕内🐅襯(chen),但此内襯(chen)與金屬管(guan)之間如果(guo)存在氣隙(xi),也會😘爲夾(jia)裝式超聲(sheng)流量計帶(dai)來麻煩。
對(dui)于無耐腐(fu)蝕内襯的(de)金屬管道(dao),其内壁經(jing)長時間腐(fu)蝕🌈往往變(bian)得高低不(bu)平,常會造(zao)成”V”形和”W”形(xing)安裝的換(huan)能器聲㊙️波(bo)反⁉️射不一(yi)緻,所以信(xin)号強度變(bian)弱,嚴重時(shi)甚至無法(fa)正常測量(liang)。這些都是(shi)使用超聲(sheng)流量計時(shi)應當注㊙️意(yi)的。
b.節流式(shi)差壓流量(liang)計。現在還(hai)未見報道(dao)适用于腐(fu)蝕👣性介質(zhi)的定型商(shang)品化節流(liu)式差壓流(liu)量計,但是(shi)用戶自行(hang)開🔞發的此(ci)類儀表✉️,在(zai)幾十年前(qian)就有報道(dao),其♉中有很(hen)成功的氯(lü)氣流量測(ce)量⚽。
工藝設(she)備專業對(dui)付腐蝕性(xing)氣體的技(ji)術幾十年(nian)前😍就已很(hen)☂️成🔞熟,例如(ru),各種不同(tong)直徑管道(dao)襯橡膠、襯(chen)玻璃、襯㊙️聚(ju)四🏃♂️氟乙🌈烯(xi)等。儀表專(zhuan)業借用此(ci)優勢,由工(gong)藝專業将(jiang)耐腐蝕🍓性(xing)能極佳的(de)微晶玻璃(li)👈孔闆,交工(gong)藝專業夾(jia)裝在工藝(yi)管道上,然(ran)後✔️在孔闆(pan)前後由工(gong)藝專業各(ge)留一個管(guan)口,儀表🈲專(zhuan)業将法蘭(lan)式差壓變(bian)送器安裝(zhuang)在管口上(shang)。變送器的(de)隔🔴離膜片(pian)最初用💯含(han)钼不鏽鋼(gang),爲了解決(jue)其耐腐蝕(shi)問題,在此(ci)膜片上再(zai)貼一層聚(ju)四氟乙烯(xi)隔離膜片(pian)。
這樣的防(fang)腐蝕方法(fa)有時仍不(bu)夠理想,差(cha)壓變送器(qi)的不鏽🔴鋼(gang)📐膜🚩片使用(yong)一段時間(jian)後,仍發現(xian)有針孔狀(zhuang)腐蝕‼️,即不(bu)鏽鋼膜片(pian)🐉上出現數(shu)個直徑極(ji)小的亂洞(dong),經研究⭐确(que)認是🈲流體(ti)中的離子(zi)穿透聚四(si)氟乙烯膜(mo)片,與不鏽(xiu)鋼膜片接(jie)觸,将其腐(fu)蝕。于是儀(yi)表制造廠(chang)在膜片材(cai)質上進一(yi)步作了改(gai)進。
以上内(nei)容來源于(yu)網絡,如有(you)侵權請聯(lian)系即删除(chu)!
|