在工業生產過程中,很多介質都是有微小或極強的腐蝕性。但由於生產需要我們還需要對這些介質進行計量,如何選擇合適的流量計進行測量?如何選用測量腐蝕性介質的流量計?首先我們需要了解什麼是腐蝕現象?腐蝕現象有哪些表現形式?
1、腐蝕現象 是(shi)金(jin)屬(shu)在(zai)其(qi)環(huan)境(jing)中(zhong)由(you)於(yu)化(hua)學(xue)作(zuo)用(yong)而(er)遭(zao)受(shou)破(po)壞(huai)的(de)現(xian)象(xiang)。一(yi)切(qie)金(jin)屬(shu)與(yu)合(he)金(jin)對(dui)於(yu)某(mou)些(xie)特(te)定(ding)環(huan)境(jing)可(ke)以(yi)是(shi)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)的(de),但(dan)是(shi)在(zai)另(ling)一(yi)些(xie)環(huan)境(jing)中(zhong)卻(que)對(dui)腐(fu)蝕(shi)又(you)很(hen)敏(min)感(gan)。一(yi)般(ban)來(lai)說(shuo),對(dui)於(yu)所(suo)有(you)環(huan)境(jing)都(dou)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)的(de)工(gong)業(ye)用(yong)金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)是(shi)不(bu)存(cun)在(zai)的(de)。
腐蝕可以分為均勻腐蝕(uniform corrosion)或全麵腐蝕(general corrosion)與局部腐蝕(localized corrosion)。全麵腐蝕的腐蝕速度可用mm/a等單位來表示。通常將腐蝕速度在O.lmm/a以下的材料作為耐腐蝕材料。對於腐蝕速度較此再大一個數量級,也即腐蝕速度為1mm/a的(de)材(cai)料(liao),對(dui)於(yu)一(yi)般(ban)設(she)備(bei)有(you)時(shi)可(ke)酌(zhuo)情(qing)定(ding)為(wei)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)的(de)材(cai)料(liao),對(dui)於(yu)流(liu)量(liang)儀(yi)表(biao)的(de)測(ce)量(liang)元(yuan)件(jian)則(ze)是(shi)不(bu)容(rong)許(xu)的(de)。根(gen)據(ju)腐(fu)蝕(shi)速(su)度(du)的(de)大(da)小(xiao),可(ke)以(yi)預(yu)測(ce)金(jin)屬(shu)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。
2、腐蝕性介質對流量計的損害
介質的腐蝕性對流量測量儀表是個嚴重威脅,隻有像夾裝式超聲波流量計等個別種類的流量計受腐蝕影響較小。
a.腐蝕性介質將流量測量儀表與介質直接接觸的關鍵零部件腐蝕,使之損壞,喪失功能。例如,腐蝕造成差壓變送器膜片損壞,矽油外漏而完全失效。電磁流量計電極因腐蝕引起介質外世,導致勵磁線圈燒毀等。
b.流量測量儀表的關鍵零部件長時間受腐蝕性介質的腐蝕而改變幾何尺寸,導致儀表準確度降低。例如,轉子流量計中zhong的de轉zhuan子zi被bei流liu體ti腐fu蝕shi後hou,外wai形xing尺chi寸cun減jian小xiao,導dao致zhi流liu量liang示shi值zhi偏pian低di。又you如ru渦wo街jie流liu量liang計ji中zhong的de旋xuan渦wo發fa生sheng體ti被bei流liu體ti腐fu蝕shi而er寬kuan度du尺chi寸cun減jian小xiao,迎ying流liu麵mian表biao麵mian變bian得de粗cu糙cao,從cong而er引yin起qi流liu量liang係xi數shu改gai變bian。就jiu連lian受shou腐fu蝕shi介jie質zhi影ying響xiang較jiao小xiao的de夾jia裝zhuang式shi超chao聲sheng波bo流liu量liang計ji,也ye常chang因yin金jin屬shu管guan內nei壁bi被bei介jie質zhi腐fu蝕shi得de坑keng坑keng窪wa窪wa,使shi發fa射she和he接jie收shou信xin號hao變bian弱ruo,嚴yan重zhong時shi喪sang失shi靈ling敏min度du。
c.縮短儀表壽命。例如金屬管浮子流量計中的錐形管等零部件,使用幾年後,其焊接處被爛穿。
d.腐蝕性介質滲漏,如不及時發現、及時處理,還容易釀成安全和人身事故。
實際生產過程中根據長期總結的檢驗,一般的腐蝕性液體測量選取電磁流量計和超聲波流量計,如果是腐蝕性氣體可以選擇耐酸不鏽鋼材質的渦街流量計huozheqitaqitiliuliangji。celiangyetijiezhidedianciliuliangji,youyuqidutedeceliangyuanli,keyicelianggezhongyoufushixingdehanweixiaokelidejiezhi,dangranqiantishisuoceliangjiezhidaodian,zhixugenjujiezhifushixingyongbutongdechenlicailiaohedianjicailiaojiukehenhaodejiejuejiezhidaifushiwenti。erchaoshengbojiugengjiandanle,ruguoxuanzewaijiashichaoshengboliuliangji,jibenbuyongkaolvjiezhidefushixing,zhishizaiceliangjingdushangmeiyoudianciliuliangjigaoeryi。
3、對流量測量中流體腐蝕的措施
(1)定期更換儀表
腐(fu)蝕(shi)性(xing)介(jie)質(zhi)對(dui)金(jin)屬(shu)的(de)腐(fu)蝕(shi),情(qing)況(kuang)是(shi)多(duo)種(zhong)多(duo)樣(yang)的(de)。有(you)的(de)腐(fu)蝕(shi)速(su)度(du)很(hen)快(kuai),即(ji)全(quan)麵(mian)腐(fu)蝕(shi),有(you)的(de)腐(fu)蝕(shi)是(shi)輕(qing)微(wei)的(de),速(su)度(du)很(hen)慢(man),即(ji)局(ju)部(bu)腐(fu)蝕(shi)。在(zai)作(zuo)儀(yi)表(biao)選(xuan)型(xing)時(shi)應(ying)針(zhen)對(dui)具(ju)體(ti)情(qing)況(kuang)具(ju)體(ti)分(fen)析(xi),然(ran)後(hou)作(zuo)出(chu)決(jue)策(ce)。
例如:壓ya縮suo空kong氣qi和he水shui,一yi般ban認ren為wei是shi無wu腐fu蝕shi,其qi實shi不bu然ran。由you於yu城cheng區qu大da氣qi中zhong氮dan氧yang化hua合he物wu濃nong度du一yi般ban均jun較jiao高gao,當dang它ta被bei壓ya縮suo空kong氣qi中zhong的de冷leng凝ning液ye吸xi收shou後hou,冷leng凝ning液ye即ji呈cheng酸suan性xing,從cong而er對dui碳tan鋼gang材cai料liao具ju有you輕qing度du腐fu蝕shi。這zhe種zhong情qing況kuang在zai硫liu酸suan廠chang、硝酸廠、氯堿廠等廠區,問題更嚴重些。當然,這時壓縮空氣中所含的除了稀硝酸外,可能還有硫酸、鹽yan酸suan等deng。水shui的de情qing況kuang也ye相xiang似si,尤you其qi是shi河he水shui,由you於yu其qi中zhong含han有you多duo種zhong離li子zi,也ye對dui碳tan鋼gang產chan生sheng腐fu蝕shi。在zai這zhe種zhong條tiao件jian下xia使shi用yong的de儀yi表biao,若ruo幹gan年nian後hou也ye會hui出chu現xian被bei腐fu蝕shi的de痕hen跡ji。例li如ru,停ting車che檢jian修xiu發fa現xian流liu量liang節jie流liu裝zhuang置zhi中zhong的de碳tan鋼gang環huan室shi與yu流liu體ti接jie觸chu的de表biao麵mian被bei蝕shi,變bian得de坑keng坑keng窪wa窪wa,嚴yan重zhong時shi幾ji何he尺chi寸cun和he形xing狀zhuang都dou發fa生sheng很hen大da變bian化hua。而er前qian後hou直zhi管guan段duan內nei壁bi也ye變bian得de高gao低di不bu平ping。這zhe種zhong狀zhuang況kuang都dou不bu符fu合he檢jian定ding規gui程cheng要yao求qiu,難nan以yi保bao證zheng原yuan有you的de儀yi表biao精jing度du。
這zhe時shi就jiu產chan生sheng一yi個ge命ming題ti,即ji是shi否fou設she計ji選xuan型xing要yao將jiang節jie流liu裝zhuang置zhi中zhong的de環huan室shi以yi及ji前qian後hou直zhi管guan段duan也ye改gai為wei不bu鏽xiu鋼gang材cai質zhi?當dang然ran,如ru果guo改gai為wei不bu鏽xiu鋼gang材cai質zhi,環huan室shi和he直zhi管guan段duan的de腐fu蝕shi問wen題ti肯ken定ding迎ying刃ren而er解jie,但dan同tong時shi投tou資zi增zeng加jia了le。而er且qie投tou資zi增zeng加jia數shu同tong管guan徑jing有you關guan,如ru果guo公gong稱cheng通tong徑jing較jiao大da,則ze技ji資zi增zeng加jia就jiu是shi個ge不bu小xiao的de數shu字zi。所suo以yi決jue策ce時shi應ying根gen據ju具ju體ti測ce量liang點dian的de測ce量liang精jing度du要yao求qiu、腐蝕嚴重程度、預期壽命、預算承受能力等,權衡利弊得失,靈活掌握。如果測量精度要求不高(如用於過程監視、控製),輕度腐蝕,碳鋼材料預期壽命10年以上,改為不鏽鋼後投資增加較多,那麼,寧可待環室等被腐蝕得無法繼續使用時,再將節流裝置整體或損壞部分予以更新。
(2)避重就輕
避bi重zhong就jiu輕qing就jiu是shi在zai對dui工gong藝yi流liu程cheng和he有you關guan介jie質zhi特te性xing深shen入ru了le解jie的de基ji礎chu上shang,合he理li選xuan擇ze測ce量liang方fang案an,同tong樣yang可ke達da到dao計ji量liang或huo對dui生sheng產chan過guo程cheng進jin行xing控kong製zhi的de目mu的de,避bi開kai腐fu蝕shi性xing強qiang的de部bu位wei,而er選xuan在zai腐fu蝕shi性xing較jiao輕qing的de部bu位wei,甚shen至zhi更geng改gai被bei調tiao參can數shu種zhong類lei。例li如ru(如果可行的話)將流量定值調節係統用液位均勻調節或其他合適的變量調節代替,從而避開流量測量儀表耐腐蝕的難題。
liru,jinwushuichulichangdewushuiliuliangyibandouyaoceliang,yibiankongzhiwuranwupaifangzongliang。erwushuiyibanhuopiansuanxinghuopianjianxing,erqiexiangyingdiyaojiarushiliangdejianhuosuanyuyizhonghe。name,kaolvwushuiduiliuliangyibiaodefushi,dangranliuliangjiancedianxuanzaizhonghezhihougenghaoyixie。
鋼(gang)廠(chang)荒(huang)煤(mei)氣(qi)的(de)流(liu)量(liang)測(ce)量(liang)也(ye)有(you)類(lei)似(si)情(qing)況(kuang)。荒(huang)煤(mei)氣(qi)中(zhong)常(chang)常(chang)含(han)有(you)一(yi)定(ding)數(shu)量(liang)的(de)二(er)氧(yang)化(hua)硫(liu),這(zhe)種(zhong)氣(qi)體(ti)在(zai)幹(gan)燥(zao)的(de)時(shi)候(hou)腐(fu)蝕(shi)性(xing)並(bing)不(bu)大(da),但(dan)荒(huang)煤(mei)氣(qi)離(li)開(kai)爐(lu)窯(yao)後(hou),隨(sui)著(zhe)輸(shu)送(song)距(ju)離(li)的(de)增(zeng)長(chang),氣(qi)體(ti)溫(wen)度(du)逐(zhu)漸(jian)降(jiang)低(di),溫(wen)度(du)相(xiang)應(ying)升(sheng)高(gao),並(bing)很(hen)快(kuai)出(chu)現(xian)凝(ning)液(ye)而(er)具(ju)有(you)較(jiao)強(qiang)的(de)腐(fu)蝕(shi)性(xing)。考(kao)慮(lv)煤(mei)氣(qi)流(liu)量(liang)測(ce)量(liang)儀(yi)表(biao)安(an)裝(zhuang)位(wei)置(zhi)時(shi),當(dang)然(ran)應(ying)當(dang)選(xuan)在(zai)氣(qi)體(ti)出(chu)現(xian)凝(ning)液(ye)之(zhi)前(qian)。
(3)選擇具有耐腐蝕特性的儀表
①一般酸性介質的儀表選型。
渦街流量傳感器和渦輪流量傳感器,與流體接觸的部分為耐酸鋼,一般酸性液體和氣體都能使用o
用耐酸鋼製成的橢圓齒輪流量計,可以滿足一般酸性液體準確計量的需要。
②導電液體的儀表選型。
dianciliuliangjideceliangguanneichencailiaoyouduozhong,qizhongnaifushixingnengzuihaodeshijusifuyixi。dianjicailiaoyeyouhaojizhong,nengmanzujuedaduoshufushixingjiezhidexuyao。zaixuanzedianjicailiaoshi,yingyimanzuxuyaoweiyuanze,buyaomixinguijinshu,yinweiguijinshuyebushiwannengde。biao3.17所列就是鉑銥合金和鉭不耐腐蝕的化學介質。當然表中列入的也僅僅是示例,而非全部。
其(qi)他(ta)像(xiang)鉑(bo)電(dian)極(ji)的(de)觸(chu)媒(mei)作(zuo)用(yong)也(ye)引(yin)起(qi)人(ren)們(men)的(de)關(guan)注(zhu)。在(zai)化(hua)工(gong)生(sheng)產(chan)中(zhong),鉑(bo)是(shi)一(yi)種(zhong)性(xing)能(neng)很(hen)好(hao)的(de)催(cui)化(hua)劑(ji),某(mou)些(xie)介(jie)質(zhi)在(zai)一(yi)定(ding)條(tiao)件(jian)下(xia)與(yu)鉑(bo)接(jie)觸(chu)後(hou)就(jiu)發(fa)生(sheng)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying),已(yi)被(bei)證(zheng)明(ming)的(de)有(you)雙(shuang)氧(yang)水(shui)。鉑(bo)電(dian)極(ji)電(dian)磁(ci)流(liu)量(liang)計(ji)在(zai)測(ce)量(liang)雙(shuang)氧(yang)水(shui)時(shi),會(hui)在(zai)電(dian)極(ji)表(biao)麵(mian)生(sheng)成(cheng)氣(qi)霧(wu),流(liu)量(liang)為(wei)零(ling)時(shi),輸(shu)出(chu)也(ye)會(hui)波(bo)動(dong)。
選擇合適的電極材料和內襯材料測量腐蝕性介質流量,如果流體溫度也在允許範圍之內,那是理想的選擇,其測量精度可以達到(0. 3~1) %R。其口徑從幾毫米到3m,各種規格齊全,能滿足各種測量範圍的需要,但若流體不導電,電磁流量計就無能為力了。
③不導電液體的儀表選型。
夾裝式超聲流量計工作時流體不與儀表直接接觸,所以適用於各種腐蝕性流體。
夾裝式超聲流量計按其原理分類有兩種,其中時差法適用於潔淨單相流體,精度與管徑和流速有關,例如:
a.管徑>150mm時, v>0.3m/s,不確定度為±2%R(經標定可達±1% R); v ≤0.3m/s,不確定度為±O.Olm/s。
b.管徑≤150mm時, v>0.3m/s,不確定度為±5%; v≤ 0.3m/s,不確定度為±0.05m/s。
而多普勒法流量計適用於固相含量較多或含有氣泡的液體,不確定度隻能達到±1%~±10%,顯然比電磁流量計低得多,因此隻在無其他更好的辦法時才采用。其價格與管道直徑無關,在DN≤200時,超聲波儀表比電磁流量計貴,而在DN≥250時,超聲流量計比電磁流量計便宜。
④腐蝕性氣體儀表選型
a.超(chao)聲(sheng)流(liu)量(liang)計(ji)。近(jin)年(nian)來(lai),國(guo)內(nei)外(wai)天(tian)然(ran)氣(qi)工(gong)業(ye)獲(huo)得(de)了(le)迅(xun)速(su)發(fa)展(zhan),這(zhe)大(da)大(da)推(tui)動(dong)了(le)天(tian)然(ran)氣(qi)計(ji)量(liang)儀(yi)表(biao)的(de)發(fa)展(zhan),這(zhe)一(yi)技(ji)術(shu)如(ru)果(guo)經(jing)移(yi)植(zhi)用(yong)於(yu)腐(fu)蝕(shi)性(xing)氣(qi)體(ti)流(liu)量(liang)測(ce)量(liang),應(ying)當(dang)是(shi)可(ke)行(xing)的(de),因(yin)為(wei)隻(zhi)要(yao)對(dui)測(ce)量(liang)管(guan)內(nei)壁(bi)作(zuo)防(fang)腐(fu)蝕(shi)處(chu)理(li)即(ji)可(ke)。但(dan)具(ju)體(ti)應(ying)用(yong)實(shi)例(li)現(xian)在(zai)還(hai)未(wei)見(jian)報(bao)道(dao)。另(ling)外(wai)這(zhe)種(zhong)流(liu)量(liang)計(ji)價(jia)格(ge)太(tai)高(gao)。
jinniankaifadepeiyoujiazhuangshihuannengqidechaoshengliuliangji,ruoguandaobenshennaifushi,jiububikaolvyibiaodenaifushiwenti。liru,guandaoshiyongnaifushineichen,dancineichenyujinshuguanzhijianruguocunzaiqixi,yehuiweijiazhuangshichaoshengliuliangjidailaimafan。
對於無耐腐蝕內襯的金屬管道,其內壁經長時間腐蝕往往變得高低不平,常會造成”V”形和”W”形安裝的換能器聲波反射不一致,所以信號強度變弱,嚴重時甚至無法正常測量。這些都是使用超聲流量計時應當注意的。
b.節(jie)流(liu)式(shi)差(cha)壓(ya)流(liu)量(liang)計(ji)。現(xian)在(zai)還(hai)未(wei)見(jian)報(bao)道(dao)適(shi)用(yong)於(yu)腐(fu)蝕(shi)性(xing)介(jie)質(zhi)的(de)定(ding)型(xing)商(shang)品(pin)化(hua)節(jie)流(liu)式(shi)差(cha)壓(ya)流(liu)量(liang)計(ji),但(dan)是(shi)用(yong)戶(hu)自(zi)行(xing)開(kai)發(fa)的(de)此(ci)類(lei)儀(yi)表(biao),在(zai)幾(ji)十(shi)年(nian)前(qian)就(jiu)有(you)報(bao)道(dao),其(qi)中(zhong)有(you)很(hen)成(cheng)功(gong)的(de)氯(lv)氣(qi)流(liu)量(liang)測(ce)量(liang)。
工藝設備專業對付腐蝕性氣體的技術幾十年前就已很成熟,例如,各種不同直徑管道襯橡膠、襯玻璃、chenjusifuyixideng。yibiaozhuanyejieyongciyoushi,yougongyizhuanyejiangnaifushixingnengjijiadeweijingbolikongban,jiaogongyizhuanyejiazhuangzaigongyiguandaoshang,ranhouzaikongbanqianhouyougongyizhuanyegeliuyigeguankou,yibiaozhuanyejiangfalanshichayabiansongqianzhuangzaiguankoushang。biansongqidegelimopianzuichuyonghanmubuxiugang,weilejiejueqinaifushiwenti,zaicimopianshangzaitieyicengjusifuyixigelimopian。
這zhe樣yang的de防fang腐fu蝕shi方fang法fa有you時shi仍reng不bu夠gou理li想xiang,差cha壓ya變bian送song器qi的de不bu鏽xiu鋼gang膜mo片pian使shi用yong一yi段duan時shi間jian後hou,仍reng發fa現xian有you針zhen孔kong狀zhuang腐fu蝕shi,即ji不bu鏽xiu鋼gang膜mo片pian上shang出chu現xian數shu個ge直zhi徑jing極ji小xiao的de亂luan洞dong,經jing研yan究jiu確que認ren是shi流liu體ti中zhong的de離li子zi穿chuan透tou聚ju四si氟fu乙yi烯xi膜mo片pian,與yu不bu鏽xiu鋼gang膜mo片pian接jie觸chu,將jiang其qi腐fu蝕shi。於yu是shi儀yi表biao製zhi造zao廠chang在zai膜mo片pian材cai質zhi上shang進jin一yi步bu作zuo了le改gai進jin。
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