淺析過程檢測儀表的防腐技術

薛 飛

（貴陽鋁鎂設計研究院有限公司，貴州 貴陽 550081）

依托“中國制造2025”的戰略指引，高度的智能化、自動化是現代有色冶金工業的一個重要發展方向，也是實現高效生產，安全生產，穩定生產的必要基礎和保證。隨著提高自動化水平不斷的提高，在惡劣工況條件下過程檢測儀表因腐蝕而損壞的情況頻頻發生，因此，如何選擇合適的過程檢測儀表，應用恰當的防腐技術，是當下自動化行業的重要課題。根據冶金行業過程工況的特點，過程檢測儀表需要面對多種強腐蝕性的工作環境，例如硫酸、鹽酸、強堿等，如果不能正確合理的配置過程檢測儀表，這些強腐蝕性的介質會迅速的損害儀表元件；如果過程檢測儀表的工作環境出現腐蝕性氣體泄漏，其外殼也會遭受破壞[1]。不論是過程檢測儀表的元件還是其外殼受到腐蝕，都會造成嚴重的經濟損失，降低生產效率，甚至可能出現安全事故。因此，為了實現安全高效的生產，應正確合理地選用具備防腐蝕性能的過程檢測儀表。

1 儀表腐蝕的主要原理

不同的金屬、合金或其它材料都具有自己的特性，某一種材料在某些特定的環境下是耐腐蝕的，但當其處于另一種腐蝕性的環境中時，可能又很容易遭到破壞。沒有任何一種材料是可以在所有的工業過程條件下都適合的[2]。

電化學腐蝕和化學腐蝕是大多數情況下最容易出現腐蝕形式，兩種腐蝕形式都很容易發生在過程檢測儀表不同的零部件上，對過程檢測儀表的內部或外部進行侵蝕。

1.1 化學腐蝕

化學腐蝕是指由于金屬表面與工藝生產過程中的介質發生反應而逐漸遭受破壞。它通常的特征是金屬被氧化形成氧化物。例如溫度檢測儀表的鋼制保護管在一定工藝條件下容易因化學腐蝕而被氧化。

1.2 電化學腐蝕

當金屬放置在電解質環境中時，不同的金屬或合金會以不同的腐蝕速率發生化學反應。金屬是否被腐蝕及其腐蝕的速率取決于金屬的電位，電位較低的金屬較活潑會發生氧化反應并不斷被腐蝕，電位較高的金屬會發生還原反應。氧化還原反應發生的同時還會產生電流。通常過程檢測儀表使用的金屬材料都是由不同金屬組成的合金，或者存在一定雜質的金屬，當這些金屬材料與腐蝕性介質接觸時，腐蝕性介質就會作為電解質促使金屬材料發生氧化還原反應，即發生電腐蝕。

2 過程檢測儀表的防腐措施

過程檢測儀表的防腐需要依據其組成元件自身特點及其所處的工作環境綜合考慮，通常需要考慮如下兩個方面的防腐需求。

2.1 環境中存在腐蝕性氣體時的防護

將過程檢測儀表或變送器安裝在無腐蝕性氣體的獨立空間，如專門的儀表間，監控室等，必要時還可以采用正壓通風的方式保護儀表。必須設置在腐蝕性氣體環境中的部件應采取刷防腐漆等措施。

2.2 測量腐蝕性工藝過程介質時的防護

（1）正確的選擇耐腐蝕材料是過程檢測儀表防腐蝕的基本要求。在考慮合適的耐腐蝕材料時，應主要考慮耐腐蝕材料接觸不同腐蝕性介質時的性能，耐腐蝕材料的使用成本及對其工作年限的要求等。

（2）選擇合理安全的檢測位置也是提高過程檢測儀表壽命的有效方法。比如較干燥氯氣的腐蝕性會弱于濕度較大的氯氣，因此，選取檢測位置時應選擇不易有冷凝水集聚或濕度較低的位置。

（3）采用刷防腐漆，噴涂、電鍍或襯各種防腐蝕材料，都可以有效提高過程檢測儀表的耐腐蝕能力。例如可以給溫度儀表的保護管外壁襯聚四氟乙烯來提高其在強腐蝕性環境中的工作壽命。

（4）非接觸式或隔離式測量也是保護過程檢測儀表的有效手段。比如在壓力檢測時采用隔離器或者隔離彎管，避免腐蝕性的介質直接與儀表元件接觸，也可以有效的防止過程檢測儀表受到腐蝕。

表2 在鹽酸溶液中的儀表用材料耐腐蝕性能表

3 氧化鋁行業儀表防腐措施應用的探討

（1）在利用拜耳法生產氧化鋁的流程中有大量的強堿性溶液。因此，對于相關的檢測儀表，堿性腐蝕的問題是需要重點考慮的。根據金屬材料耐腐蝕性能表，氫氧化鈉溶液中的金屬耐腐蝕性能見表1。

以拜耳法氧化鋁生產中的蒸發工段為例。需要檢測溫度在90℃的蒸發原液，蒸發原液中的主要成分為氫氧化鈉且具有較高的電導率，因此精度高，壓損小的電磁流量計是該工況下的理想選擇。但為了防止電磁流量計受到強堿性溶液的腐蝕，其電極需要選擇耐堿腐蝕性能好且常用的金屬。根據表1，不銹鋼及鎳鐵合金是合適的選擇，但因其工作溫度較高，穩定性更好的鎳鐵合金是比較理想的選擇。此外，電磁流量計還需考慮性能優異的耐腐蝕襯里材料，特氟龍（PFA）和聚四氟乙烯（PTFE）均是常用且合適的選擇。

（2）在酸法制氧化鋁的生產流程中，料漿中常常含有高溫鹽酸。根據金屬材料耐腐蝕性能表，鹽酸溶液中金屬耐腐蝕性能見表2。

對此類料漿進行壓力檢測時，壓力變送器的膜片材料是穩定檢測的關鍵，根據表2可見，僅有鉭一種金屬在鹽酸溶液有良好的耐腐蝕性，同時其具有良好的彈性性能，因此鉭是該工況下壓力變送器膜片材料的理想選擇。

4 結論

分析造成過程檢測儀表腐蝕主要原因，采用合適的耐腐蝕材料，選取合適的檢測位置及采用科學的測量方式，是防止過程檢測儀表在不同工況中的受到腐蝕的有效途徑。