一般腐蝕性介質的遠傳壓力測量方法改進

阮運杰

[摘 ? ?要]腐蝕性介質對測量儀表的損害是最嚴重的，盡管新科技新產品出現，但仍然有一些難以解決的問題。在某些特殊工況下合理地選擇測量安裝方法是非常有必要的，既能節省資金，又能解決被腐蝕的問題。

[關鍵詞]腐蝕性介質;隔離容器;管路連接;應用

[中圖分類號]TH812 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）08–0–03

[Abstract]Corrosive media is the most serious damage to measuring instruments. Despite the emergence of new technology and new products， there are still some difficult problems to solve. In some special working conditions， it is necessary to choose a reasonable measurement and installation method， which can save money and solve the problem of corrosion.

[Keywords]corrosive medium; isolation container; pipeline connection; application

腐蝕是金屬在其環境中由于化學作用而遭受破壞的現象，同樣的金屬與非金屬對于某些特定環境可以耐腐蝕，但在其他環境中卻不能耐腐蝕，一般來說，對于所有環境都耐腐蝕的工業用金屬材料是不存在的。本文就一些實例對腐蝕性介質的測量儀表進行介紹。

1 腐蝕性介質對測量儀表的損害

（1）腐蝕性介質將測量儀表與介質直接接觸的關鍵零部件腐蝕，導致儀表損壞并喪失功能。例如，腐蝕造成差壓變送器膜片的損壞，硅油外漏從而完全失效。電磁流量計電極因腐蝕引起介質外泄，導致其勵磁線圈燒毀等。

（2）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率降低。例如，轉子流量計的轉子被流體腐蝕后，外形尺寸減小，導致流量的示值偏低。又如渦街流量計中的漩渦發生體被流體腐蝕而寬度尺寸減小，接觸流面的表面變得粗糙，從而引起流量系數改變，嚴重時導致靈敏度的喪失。

（3）儀表壽命的縮短、介質的外漏等造成安全和人身事故等。

2 測量儀表的防腐措施

一般在材料選擇時，儀表的材料要求等同于或者高于管道材料，同時在選擇材料時還要考慮各種因素，比如流體的壓力、溫度、腐蝕性、成本等因素。在使用特殊材料對介質進行防腐時主要用到以下材料。

鑄鐵是一種比較低廉的、可展性不太好的材料，主要用在蒸汽、水和沒有腐蝕性的流體，使用溫度極限為-20～250 ℃，推薦壓力≤1.6 MPa。

鑄鋼是較普通的一種材料，鑄鋼常用于空氣、飽和蒸汽或過熱蒸汽非腐蝕性液體和氣體，鑄鋼的屈服限大約是鑄鐵的3倍以上。

低合金鋼組成元素中有鉻鎳鉬元素，一般低合金鋼具有耐高溫、抗氧化、抗清脆性的性能。低合金鋼還常用作低溫材料。

奧氏體不銹鋼能在-195～800 ℃工作，也能作為熱水介質的耐汽蝕材料和耐腐蝕材料。

鑄青銅可以用于蒸汽、空氣、水、油和非腐蝕性氣體。

在特別特殊的介質中防腐，可以考慮以下幾種情況。

2.1 選用耐腐蝕特性的金屬材料

在不同工況、不同介質下，選擇的抗腐蝕材料也不相同。常見的抗腐蝕金屬材料有：304或302不銹鋼、316不銹鋼、青銅、蒙乃爾合金、哈氏合金B、哈氏合金C、奧氏體不銹鋼、鈦材、鈷基合金6、416不銹鋼等。

2.2 選用耐腐蝕特性的非金屬材料

在某些酸堿性或者腐蝕性介質的管道中，選用哈氏合金或者鈦材等才能滿足條件的情況下，顯然會增加很多成本，有的時候可以在碳鋼或不銹鋼表面鍍PTFE或者PFA，同樣可以滿足儀表不被腐蝕的要求。

2.3 使用隔離容器對介質和測量儀表進行隔離

為了減小使用造價較高的耐腐蝕性金屬材料儀表，測量腐蝕性液體的壓力或差壓時，源閥門至儀表閥門之間的管路上可設置隔離容器，在隔離容器和測量表的導管內充入隔離液，防止儀表被腐蝕。

近年來，在原有化工裝置進行環保改造的項目中，經常會遇到腐蝕性介質，且其操作壓力值特別小的情況，在選用壓力變送器的時候需要格外注意精度、安裝方法等問題。罐區的壓力變送器在選型中，經常是幾千帕級別的測量范圍。選用差壓變送器可以滿足測量的要求，盡量選擇直接安裝的方法，減小壓力傳遞的距離，但是這種做法很大程度增大了項目的造價。

當壓力稍大時，可以選擇使用隔離容器接入的方法進行現場儀表的測量管路安裝。本文主要講述測量腐蝕性氣體的遠傳壓力方法的改進措施。

3 隔離容器在測量管路中的應用

在工程實踐中，既要考慮安裝方法的可行性，又要考慮現場安裝的方便與實際。既要考慮介質的狀態，也要考慮使用的材料。

（1）測量氣體壓力連接圖如圖1所示。帶隔離容器測量氣體壓力管路連接圖如圖2所示。

（2）隔離容器同樣適用于測量氣體壓差管路的連接，如圖3所示。

由此可見，隔離容器的另一個優點：可以將測量氣體的壓力變送器放置低于取壓點的位置，解決了不能把壓力變送器放置于高于取壓點的位置。

圖1中，8是對焊隔離容器，該容器在上下端分別有排空和排液兩個接口，分別連接外螺紋截止閥;通過隔離容器中的隔離液將其左右兩側的測量介質與儀表分開，達到隔離的作用，兩端分別使用對焊式直通中間接頭連接兩側的導壓管。取壓點將壓力傳遞給隔離液，隔離液傳遞給測量儀表，從而達到測量取壓點壓力的目的。

4 隔離容器的類型及連接方法

隔離容器外殼可以采用無縫鋼管焊接而成，直徑根據現場安裝位置不同而定。鋼管厚度需根據測量點壓力不同而不同。兩端需要封堵。目前，已經有專業生產隔離容器的廠家，設計人員可以根據樣本選擇適合現場工況的隔離容器。

5 隔離液的組成與灌裝

被測介質與隔離液互不相溶，隔離液可以直接購買或者手工配制。常用的隔離溶液有，質量分數為50%乙二醇水溶液、水、質量分數為50%甘油水溶液、四氯化碳、25號變壓器油等。

測量管路中可以自動灌裝隔離液，也可以在使用不多的地方選擇手動灌裝的方法。在手動灌隔離液連接中，通過手動隔離液入口將隔離液打入到隔離容器中，使用無縫鋼管進行傳輸，傳輸管路中，為了防止隔離液倒流，在管路上加設止回閥;為了防止打入過多隔離液，在管路中加設就地壓力表，使手動灌隔離液的管路以及隔離容器、壓力測量管路保持相應的壓力;同時在管路中加設截止閥，可以有效的控制開關，如圖4所示。

當測量介質為氣體時，在灌隔離液時，隔離液在隔離容器的高度不能超過來自取壓點側壓力儀表的導壓管連接高度，否則會產生隔離液從導壓管倒流回管道的效果。且來自儀表側的導壓管連接高度要低于來自取壓點測得導壓管連接高度，以便于壓力能夠通過隔離液傳送至壓力儀表。

當測量介質為液體時，隔離容器在測量儀表和取壓裝置之間的連接有多種連接方式，主要方式如圖5所示。

（1）隔離液密度小于介質密度，測量儀表高于取壓點。

（2）隔離液密度小于介質密度，測量儀表低于取壓點。

（3）隔離液密度大于介質密度，測量儀表高于取壓點。

（4）隔離液密度大于介質密度，測量儀表低于取壓點。

需要注意的是：在灌隔離液時，隔離液在隔離容器的高度不能超過來自取壓點側壓力儀表的導壓管連接高度，否則會產生隔離液從導壓管倒流回管道的效果。且來自儀表側的導壓管連接高度要低于來自取壓點測得導壓管連接高度，以便于壓力能夠通過隔離液傳送至壓力儀表。

6 使用隔離容器的注意事項

隔離容器和測量管道若安裝于室外時，應選用凝固點低于當地最低氣溫的隔離液。隔離容器應垂直安裝，且隔離液應不與被測介質混摻或者與管件及儀表發生化學反應。

7 結束語

目前，市面上較多年前在儀表上有了很大的改進，極大地滿足了現有裝置的儀表使用，但是在一些極冷地區、腐蝕性介質情況下，仍需要最基本的原理方式滿足要求。隔離容器的應用，不僅可以應用在腐蝕性介質的測量儀表管路中，也可以應用在高溫、低溫介質的測量儀表管路，目的都是防止介質與測量儀表的直接接觸，起到保護測量儀表的作用。

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