昌暉儀表對(duì)化工行業(yè)儀表腐蝕現(xiàn)象和原因進(jìn)行分析,收集整理化工儀表防腐蝕應(yīng)用的成功經(jīng)驗(yàn),將化工儀表的防腐蝕技術(shù)措施分享給大家,在解決化工儀表防腐問(wèn)題方面值得學(xué)習(xí)和借鑒。
現(xiàn)代化工生產(chǎn)的一個(gè)重要特點(diǎn)是生產(chǎn)裝置大型化、高度自動(dòng)化。自動(dòng)化是生產(chǎn)裝置安全 操作,平穩(wěn)運(yùn)行,提高效率的基本條件和重要保證。但隨著生產(chǎn)的發(fā)展和自動(dòng)控制水平的提高,化工儀表的腐蝕問(wèn)題日漸突出,對(duì)化工儀表的防腐蝕問(wèn)題分析,日益成為儀表行業(yè)迫切需要解決的重要課題。
1、化工儀表的主要腐蝕類(lèi)型
①腐蝕現(xiàn)象
腐蝕是金屬在環(huán)境中由于化學(xué)作用而遭受破壞的現(xiàn)象。一切金屬與合金對(duì)于某些指定環(huán)境是耐腐蝕的,但是在另一些環(huán)境中卻對(duì)腐蝕又很敏感。總的來(lái)講,對(duì)于所有環(huán)境都耐腐蝕的工業(yè)金屬材料是不存在的。
②化工儀表的腐蝕
化工儀表的腐蝕主要指對(duì)于構(gòu)成工業(yè)儀表零部件的金屬或非金屬材料,由于物理作用、機(jī)械作用、化學(xué)或電化學(xué)作用引起的侵蝕。
③化工儀表的主要腐蝕類(lèi)型
a、電化學(xué)腐蝕
電化學(xué)腐蝕指金屬材料與介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)作用而引起的腐蝕。其特點(diǎn)是引起腐蝕的是電解質(zhì),腐蝕過(guò)程中伴隨有電流產(chǎn)生,金屬的破壞大多由電化學(xué)腐蝕所致其中,最廣泛的是介質(zhì)腐蝕,這是一種最廣泛的電化學(xué)腐蝕。常見(jiàn)的是酸、堿、鹽 溶液及氯氣等腐蝕性氣體對(duì)儀表材料的腐蝕。
b、由于物理、機(jī)械作用造成對(duì)儀表材料的侵蝕。如:在合成氨生產(chǎn)中,高壓閥芯受到侵蝕而產(chǎn)生的破壞。
2、化工儀表的防腐蝕技術(shù)措施
①防腐蝕儀表的應(yīng)用
氯堿、農(nóng)藥、硫酸、硝酸是典型的強(qiáng)腐蝕化工行業(yè),主要是強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和腐蝕性氣體造成設(shè)備部件腐蝕而危害安全生產(chǎn)。如碳鋼材料遇強(qiáng)酸或強(qiáng)堿,幾分鐘就變成殘?jiān)?,不銹鋼材料與稀硫酸、稀鹽酸接觸數(shù)十小時(shí)也會(huì)被腐蝕穿透,檢測(cè)儀表的傳感器的膜盒、膜片、彈簧管、靶心等, 都是小巧精細(xì)的敏感元器件,在強(qiáng)腐蝕介質(zhì)侵 蝕下會(huì)出現(xiàn)斑痕,從而變質(zhì)失去彈性或被穿透,因此儀表防腐蝕便成為自控儀表工作者所關(guān)注的問(wèn)題。為了解決檢測(cè)儀表腐蝕問(wèn)題,通常采取兩種措施:一種是隔離措施,采用隔離膜片、隔離液體、注氣保護(hù)等方法,使傳感器檢測(cè)元件不與腐蝕介質(zhì)接觸,從而避免腐蝕。另一種措施, 就是針對(duì)不同的腐蝕介質(zhì),采用各式各樣的特種合金材料或非金屬材料制做檢測(cè)元器件,來(lái)對(duì)付各種腐蝕液體或氣體,而且與使用溫度、壓力等環(huán)境條件密切相關(guān)。
②檢測(cè)儀表的隔離措施防腐蝕
采用耐腐蝕的聚四氟乙烯膜片、氟油或硅 油、潔凈空氣隔離,使儀表傳感器元器件不與腐蝕介質(zhì)接觸,避免腐蝕作用。這種儀表防腐方式在壓力變送器或壓力表上應(yīng)用較多。
a、膜片隔離
用聚四氟乙烯或聚全氟乙丙烯膜片(其幾何尺寸各異)粘附或噴涂在壓力表普通彈簧管上或壓力變送器的膜片上,使這些彈性傳感元件與腐蝕介質(zhì)隔離;
b、液體隔離
在氯氣、氯化氫氣、氧化氮?dú)獾冉橘|(zhì)測(cè)量中,選用全氟三丁胺作充灌隔離液在隔離罐內(nèi)也有選用其它隔離液體的。由于隔離液價(jià)格貴,充灌方法麻煩,增加儀表維修工作量,若增加液封則出現(xiàn)液封介質(zhì)與測(cè)量介質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生新的腐蝕等問(wèn)題,此方法雖有使用,但未能根本解決問(wèn)題。注氣保護(hù)使用壓力變送器對(duì)絕對(duì)壓力或低壓測(cè)量時(shí),可采用注氣保護(hù)法,設(shè)計(jì)有一套注氣保護(hù)裝置,作用原理是在測(cè)壓點(diǎn)與儀表之間的導(dǎo)壓管內(nèi)始終充滿著潔凈的空氣,測(cè)量信號(hào)變化經(jīng)空氣傳遞至儀表變送器,達(dá)到壓力檢測(cè)的目的。這種注氣保護(hù)法有一穩(wěn)定的測(cè)量誤差,約160Pa;
c、玻璃鋼護(hù)套玻璃封裝的半導(dǎo)體熱敏電阻為了尋求耐鹽酸、硫化氫腐蝕的測(cè)溫元件,昌暉儀表制造有限公司與上海農(nóng)藥廠合作,開(kāi)發(fā)了這種熱敏電阻,配二次儀表,用于1O-15攝氏度的溫度測(cè)量范圍。這種熱敏電阻反映靈敏,時(shí)間常數(shù)為1.3s,耐腐蝕性能好,適用于對(duì)玻璃、環(huán)氧樹(shù)脂不起作用的各種介質(zhì),不需外接電阻,這種熱敏電阻在農(nóng)藥行業(yè)推廣使用;
d、對(duì)銅、鉑熱電阻元件的保護(hù)套管整體燒結(jié)聚四氟乙烯。昌暉儀表制造有限公司生產(chǎn)防腐熱電阻就是這種工藝生產(chǎn),耐腐蝕且使用壽命超過(guò)一年,在同類(lèi)型產(chǎn)品中壽命最長(zhǎng),在國(guó)內(nèi)有比較高的知名度。
e、用吹氣法測(cè)量腐蝕介質(zhì)液面
吹氣式液位計(jì)的結(jié)構(gòu)材料以不銹鋼為主,節(jié)流元件要精細(xì)加工,與介質(zhì)接觸的吹氣管道需用耐腐蝕套管。氣源為O.08MPa的潔凈氣體(以防止堵塞節(jié)流孔),節(jié)流后約150-200個(gè)氣泡/min。吹氣式液位計(jì)一般用于常壓容器液面測(cè)量,在受壓容器上應(yīng)用時(shí),應(yīng)該有2根引壓管,吹入氣壓嚴(yán)格計(jì)算,安裝要牢靠,以避免壓力波動(dòng)產(chǎn)生測(cè)量誤差;
f、用鋯金屬孔板
測(cè)量稀硫酸流量。吉化公司化肥廠為測(cè)量50%硫酸流量,采用鋯金屬自己制作孔板。使用la后拆下孔板檢測(cè)查,孔板仍完好無(wú)損。為防止稀硫酸腐蝕,管道和取壓裝置的材料均采用玻璃鋼,引壓管用內(nèi)襯鋯的玻璃鋼管。測(cè)量?jī)x表使用防腐蝕膜片的差壓變送器。金屬鋯在濃度為10%-15%的硫酸內(nèi)每年腐蝕深度為0.001%-0.01mm,所以用鋯制作節(jié)流裝置用來(lái)測(cè)量稀硫酸流量是適宜的;
g、耐酸玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)
常州熱工儀表廠制造的耐腐蝕玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì),儀表采用四氟浮子、四氟襯套基座、四氟環(huán)錐管等,適用于多種無(wú)機(jī)酸、有機(jī)溶劑和鹽類(lèi)介質(zhì)。開(kāi)封儀表廠生產(chǎn)耐腐轉(zhuǎn)子流量計(jì),與介質(zhì)接觸的零部件(如通道、浮子、錐管等),均采用四氟塑料噴涂(或襯套)。錐管內(nèi)襯四氟適用于三氯化磷介質(zhì)的測(cè)量,因?yàn)槿然着c玻璃管壁接觸時(shí)便有黃色的粘稠物粘在玻璃管內(nèi)壁,幾天后便看不見(jiàn)浮子。錐管內(nèi)襯四氟,不再產(chǎn)生黃色粘稠物,儀表正常運(yùn)行;
h、耐腐蝕調(diào)節(jié)閥
調(diào)節(jié)閥腐蝕、氣蝕也是化工自動(dòng)化的老大難問(wèn)題。上世紀(jì)80年代初,聚四氟乙烯價(jià)格下降了,便產(chǎn)生襯氟塑料的 隔膜閥,許多化工企業(yè)在水處理裝置上以此代替了襯橡膠的隔膜閥,由于氟塑料無(wú)彈性,隔膜閥的襯氟膜片在使用中被迫作上下折疊運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致膜片破損或被拆破,降低了襯氟隔膜閥的使用壽命。進(jìn)入90年代,重慶華林自控儀表股份有限公司所利用被人們稱(chēng)為“防腐蝕王”的聚四氟乙烯塑料研制了四種耐腐蝕調(diào)節(jié)閥,幾年來(lái)已經(jīng)在全國(guó)上百個(gè)化工廠家應(yīng)用,實(shí)踐證明其耐腐蝕性能好,可靠性高,使用壽命也大大提高,在調(diào)節(jié)閥防腐蝕方面有了新的突破;
i、化工儀表電路板防腐蝕方法
在惡劣化工環(huán)境下工作的儀表,電路板銅箔腐蝕亦較為嚴(yán)重,經(jīng)常造成儀器儀表失控、靈敏度下降、穩(wěn)定性不可靠等。采用焊錫涂敷電路板銅箔腐蝕部分的方法,不僅達(dá)到了防腐目的,而且效果良好。一般涂敷焊錫的電路被腐蝕的程度輕。焊錫的主要成分是金屬錫和鉛,這兩種金屬有較好的耐腐蝕性,通常被制成各種防腐材料。從化學(xué)性質(zhì)上講錫和鉛都表現(xiàn)出一定的惰性,正是這種特殊的化學(xué)性質(zhì),形成了對(duì)電路的保護(hù)。涂敷焊錫的方法不但可降低維修費(fèi)用,而且簡(jiǎn)單易行。另外,在檢修電路過(guò)程中,盡量不要破壞電路板上的絕緣漆,以減少板上線路和空氣的接觸,減輕腐蝕。一般質(zhì)量好的儀表,都在安裝元件的接點(diǎn)和電路板上涂一層三防漆。但在檢修時(shí),為測(cè)量各點(diǎn)的參數(shù),需要將涂層去掉,這樣便破壞了漆層。在這種情況下,可將普通的縫衣針焊在萬(wàn)用表的表筆上,測(cè)量時(shí)表筆很容易刺穿漆層,直接測(cè)量各點(diǎn)參數(shù),也減少了對(duì)三防漆層的破壞,可有效減輕電路板的腐蝕。
為了解決腐蝕介質(zhì)的強(qiáng)腐蝕問(wèn)題,需要高難度的技術(shù)開(kāi)發(fā),需用高價(jià)的防腐蝕原材料,還需要經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐的長(zhǎng)期考驗(yàn)。每取得一點(diǎn)成績(jī)都需付出艱辛,有時(shí)取得成功經(jīng)驗(yàn),也僅適用于某些特定的場(chǎng)合,所以有些化工專(zhuān)用防腐儀表很難形成定型產(chǎn)品。上述眾多革新改造成果多數(shù)難以被大量推廣使用,只有同類(lèi)化工裝置或同行業(yè)之間相互借鑒,相互交流仿效學(xué)習(xí)使用,因此化工儀表防腐問(wèn)題任重道遠(yuǎn)。