擇要:根據(jù)引起氫脆的緣故原由,闡述了氫脆的征象,指出了安徽天康壓力變送器的氫脆類型。重點分析了氫氣滲透安徽天康壓力變送器膜片的過程及三種引發(fā)安徽天康壓力變送器膜片環(huán)境氫脆的機理,并針對引發(fā)安徽天康壓力變送器膜片環(huán)境氫脆的不憐憫況,討論了安徽天康壓力變送器在設(shè)計選型中應(yīng)采取的措施。結(jié)合詳細(xì)項目,介紹了環(huán)境氫脆下安徽天康壓力變送器的選型應(yīng)用實例。
隨著石油化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,分外是煤化工及其下流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,越來越多的工藝過程含有制氫、加氫裝配,且這些裝配的特點大多是化學(xué)反應(yīng)過程含有高溫、高壓及高濃度的氫氣。在這些裝配的設(shè)計過程中,設(shè)計人員每每重點關(guān)注氫對設(shè)備材料的影響,而容易忽略氫對過程檢測儀表的影響網(wǎng)站優(yōu)化公司,分外是對安徽天康壓力變送器的影響。目前安徽天康壓力變送器膜片的材質(zhì)大多為316L、哈氏合金等,通過已投用項目的反饋,通俗膜片材質(zhì)(如316L)的安徽天康壓力變送器,在含有氫氣介質(zhì)的工藝裝配上使用一段時間后,會出現(xiàn)輸出不穩(wěn)固、零點漂移等征象,有的甚至出現(xiàn)膜片鼓包、破裂等。造成這些征象的緣故原由重要是金屬膜片因為氫滲透而產(chǎn)生的“氫脆”征象。因此,在儀表設(shè)計選型的過程中除了按照相干規(guī)范選型外,還應(yīng)考慮氫脆對安徽天康壓力變送器的影響,進步所選儀表運行的穩(wěn)固性,保證裝配的安全、平穩(wěn)運行。
1 氫脆征象
氫脆是指在金屬中發(fā)生的一些過程,這些過程導(dǎo)致金屬的承載能力因氫的出現(xiàn)而降落。但因為材料性能、加工工藝、環(huán)境、受力狀況不同,各種征象有較大差異。根據(jù)引起氫脆的氫的來源不同,氫脆可分成兩大類:內(nèi)部氫脆,它是因為金屬材料在冶煉、鍛造、焊接或電鍍、酸洗過程中吸取了過量的氫氣而造成的;環(huán)境氫脆,它是在應(yīng)力和氫氣或其他含氫介質(zhì)的聯(lián)合作用下引起的一種脆性斷裂,如儲氫的壓力容器中出現(xiàn)的高壓氫脆。文中所要討論的安徽天康壓力變送器膜片的氫脆屬于第二類氫脆即環(huán)境氫脆,重要是在氫環(huán)境下,氫氣分子在物理及化學(xué)作用下以氫原子的情勢滲透變送器膜片而產(chǎn)生的氫脆。
2 氫氣滲透安徽天康壓力變送器膜片過程
氫氣雖然沒有腐蝕作用,但是有極強的滲透能力建網(wǎng)站多少錢,即使在大氣環(huán)境中氫也會以各種途徑進入金屬材料的晶格中,若在高溫、高壓和高濃度協(xié)同作用下,則會大幅加速氫的滲透能力。安徽天康壓力變送器中與介質(zhì)接觸的部分重要是膜片,通常膜片的厚度只有0.04~0.08mm網(wǎng)站建設(shè),是變送器中最微弱的部分,因而安徽天康壓力變送器的氫脆征象重要體現(xiàn)在膜片上。氫氣滲透膜片過程如圖1所示,正常狀況下氫氣是以分子狀況存在的,氫氣分子不易滲透膜片,但當(dāng)氫氣變?yōu)闅湓雍螅捎跉湓影霃胶苄,只有0.46nm,因而在外力作用下能夠滲透變送器的膜片。其整個過程大致有以下幾個步驟:
1)氣體氫氣通過氣相擴散接近金屬外觀。
2)氫氣和金屬外觀化合物發(fā)生相互作用,即發(fā)生物理吸擁護化學(xué)吸附。
3)因為化學(xué)吸附使分子氫氣的鍵合變得松弛或斷裂,在金屬外觀發(fā)生原子或分子的重排,由此形成氫原子,其中部分氫原子通過擴散透過金屬膜片。
4)透過金屬膜片的部分氫原子又結(jié)合成氫分子。
因為氫分子比氫原子大得多,透過金屬膜片的氫分子不會再透過膜片擴散回去。當(dāng)透過金屬膜片的氫氣慢慢聚集后,變送器內(nèi)腔的壓力會漸漸增大,達到肯定壓力后使膜片外鼓變形直至破裂,造成變送器輸出不穩(wěn),產(chǎn)生零點漂移甚至壞損。
3 引發(fā)安徽天康壓力變送器膜片環(huán)境氫脆的機理
3.1 氫氣介質(zhì)引發(fā)變送器膜片環(huán)境氫脆
前文分析了氫氣滲透膜片的過程,也反映了氫氣介質(zhì)引發(fā)安徽天康壓力變送器膜片環(huán)境氫脆的過程,但現(xiàn)實上環(huán)境氫脆是一個慢慢積累的過程。另外,研究發(fā)現(xiàn)氫氣的滲透與氫氣的濃度、溫度和壓力有肯定關(guān)系,且不同材料產(chǎn)生環(huán)境氫脆的溫度、壓力條件也不一樣。如高強度鋼常出如今-100~150℃,以室溫下最敏感[6],此外研究發(fā)現(xiàn)氫脆敏感性隨著氫含量的增長而增大。
3.2 高溫蒸汽引發(fā)變送器膜片環(huán)境氫脆
關(guān)于高溫蒸汽引發(fā)氫脆的題目,國內(nèi)外材料方面的專家進行了較多的研究,如有序度對Ni,2Cr合金氫致脆斷的影響、電站鍋爐水冷壁管的氫腐蝕等,這些研究從不同的角度研究了高溫蒸汽引發(fā)的氫脆題目,其中較認(rèn)同的高溫蒸汽引發(fā)環(huán)境氫脆的重要過程如下:
1)水汽吸附在金屬外觀。
2)在金屬外觀(肯定的溫度作用下)發(fā)生以下化學(xué)反應(yīng):
3)因為化學(xué)吸附使分子氫氣的鍵合變得松弛或斷裂,在金屬外觀發(fā)生原子或分子的重排,由此形成氫原子,其中部分氫原子通過擴散透過金屬膜片。
4)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氫原子通過擴散滲透金屬膜片,從而引發(fā)氫脆征象。
3.3 異種金屬電池引發(fā)變送器膜片環(huán)境氫脆
異種金屬電池重要是不同的金屬之間發(fā)生電偶腐蝕或陰極珍愛過珍愛時產(chǎn)生氫原子,氫原子通過擴散滲透變送器膜片引發(fā)環(huán)境氫脆。如測量海水的流量時,若導(dǎo)壓管選用鍍鋅碳鋼,而安徽天康溫度傳感器的膜片選用316L,如許導(dǎo)壓管的鍍鋅碳鋼與變送器的不銹鋼膜片之間會形成異種金屬電池,從而引發(fā)變送器膜片環(huán)境氫脆。
4 環(huán)境氫脆下安徽天康壓力變送器的選型
針對以上各種引發(fā)安徽天康壓力變送器膜片環(huán)境氫脆的緣故原由,在安徽天康壓力變送器的選型過程中應(yīng)結(jié)合詳細(xì)的情況選擇合適的安徽天康壓力變送器,分外是在膜片材質(zhì)的選擇、變送器的安裝體例以及安裝材料的選擇方面采取響應(yīng)的措施。
1)測量介質(zhì)為氫氣(氫氣體積分?jǐn)?shù)在70%~100%,溫度在90~200℃)時,安徽天康壓力變送器的膜片可選用鍍金膜片。由于金具有較密的晶格結(jié)構(gòu),氫原子不易滲透,研究注解選用316L鍍金膜片的氫滲透量為非鍍金316L 膜片滲透量的0.01~0.02倍。另外,也可采用雙層鍍層膜片,即在鍍金膜片基礎(chǔ)上再鍍一層陶瓷膜,陶瓷層可以起到電絕緣和氫隔離的作用,從而更有用地防止氫滲透,但雙層鍍層膜片價格更貴。
2)測量介質(zhì)為高溫蒸汽時,根據(jù)自控安裝圖冊HG/T。玻保担福—2012中的要求,安徽天康壓力變送器在安裝時導(dǎo)壓管線中需增長冷凝容器,增長冷凝容器后現(xiàn)實與安徽天康壓力變送器接觸的介質(zhì)不再是高溫蒸汽。因此,在安徽天康壓力變送器的選型過程中選用常規(guī)的膜片材質(zhì)即可,如316L。
3)對于存在異種金屬電池引起環(huán)境氫脆的場合,引壓管盡量采用與安徽天康壓力變送器膜片雷同的材質(zhì),或絕緣異金屬接觸,防止膜片進入電解電路,也可選用膜片鍍金的變送器。
5 環(huán)境氫脆下安徽天康壓力變送器的選型應(yīng)用實例
在鶴壁年產(chǎn)0.1 Mt/a 1,4丁二醇項目中,902單元有3套高壓加氫裝配,加氫管線中的工藝介質(zhì)重要是氫氣,氫氣體積分?jǐn)?shù)為99.9%,溫度為152℃,壓力為19.9MPa,其工藝介質(zhì)特點重要體現(xiàn)為高溫、高壓、高濃度。根據(jù)該介質(zhì)的特點,結(jié)合上文中所介紹的措施,在設(shè)計選型時變送器的膜片材質(zhì)選用316L鍍金四川人事考試網(wǎng)首頁,最終訂貨時膜片鍍金厚度為25μm。目前裝配已穩(wěn)固運行4a,據(jù)用戶反映所選用安徽天康壓力變送器運行情況優(yōu)秀,在正常生產(chǎn)過程中及停車檢修過程中未見非常。
6 結(jié)束語
在安徽天康壓力變送器的選型設(shè)計過程中,除了需按照相干的規(guī)范選擇安徽天康壓力變送器外,還應(yīng)考慮所測工藝介質(zhì)是否會引發(fā)安徽天康壓力變送器膜片產(chǎn)生氫脆征象,并根據(jù)介質(zhì)的情況,從安徽天康壓力變送器膜片材質(zhì)的選擇、安置體例的選擇,安裝材料的選擇等方面采取響應(yīng)的措施,確保所選安徽天康壓力變送器能夠知足測量的要求并能夠長期穩(wěn)固運行。