腐蝕是金屬在其環(huán)境中由于化學(xué)作用而遭受破壞的現象。一切金屬與合金對于某些特定環(huán)境可以是耐腐蝕的,但是在另一些環(huán)境中卻對腐蝕又很敏感。一般來(lái)說(shuō),對于所有環(huán)境都耐腐蝕的工業(yè)用金屬材料是不存在的。
腐蝕可以分為均勻腐蝕(uniform corrosion)或全面腐蝕(general corrosion)與局部腐蝕(localized corrosion)。全面腐蝕的腐蝕速度可用mm/a等單位來(lái)表示。通常將腐蝕速度在0.1mm/a以下的材料作為耐腐蝕材料[37]。對于腐蝕速度較此再大一個(gè)數量級,也即腐蝕速度為1mm/a材料,對于一般設備有時(shí)可酌情定為可以使用的材料。對于流量?jì)x表的測量元件,則是不容許的。根據腐蝕速度的大小,可以預測金屬的使用壽命。
3.6.2 腐蝕性介質(zhì)對流量測量?jì)x表的損害
介質(zhì)的腐蝕性對流量測量?jì)x表是個(gè)嚴重威脅,只有像夾裝式超聲波流量計等個(gè)別種類(lèi)的流量計受腐蝕影響較小。
a. 腐蝕性介質(zhì)將流量測量?jì)x表與介質(zhì)直接接觸的關(guān)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,硅油外漏而*失效。電磁流量計電極因腐蝕引起介質(zhì)外泄,導致勵磁線(xiàn)外圈燒毀等。
b. 流量測量?jì)x表的關(guān)鍵零部件長(cháng)時(shí)間受腐蝕性介質(zhì)的腐蝕而改變幾何尺寸,導致儀表準確度降低。例如,轉子流量計中的轉子被流體腐蝕后,外形尺寸減小,導致流量示值偏低。又如渦街流量計中的旋渦發(fā)生體被流體腐蝕而寬度尺寸減小,迎流面表面變得粗糙,從而引起流量系數改變。就連受腐蝕介質(zhì)影響較小的夾裝式超聲波流量計,也常因金屬管內壁被介質(zhì)腐蝕的坑坑洼洼,使發(fā)射和接收信號變弱,嚴重時(shí)喪失靈敏度。
c.縮短儀表壽命。例如金屬管轉子流量計中的錐形管等零部件,使用幾年后,其焊接處被穿爛。
d.腐蝕性介質(zhì)滲漏,如不及時(shí)發(fā)現、及時(shí)處理,還容易釀成安全和人身事故。
3.6.3 對流量測量中流體腐蝕的措施
(1)定期更換儀表 腐蝕性介質(zhì)對金屬的腐蝕,情況是多種多樣的。有的腐蝕速度很快,即全面腐蝕,有的腐蝕是輕微的,速度很慢,即局部腐蝕。在作儀表選型時(shí)應針對具體情況具體分析,然后作出決策。
例如壓縮空氣和水,一般認為是無(wú)腐蝕,其實(shí)不然。由于城區大氣中氮氧化合物濃度一般均較高,當它被壓縮空氣中的冷凝液吸收后,冷凝液即呈酸性,從而對碳鋼材具有輕度腐蝕。這種情況在硫酸廠(chǎng)、硝酸廠(chǎng)、氯堿廠(chǎng)等廠(chǎng)區,問(wèn)題更嚴重些。當然,這時(shí)壓縮空氣中所含的除了稀硝酸外,可能還有硫酸、鹽酸等。水的情況也相似,尤其是河水,由于其中含有多種離子,也對碳鋼產(chǎn)生腐蝕。在這種條件下使用的儀表,若干年后也會(huì )出現被腐蝕的痕跡。例如,停車(chē)檢修發(fā)現流量節流裝置中的碳綱環(huán)室與流體接觸的表面被蝕,變得坑坑洼洼,嚴重時(shí)幾何尺寸和形狀都發(fā)生很大變化。而前后直管段內壁也變得高低不平。這種狀況都不符合檢定規程要求,難以保證原有的儀表度。
這時(shí)就產(chǎn)生一個(gè)命題,即是否設計選型要將節流裝置中的環(huán)室以及前后直管段也改為不銹鋼材質(zhì)?當然,如果改為不銹鋼材質(zhì),環(huán)室和直管段的腐蝕問(wèn)題肯定迎刃而解,但同時(shí),投資增加了。而且投資增加數同管徑有關(guān),如果公稱(chēng)通徑較大,則投資增加就是個(gè)不小的數字。所以決策時(shí)應根據測量點(diǎn)的測量度要求、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。如果測量度要求不高(如用于過(guò)程監視、控制),輕度腐蝕,碳鋼材料預期壽命10年以上,改為不銹鋼投資增加較多,那么,寧可待環(huán)室等被腐蝕得無(wú)法繼續使用時(shí),再將節流裝置整體或損壞部分予以更新。
(2)避重就輕 避重就輕是在對工藝流程和有關(guān)介質(zhì)特性深入了了解的基礎上,合理選擇測量方案,同樣達到計量或對生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制的目的,避開(kāi)腐蝕性強的部位,而選在腐蝕性較輕的部位,甚至更改被調參數種類(lèi)。例如(如果可行的話(huà))將流量定值調節系統用液位均勻調節或其他合適的變量調節代替,從而避開(kāi)流量測量?jì)x表耐腐蝕的難題。
例如,進(jìn)污水處理廠(chǎng)的污水流量一般都要測量,以便控制污染物排放總量。而污水一般或偏酸性或偏堿性,而且相應地要加入適量得堿或酸予以中和。那么,考慮污水對流量?jì)x表的腐蝕,當然流量檢測點(diǎn)選在中和之后更好一些。
鋼廠(chǎng)荒煤氣的流量測量也有類(lèi)似情況?;拿簹庵谐3:幸欢〝盗康亩趸?,這種氣體在干燥的時(shí)候腐蝕性并不大,但荒煤氣離開(kāi)爐窯后,隨著(zhù)輸送距離的增長(cháng),氣體溫度逐漸降低,濕度相應升高,并很快出現凝液而具有較強的腐蝕性??紤]煤氣流量測量?jì)x表安裝位置時(shí),當然應當選在氣體出現凝液之前。
(3)選擇具有耐腐蝕特性的儀表
?、?一般酸性介質(zhì)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。
用耐酸綱制成的橢圓齒輪流量計,可以滿(mǎn)足一般酸性液體計量的需要。