При закупке коррозионностойкого дифференциального преобразователя давления сначала необходимо тщательно проверить «профиль среды»

Коррозионностойкие дифференциальные преобразователи давления часто используются для контроля уровня, расхода, перепада давления на фильтрах и давления в герметичных емкостях в химической и энергетической промышленности, водоочистке, металлургии, производстве строительных материалов, природоохранном оборудовании и автоматизированных производственных линиях. При закупке недостаточно подтвердить только диапазон измерения, выходной сигнал и точность. Ключевым фактором, действительно влияющим на срок службы прибора, зачастую является долговременная совместимость среды с материалами, контактирующими с ней.

Коррозионная активность одной и той же среды может существенно различаться в зависимости от концентрации, температуры и наличия примесей. Например, кислотный раствор низкой концентрации при нормальной температуре может в определенной степени подходить для нержавеющей стали 316L, однако при повышении температуры, изменении концентрации или попадании хлорид-ионов возрастает риск питтинговой, щелевой и коррозии под напряжением. В закупочной документации необходимо указывать фактические условия эксплуатации, а не ограничиваться формулировками «кислая среда» или «коррозионная жидкость».

При измерении перепада давления необходимо одновременно определить характеристики среды на стороне высокого и низкого давления. На обеих сторонах могут находиться разные технологические среды, а также могут возникать дополнительные условия коррозии из-за конденсата, промывочной жидкости, разделительной жидкости или остаточной жидкости после остановки оборудования. Рекомендуется включать параметры среды в техническое соглашение уже на этапе запроса коммерческого предложения, чтобы не выполнять подбор оборудования только на основании общего описания материалов.

Основные параметры, которые должны содержаться в данных о совместимости со средой

Прежде всего необходимо подтвердить стандартное название, химическое наименование или основные компоненты среды, а также указать диапазон соотношений компонентов. Для смешанных растворов следует перечислить основные коррозионно-активные компоненты, добавки, катализаторы, моющие средства и возможные побочные продукты. Использование только производственных наименований, таких как «сточные воды», «маточный раствор», «пульпа» или «травильный раствор», не позволяет точно определить пригодность мембраны, уплотнений и импульсных элементов.

Далее необходимо указать концентрацию, кислотность или щелочность, плотность, вязкость, содержание твердых частиц и электропроводность. Для концентрации рекомендуется приводить нормальное, минимальное и максимальное значения; pH может использоваться как вспомогательная информация, но не заменяет конкретный химический состав. Для хлорсодержащих, фторсодержащих, сульфидсодержащих, аммиаксодержащих или сильных окислительных сред необходимо делать отдельную отметку, поскольку воздействие этих компонентов на металлические материалы и эластомерные уплотнения существенно различается.

Следует также достоверно указать, содержит ли среда кристаллические вещества, волокна, частицы, масляные загрязнения, пузырьки или осаждаемые примеси. Абразивное воздействие частиц ускоряет износ мембраны, а кристаллизация и образование отложений могут закупорить отверстия отбора давления; высоковязкие среды способны вызывать запаздывание передачи давления. Такие проблемы не обязательно относятся к химической коррозии, однако непосредственно влияют на стабильность нуля и скорость отклика дифференциального преобразователя давления.

Температура, давление и переменные условия эксплуатации определяют границы коррозионного риска

Совместимость материалов нельзя рассматривать без учета температуры. Многие среды обладают слабой коррозионной активностью при 20℃, однако при повышении технологической температуры до 80℃, 120℃ или выше скорость коррозии может заметно возрасти. При закупке коррозионностойкого дифференциального преобразователя давления следует отдельно подтвердить нормальную рабочую температуру, максимальную температуру, минимальную температуру и условия кратковременного перегрева, а также различать температуру среды и температуру окружающей среды.

При оценке условий давления необходимо учитывать статическое давление, диапазон перепада давления и скачки давления. Прибор с диапазоном перепада давления 0～10kPa не обязательно способен выдерживать условия высокого статического давления; например, статическое давление в трубопроводах с обеих сторон может достигать 1.6MPa, 4.0MPa или более. При частых пусках и остановках, быстром переключении клапанов или наличии пульсаций на выходе насоса необходимо также подтвердить допустимую перегрузку по давлению и мгновенное ударное давление.

Нельзя упускать и периодичность изменения условий среды. Механизмы коррозии при непрерывной стабильной работе отличаются от механизмов при многократном ежедневном переключении между кислотой и щелочью, периодической CIP-очистке и прерывистой продувке паром. Заказчик должен указать количество часов работы в год, частоту очистки и способ хранения при остановке, чтобы определить необходимость повышения класса материалов, контактирующих со средой, или применения конструкции с выносным мембранным разделителем.

Особое внимание следует уделить различиям условий на сторонах высокого и низкого давления

При измерении уровня сторона высокого давления обычно контактирует со средой в нижней части емкости, тогда как сторона низкого давления может контактировать с газовой фазой, конденсатом или защитной жидкостью. Если газовая фаза содержит кислотный туман, сероводород, хлориды или пары растворителей, она также может вызывать коррозию мембраны и соединительных частей на стороне низкого давления; поэтому нельзя по умолчанию считать, что на стороне низкого давления «нет контакта со средой».

При использовании для контроля перепада давления на фильтрах или устройствах дросселирования потока с обеих сторон обычно находится среда одного типа, однако скорость потока, концентрация частиц и перепад давления до и после засорения различаются. На стороне с высокой скоростью потока необходимо учитывать эрозионный износ, а на стороне с низкой скоростью — предотвращать отложения и закупоривание. Для пульп, содержащих твердые частицы, рекомендуется одновременно указывать максимальный размер частиц, процентное содержание твердых веществ и сведения об абразивности.

Если система оснащена капиллярами, конденсационными сосудами, промывочными кольцами или заполняющей жидкостью, необходимо подтвердить, изменяют ли эти вспомогательные компоненты границы контакта со средой. Если разделительная жидкость растворяется в измеряемой среде, эмульгируется с ней или вступает в химическую реакцию, это может привести к дрейфу измерений. При техническом согласовании следует четко определить способ подключения сторон высокого и низкого давления, место установки, спецификацию отверстий отбора давления и наличие условий вакуума.

При выборе материалов, контактирующих со средой, необходимо учитывать не только мембрану, но и все компоненты

Части коррозионностойкого дифференциального преобразователя давления, контактирующие со средой, обычно включают мембрану, технологический фланец, напорный интерфейс, соединения линий отбора давления, уплотнительные кольца, мембранные уплотнения и сварные участки. При закупке следует требовать от поставщика указания фактического материала каждого компонента, контактирующего со средой, а не ограничиваться подтверждением того, что «мембрана датчика изготовлена из 316L». Несоответствие материала даже одного уплотнительного кольца или соединителя может стать слабым местом и привести к преждевременному выходу из строя всего прибора.

316L подходит для многих стандартных промышленных сред, но не является универсальным коррозионностойким материалом. При высокой концентрации хлорид-ионов, наличии соляной кислоты, влажного хлора, фторсодержащих сред, сильных окислительных кислот или высокотемпературных сильных щелочей может потребоваться оценка решений с использованием сплава Хастеллой, тантала, титана, никелевых сплавов, PTFE, PFA и других материалов. Фактический выбор должен основываться на совокупности условий среды, концентрации, температуры и давления.

Не менее важна совместимость уплотнительных материалов. Стойкость FKM, EPDM, NBR, PTFE и других материалов к кислотам, щелочам, нефтепродуктам, растворителям и высокотемпературному пару различается. Например, некоторые растворители вызывают набухание эластомеров, тогда как сильные щелочные среды могут воздействовать на часть резиновых уплотнений. Для критически важного оборудования рекомендуется указать в договоре марку материала частей, контактирующих со средой, материал уплотнений и требования к сертификатам на материалы.

Оценка применимости конструкции с мембранным разделителем

Если среда имеет высокую вязкость, склонна к кристаллизации или закупориванию, отличается повышенной температурой либо сильной коррозионной активностью, можно рассмотреть схему измерения перепада давления с мембранным разделителем. Мембрана позволяет снизить риск засорения импульсных трубок и прямого попадания среды в чувствительные элементы, однако материал мембраны, температурный диапазон заполняющей жидкости и длина капилляра влияют на отклик системы и температурный дрейф.

Для вакуумных емкостей, вакуумного испарительного оборудования и высокотемпературных реакторов необходимо особенно подтвердить пригодность мембранного разделителя для работы в вакууме. Если заполняющая жидкость испаряется или изменяет объем при высокой температуре и низком давлении, это может вызвать дрейф нулевой точки. В технической документации на закупку можно потребовать указания допустимой рабочей температуры, максимального статического давления, длины капилляра и разницы высот установки.

Мембрана не является единственным решением для всех условий эксплуатации. При быстром динамическом измерении перепада давления чрезмерно длинный капилляр или нерациональная конфигурация разделительной жидкости могут снизить скорость отклика. Технологическая служба, специалисты по КИПиА и поставщик должны совместно подтвердить цель измерения: приоритет коррозионной стойкости, защиты от засорения и долговременной стабильности либо первоочередное соблюдение требований к отклику на уровне секунд.

Проверочные пункты, рекомендуемые для включения в техническое соглашение на закупку

Полное техническое соглашение на закупку рекомендуется как минимум включать: наименование среды и диапазон концентраций, нормальную и максимальную температуру, рабочее статическое давление, диапазон перепада давления, требования к перегрузке по давлению, материалы, контактирующие со средой, материалы уплотнений, технологическое соединение, выходной сигнал и степень защиты. В качестве распространенных вариантов выходного сигнала могут применяться 4～20mA, RS485 или другие сигналы, совместимые с системой; степень защиты следует подтверждать с учетом промывки на объекте, влажности и запыленности.

Помимо стандартных показателей точности, необходимо также проверить долговременную стабильность, температурное влияние, диапазон смещения нуля и допустимую одностороннюю перегрузку. В системах измерения малого перепада давления монтажные напряжения, разница температур в импульсных трубках и изменение статического давления могут увеличивать погрешность. Если на объекте требуется точность измерения 0.1%, 0.2% или выше, необходимо одновременно проверить схему монтажа, а не ориентироваться только на заводскую точность прибора.

Компания Xi'an Shenghongchuang Instrumentation Co., Ltd. может, исходя из параметров среды, способа монтажа и требований системы управления, содействовать в определении материалов частей коррозионностойкого дифференциального преобразователя давления, контактирующих со средой, его диапазона, интерфейса и конфигурации сигналов. Перед закупкой подготовьте сведения о среде на сторонах высокого и низкого давления, концентрации, диапазоне температуры и давления, примесях, а также фотографии соединений на объекте, чтобы технические специалисты могли выполнить целевой подбор и снизить риски последующего коррозионного разрушения, засорения и дрейфа измерений.