Диафрагма преобразователя давления для сильных кислот длительное время контактирует с коррозионно-активной средой. При появлении точечной коррозии, истончения или сквозного повреждения возможны как небольшое смещение показаний давления, так и утечка среды. Специалистам по послепродажному обслуживанию необходимо оценивать риск с учетом типа кислоты, ее концентрации и температуры, а также состояния оборудования. Нельзя определять пригодность материала только по словам «кислотостойкий» или «нержавеющая сталь».

I. Сначала определите источник коррозии

Коррозия диафрагмы не обязательно проявляется равномерным истончением поверхности. В некоторых условиях на отдельных участках могут сначала образоваться точечные отверстия или трещины. Внешние изменения при этом могут быть малозаметны, хотя способность выдерживать давление уже снизилась. Ионы хлора, фториды, окислительные примеси и остатки моющих средств в кислотном растворе могут изменить ход коррозии.

Не менее важны изменения температуры и концентрации. Материал, стабильно работающий при комнатной температуре, может утратить коррозионную стойкость при нагреве, концентрировании раствора или охлаждении после остановки оборудования. При подборе необходимо указать условия среды при нормальной работе, пуске и остановке, а также во время очистки, включая возможные максимальные температуру и концентрацию.

Помимо диафрагмы, с кислотой могут контактировать технологическое соединение, сварные швы, прокладки и импульсная трубка. Даже если материал диафрагмы подходит, несовместимость других компонентов может привести к утечке. Поэтому следует проверять всю контактирующую со средой конструкцию в сборе.

На что обратить внимание при проверке типичных условий эксплуатации

Соляная, серная, азотная и плавиковая кислоты имеют разные механизмы коррозии, поэтому нельзя применять один и тот же материал для всех кислотных растворов. Например, хлорсодержащая среда может повысить риск точечной и щелевой коррозии нержавеющей стали; для фторсодержащей среды необходимо также особо проверить пригодность неметаллических компонентов.

При обследовании объекта следует зафиксировать состав и диапазон концентрации кислотного раствора, температуру среды, рабочее давление, колебания давления и наличие примесей. Для смеси кислот или среды с нестабильным составом необходимо предоставить полную рецептуру либо сведения о репрезентативном образце.

Таблица ниже предназначена для систематизации направлений проверки и не является заключением о пригодности материала. Окончательный выбор следует делать на основании данных о коррозионной стойкости от производителя материала, фактических условий эксплуатации и, при необходимости, испытаний на коррозию.

II. Материал и конструкцию разделительной системы следует подбирать совместно

Материал диафрагмы следует выбирать с учетом конкретной среды. В качестве возможных вариантов можно обсудить с производителем коррозионностойкие сплавы, тантал или подходящее для данных условий неметаллическое решение для изоляции. Одного названия материала недостаточно для инженерного подтверждения, особенно при работе со смесями кислот, растворами с примесями и в условиях частых изменений температуры.

Для металлической конструкции, контактирующей со средой, необходимо проверить фактический материал диафрагмы, соединения и сварных участков. Для конструкций с футеровкой или покрытием также следует проверить целостность футеровки, способ уплотнения соединений и риск отказа при повреждении. Во время монтажа нельзя касаться диафрагмы твердыми предметами или царапать ее.

При использовании выносного мембранного уплотнения необходимо одновременно оценить совместимость заполняющей жидкости с рабочей средой и температурой, а также соответствие требованиям технологической безопасности. Утечка заполняющей жидкости может загрязнить технологическую среду, а длина капилляра и изменения температуры могут повлиять на быстродействие и точность измерений.

Универсальные изделия не следует считать специализированными для сильных кислот

Универсальный китайский преобразователь давления ATS3000, датчик давления воздуха и гидравлического давления предназначен для жидкостей, газов и пара, совместимых с нержавеющей сталью 304 и 316, и может использоваться для измерения давления в гидравлических и пневматических системах, а также в промышленных процессах. В технической документации указан диапазон температуры среды -30～+85℃.

Для данной серии доступны различные диапазоны измерения и типы выходного сигнала, например двухпроводный выход 4～20mA. Точность на выбор: класс 1.0, 0.5 или 0.25; конкретная конфигурация определяется спецификацией заказа. Диапазон измерения должен охватывать фактическое рабочее давление и допустимые колебания, а не подбираться только по давлению при стабильной работе оборудования.

Поскольку в документации указано, что контактирующие со средой материалы изготовлены из нержавеющей стали 304 или 316, это не является основанием считать изделие пригодным для сильных кислот. Перед применением с кислотным раствором необходимо уточнить у производителя конкретную конструкцию контактирующих со средой частей и оценить коррозионную стойкость при соответствующих типе среды, концентрации и температуре. Если требования не выполняются, следует выбрать подходящее решение для изоляции или другую модель.

III. Снижение риска повреждений на этапах монтажа и эксплуатации

Перед монтажом следует сверить диапазон измерения прибора, технологическое присоединение, материал уплотнения и расчетное давление с проектной документацией объекта. Фланцы, резьбовые соединения и прокладки необходимо устанавливать согласно требованиям оборудования, избегая перекоса, чрезмерной затяжки и повреждения уплотнительных поверхностей, которые могут привести к образованию щелей и утечке.

Для оборудования, подверженного пульсациям давления, гидравлическим ударам или частым пускам и остановкам, необходимо оценить необходимость буферного устройства и совместимость его материалов со средой. Диафрагма может повреждаться не только в результате химической коррозии, но и из-за повторяющейся механической усталости. Если в буферной конструкции может скапливаться кислотный раствор или возникать засорение, это также следует учитывать в плане очистки и осмотров.

Для сред, склонных к кристаллизации и образованию отложений, следует выбирать соединение, удобное для очистки, и проверять совместимость моющих средств с материалами, контактирующими со средой. Не удаляйте отложения с поверхности диафрагмы стальными иглами, отвертками и другими инструментами: это может поцарапать мембрану или вызвать необратимую деформацию.

Безопасная изоляция перед техническим обслуживанием

Перед демонтажем необходимо остановить оборудование и изолировать источник давления в соответствии с правилами выполнения работ на объекте, применить процедуру блокировки и маркировки, а также убедиться, что соответствующий участок трубопровода сброшен под давлением, опорожнен и, при необходимости, промыт. Нулевые показания прибора сами по себе не подтверждают отсутствие остаточного давления или жидкости в трубопроводе.

Исходя из паспорта безопасности среды и оценки рисков на объекте, специалисты по обслуживанию должны использовать подходящие химически стойкие перчатки, средства защиты глаз и лица. При работе с опасными средами необходимо соблюдать требования к получению разрешения, надзору и действиям в аварийной ситуации.

Демонтированные приборы и слитые остатки жидкости следует утилизировать в соответствии с требованиями объекта по обращению с опасными отходами и химическими веществами. Остатки неизвестного состава или способные вступить в реакцию не следует смешивать или сливать напрямую.

IV. Выявление ранних признаков отказа при осмотрах

Специалистам по обслуживанию следует вести базовые записи показаний давления, выходного сигнала, результатов калибровки и внешнего состояния прибора. Если в нормальных условиях эксплуатации наблюдаются устойчивое смещение нуля, замедление отклика, нестабильный выходной сигнал или существенное расхождение показаний с надежным эталонным прибором, необходимо провести дополнительную проверку.

Эти явления не обязательно вызваны коррозией диафрагмы: возможны также засорение, проблемы с электропитанием или подключением, изменения температуры либо колебания параметров процесса. Проверку следует проводить так, чтобы прежде всего обеспечить безопасность технологического процесса, а затем выполнить электрическую проверку, проверку давления и осмотр частей, контактирующих со средой. Не следует пытаться скрыть неисправность одной лишь установкой нуля.

Периодичность осмотров следует определять с учетом опасности среды, данных о коррозии, опыта эксплуатации и важности оборудования. После ввода в эксплуатацию или изменения условий работы частоту проверок можно временно увеличить, а затем скорректировать с учетом фактических записей. Нельзя считать какой-либо фиксированный интервал безопасным для всех условий работы с сильными кислотами.

При подозрении на сквозное повреждение диафрагмы необходимо немедленно изолировать оборудование в соответствии с аварийной процедурой объекта, не допуская контакта персонала с утекшей средой, и оценить, могла ли технологическая среда попасть внутрь прибора или заполняющая жидкость — в технологический процесс. Поврежденный прибор нельзя просто заварить или повторно установить ноль и продолжить эксплуатацию. Его должен оценить и заменить компетентный подрядчик, после чего необходимо провести проверку.

Для подбора оборудования или поиска неисправности можно предоставить компании Сиань Шэнхунчуан Инструмент и Прибор сведения о названии и концентрации кислоты, максимальной и минимальной температуре, рабочем и пиковом давлении, составе примесей, размерах присоединения и имеющихся неисправностях. Технические специалисты оценят подходящее решение с учетом всей конструкции, контактирующей со средой; до ввода в эксплуатацию необходимо подтвердить коррозионную стойкость и соответствие требованиям безопасности.