存在氫氣的情況下,請慎選壓力傳感器的隔膜
信息來源:廣西礎能電力物資有限公司  發布時間:2008-11-19
                       存在氫氣的情況下,請慎選壓力傳感器的隔膜
 
     氫氣是最簡單、最小的原子。水、酸、堿以及無數有機化合物都含有氫。雖說氫并不是腐蝕性的物質,但是在選用壓力變送器時考慮不周到,氫氣會造成一些問題。
     氫原子會穿過壓力變送器的金屬隔膜,引起測量誤差。壓力變送器的隔膜厚度一般只有0.025mm至0.050mm。通常氫氣是由兩個氫原子組成的分子H2的形式出現。氫分子不會穿過金屬隔膜。但是,如果氫分子分裂成氫離子,也就是兩個H+原子,它就會穿過金屬隔膜,因為H+離子比隔膜金屬材料中兩個分子之間的空隙還要小。
     氫離子H+穿過隔膜后,會形成H2分子,留在壓力變送器里面。H2會逐漸地溶解到壓力變送器中的液態硅酮里面,時間一長,硅酮中的氫氣會飽和,因而形成氣泡。氣泡會引起零點出現移動,影響測量結果,因而降低變送器的性能。隨著氫氣數量的增加,隔膜會向外擴張,引起裂紋,導致硅酮流失,于是壓力變送器會失效。

什么情況下會出現H2滲透
    如果在一項應用中存在純粹的氫氣,滲透問題是不言而喻的。但是,如果它不是以純粹的氫氣的方式出現,也會出現滲透。氫原子會隨時從分子上脫離出來成為離子。它從分子上脫離出來的方式有以下幾種。
    1.在高溫或者高壓下,會出現變化。如果氫氣是純的,氫分子的互相碰撞會破壞結合鍵。
    2.電化作用會引起游離。海水的電解作用和弱電解反應這種類似的反應中,以及鍍鋅管道,都會引起腐蝕,產生氫離子。
    3.在高溫時蒸汽會引起金屬隔膜腐蝕,產生氫離子。


隔膜的保護
    隔膜材料會影響滲透率,這是因為不同材料的分子晶格的間隙是不同的。在過去,一直是用不銹鋼制造隔膜,避免使用像Hastelloy C和Monel 這些鎳基金屬,更不用說用鉭了。
    用鍍了金的不銹鋼制造的隔膜雖然很貴,但是它的保護作用是最好的,因為只要鍍上厚度只有3μm的一層金就能夠消除滲透現象。


改進了的新產品
    減輕氫離子滲透的一個方法是在壓力變送器使用的標準Hastelloy C隔膜上涂敷一層鈍態涂層。鈍化了的Hastelloy C隔膜的滲透率通常與不銹鋼隔膜相近,但是它耐腐蝕的性能比不銹鋼隔膜好,壽命比不銹鋼隔膜長。
    在存在大量氫氣的情況下,我們建議使用鍍金Hastelloy C隔膜。
    是采用鈍化Hastelloy C隔膜還是采用鍍金Hastelloy C隔膜,需要考慮幾個問題。(在表中列出了鍍金隔膜應該用于哪種存在氫氣的應用。)
    對于不同類型的管道,應當選擇不同的隔膜?梢园聪旅娴谋韥磉x擇隔膜材料。

結論
    使用普通Hastelloy C隔膜的鈍化變送器的耐腐蝕性能優異,價錢與使用不銹鋼隔膜的產品相似。
    與非鈍化Hastelloy C隔膜相比,鈍化Hastelloy C隔膜的耐腐蝕性能和防止滲透的保護作用都比較好。
    由于耐腐蝕性能和防止滲透的性能都比較好,長期使用的成本較低。因此,不經常到使用現場,用于標定變送器的時間也減少了。如果氫氣滲透的問題比較大,用鍍金的隔膜可以勝任。
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