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法兰液位计膜片密封件选择探讨与研究

作时间:2018-09-04  来源:  作者:
   

 摘要:法兰液位计在石油化工、化纤、纺织生产中起着极其重要的作用,本文通过具体工程中,时于温度高、腐蚀性强、粘稠或有固态悬浮颗粒等介质,液位计膜片密封件选择应考虑和注意的地方,以适应具体的工艺环境延长液位计的使用寿敬

 
1、引言
       法兰差压变送器是为了避免被测介质直接与变送器的隔离膜片接触而采用的变送器,它是将变送器的测量膜室用不锈钢毛细管(直径1.1 m m左右的管子,外加保护常用是316不锈钢恺装套管)连接到几米到几十米不等处的一个或两个压力或差压,做成法兰形式的测量膜盒中,中间充满传导介质工作充液,使用时将法兰连接到设备,即可进行测量。
 
双法兰差压变送器主要适用于:
       (1)密封压力容器测量;
       (2)悬浮液体或高粘度介质;
       (3)测量头必须保持清洁卫生;
       (4)需要将高温介质与变送器隔离;
       (5)更换被测介质需要严格净化测量头;
       (6)Unq量介质对变送器敏感元件有腐蚀作用;
       (7)被测介质由于环境或温度变化而固化或结晶;
       (8)过程介质可能会在变送器或引压管里冻结或者固化;
       (9)过程需要从连接结构中进行更容易的清洗,以避免批处理之间的污染。
       双法兰差压变送器分为3种:齐平膜、凸出膜、齐平+凸出膜。其中凸出膜用于有结垢的或粘稠的介质,常见远传式密封件组件尺寸图如图1所示。
常见远传式密封组件尺寸图
2、双法兰液位变送器的膜片腐蚀问题
2.1 腐蚀的定义
    腐蚀是材料在环境的作用下引起的破坏或变质。金属和合金的腐蚀主要是由于化学或电化学作用引起的破坏,有时还同时伴有机械、物理或生物作用。例如应力腐蚀破裂就是应力和化学物质共同作用的结果。单纯物理作用的破坏,如合金在液态金属中的物理溶解,也属于腐蚀范畴,但这类破坏实例不多。单纯的机械破坏,如金属被切削、研磨,不属于腐蚀范畴,非金属的破坏一般是由于化学或物理作用引起,如氧化、溶解、溶胀等。
 
2.2 选择合适的膜片
    法兰液位计应根据工艺介质特性,正确选择膜片材质,以防止出现氯腐蚀、硫腐蚀、氢脆及其它金属腐蚀。膜片选择材料的品种很多,不同材料在不同环境中有不同的腐蚀速度:有些腐蚀率很高,根本不能应用;有些比较低或很低;选材者对某一特定环境选择腐蚀率低、价格较便宜、物理力学性能等又适合设计要求的材料,是常用的、简便而行之有效的控制腐蚀的方法。仪表可以获得经济、合理的使用寿命,在化工行业膜片材质比较常用选择的是316,哈氏C,担等材质,根据物料特性及工程实际经验,316,哈氏C,担膜片防腐耐性如表1所示。
变送器膜片腐蚀参考表
3 温度影响
3.1 温度影响的原理
    当充液随过程及环境温度的波动而膨胀或收缩时,变产生了温度影响,在充液体积方面的这种变化驱使变送器/密封件系统的内部压力发生变化。有两个主要因素影响着一个膜片密封件系统的温度性能:工作充液的特性与膜片的刚度。
 
3.2 工作充液的选择
    仪表在使用环境温度偏差士5℃时,受温度影响的示值非常大变化率刚性不大于0.1%℃,柔性(远接式)不大于O.1+O.025L%0C (L传压管导管长度m),充液的膨胀特性与体积影响着密封件的性能,各充
液膨胀量各异,选择具有较小膨胀系数的充液将有助于非常大限度减小温度偏差。
    法兰式液位计应根据不同的使用环境温度,选择相适应的密封工作液,表2为工作密封液的选择参考表。
密封液选择参考表
3.3 膜片的刚度
    膜片的刚度是影响温度性能的关键参数,当由于温度变化使充液膨胀于收缩时,有弹性的膜片将会比一个刚性的膜片(在充液体积方面的变化相等情况下)少作用反向的压力。反向压力会引起测量误差,因为它作用在变送器的检测膜片上。所以更有弹性的膜片密封件可容纳由温度变化产生的冲液体积的变化并非常大限度减小温度变产生的误差。
    膜片的刚度受膜片表面直径、结构材料、厚度及转圈式样的影响,在这些因素中非常为重要的是,膜片密封件的直径。每一个膜片都有它自己的刚性特征曲线。一般来说,直径较小的膜片要比直径较大的膜片刚度大,因此其刚性曲线呈现较小的垂直度,更垂直的刚性曲线有助于非常大限度减小充液随温度变化膨胀或收缩时可发生的压力误差量。
    图2显示具有较少刚性的大直径的膜片,其充液体积的变化弓}起的误差更小,这是刚性曲线更垂直的结果。
膜片的刚性曲线与工作充液膨胀对充液体积的影响
4 时间响应
膜片密封件增加了双法兰变送器系统的响应时间,时间响应随温度、压力、毛细光长度、内直径、砧度等变化。
 
4.1 毛细管的长度
    毛细管太短安装和维护不方便,长一点方便,但是也不宜长,因为: 
   (1)填充液充灌前的密封系统的抽空比较困难,密封系统中有残留的空气,会极大的损坏仪表的性能。
    (2)过长的距离则给压力信号提供较长的传播距离,增加了响应时间,根据工程经验尽量把变送器放在两个法兰距离都适中的平台上,以减少毛细管长度,原则上不超过15m0
 
4.2 充液的的猫度
    充液的a度是其流动性的一种度量,并与温度有关,选择一种钻度较小的充液,尤其是北方较寒冷条件下使用较长的毛细管将提高响应时间,目前工程设计选择非常多的是硅油。
 
4.3 毛细管的内直径
    毛细管的内直径较小,则产生更强的节流,并减缓压力的穿递,毛细管的内直径越大,则提供较快的响应时间。
 
5 小结
    法兰液位计在工业生产中起着极其重要的作用,把膜片密封件加到变送器上会影响总得系统性能,因此选择非常合适的膜片密封件件,充液可非常大程度减小这些影响,非常大限度发挥仪表工作性能,同时也可消除导压管泄漏污染周围环境现象的发生。当双法兰液位计膜片密封件出现故障时,应逐步分析问题,如果是因为膜片密封件选型选型不合理它造成的,应及时找出原因,对工艺设备内的介质进行进一步分析,选择非常合适的膜片密封件。
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