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PT30MS-GPH镀金氢专用压力变送器

时间:2020-12-11 浏览:

煤气化是指煤或焦炭等固体燃料在高温高压条件下与气化剂反应,转化为合成气(主要成分为氢气及一氧化碳)和少量残渣的过程。合成气经过变压吸附后可提纯出氢气,因此煤气化是煤炭清洁高效转化的核心技术。

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煤气化的核心部件是反应器造气炉。造气炉上有诸多仪表监测点(如温度、压力、流量等),需要采集压力参数并远传至造气装置的自控系统中。

目前常见的造气炉工况均为高温高压工况,且合成气中氢气含量较高,会导致常规压力变送器的测量膜片出现氢脆现象。导致压力变送器出现测量误差甚至损坏仪表。

那什么是氢脆现象呢?氢脆通常表现为应力作用下的延迟断裂现象。延迟断裂现象的产生是由于零件内部的氢向应力集中的部位扩散聚集,应力集中部位的金属缺陷多(原子点阵错位、空穴等)。氢扩散到这些缺陷处,氢原子变成氢分子,产生巨大的压力,这个压力与材料内部的残留应力及材料受的外加应力,组成一个合力,当这合力超过材料的屈服强度,就会导致断裂发生。氢脆既然与氢原子的扩散有关,扩散是需要时间的,扩散的速度与浓差梯度、温度和材料种类有关。

直插式单晶硅高精度智能压力变送器.jpg

压力变送器是一种将压力信号转化成电动信号进行控制和远传的设备,其核心元件是单晶硅谐振式传感器及测量膜盒。为了减少传递过程中的压力损耗并防止受到测量介质腐蚀,一般选择采用具有一定弹性和防腐蚀性能的金属薄壁材料(厚度介于40~80um之间,各设备供货商略有不同)制作成测量膜片,常见的测量膜片材质有316L不锈钢、哈氏合金、钽、钛等诸多类型。由于测量膜片厚度不足0.1mm,常规的压力变送器在恶劣工况(高温高压且存在较高浓度氢气的场合)下极易出现氢脆现象并受到影响,导致测量膜片韧性退化失去弹性,出现空腔鼓包或者裂纹。随着时间推移氢分子甚至可以穿透测量膜片进入隔离硅油传导液,出现气泡增加了压力传递过程中的损耗,还会直接干扰压力变送器的测量效果,导致压力变送器零点漂移、输出不稳定,出现测量误差及压力测量参数波动,更为严重的情况下甚至损坏压力变送器,造成安全事故发生。

煤气化装置工况下压力变送器测量膜片的选型则显得更为重要。

智能单晶硅差压安装压力差压变送器.png

由于金具备细密的晶格点阵,因此氢不易渗透或溶解在金材料内部。此外金是非常稳定的金属元素,具备良好的抗腐蚀性能及延展性,可以制作成极薄的抗腐蚀涂层。针对这种特性,卓然天工自动化仪表研发了镀金膜片型压力变送器-PT30MS-GPH镀金氢专用压力变送器,通过镀金涂层可以对测量膜片形成保护膜,有效隔离并防止氢气渗透,从而显著降低了氢脆现象的影响。该工艺采用高温长时间烧结技术,在压力变送器隔离膜片(材质为316L奥氏体不锈钢)表层镀上一层黄金镀层(减少氢渗透作用),黄金镀层基面再镀上一层陶瓷镀膜(用于隔离氢)。这种双层镀膜质地致密均匀、坚固耐腐、不受应力影响,镀层极薄(通常在5μm左右)不影响测量精度,较之纯金膜片造价低廉且性能不受影响。


采用PT30MS-GPH镀金氢专用压力变送器,能够满足煤造气装置造气炉的工艺要求,适宜于高温临氢场合下长期使用。这种新式的压力变送器在煤造气行业已得到逐步推广,根据企业反馈结果使用性能和仪表寿命明显优于普通的压力变送器。