1.概述

在某公司的尿素、三聚氰胺裝置中,由于部分被測(cè)介質(zhì)易結(jié)晶、易固化等原因故廣泛使用帶毛細(xì)管法蘭膜片式變送器(以下簡(jiǎn)稱毛細(xì)管變送器)來(lái)測(cè)量壓力、差壓和液位。由于受被測(cè)介質(zhì)高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕性等因素的影響,這些毛細(xì)管變送器易損壞,使用壽命較長(zhǎng)的2~3年,ZUI短的僅有幾個(gè)月。對(duì)生產(chǎn)裝置的安全運(yùn)行JI為不利。曾經(jīng)發(fā)生過(guò)因毛細(xì)管變送器膜片損壞,造成高溫高壓介質(zhì)從法蘭與毛細(xì)管焊接接口處噴出的惡性事故。目前還沒(méi)有更好的手段來(lái)替代這種檢測(cè)方式,為保證裝置正常運(yùn)行,我們對(duì)儀表?yè)p壞原因進(jìn)行分析并提出解決措施。

 

2.損壞原因

2.1現(xiàn)象

毛細(xì)管變送器損壞后會(huì)出現(xiàn):儀表無(wú)指示指示不準(zhǔn)或晝夜指示變化大等問(wèn)題,經(jīng)檢查可發(fā)現(xiàn)以下幾種情況:①膜片變形凹陷:②膜片變形凸出(鼓包);③膜片破裂:④填充液滲漏;⑤填充液?jiǎn)栴};⑥毛細(xì)管斷裂

2.2原因

2.2.1膜片變形凹陷

一般是毛細(xì)管或變送器取壓法蘭密封有問(wèn)題:①毛細(xì)管焊接有砂眼、機(jī)械損傷或斷裂;②因振動(dòng)或溫度變化使充液孔、變送器取壓法蘭密封不良等。在靜壓作用下都會(huì)使填充液滲漏,當(dāng)填充液部分滲漏后,其壓力傳輸能力會(huì)減弱或喪失。此時(shí)變送器彈性感壓膜片就會(huì)單向承受壓力,使很薄的膜片變形貼到法蘭體或插入筒的支撐體上,嚴(yán)重時(shí)有膜片被擊穿,會(huì)從毛細(xì)管斷裂處噴出工藝介質(zhì)

2.2.2膜片變形凸出(鼓包)

某儀表指示不準(zhǔn),系統(tǒng)停車后系統(tǒng)壓力下降而儀表指示卻上升,檢査發(fā)現(xiàn)隔離膜片凸出成半球狀并且焊縫已經(jīng)裂開(kāi)。更換1臺(tái)儀表,調(diào)校及試壓時(shí)運(yùn)行比較穩(wěn)定,回裝現(xiàn)場(chǎng)后指示時(shí)常波動(dòng)。停車后檢査發(fā)現(xiàn)隔離膜片變成球狀,并且焊縫處漏油溫度較高。導(dǎo)致膜片鼓包的原因是膜片出現(xiàn)JI小的泄漏,過(guò)程介質(zhì)會(huì)逐漸進(jìn)入膜片內(nèi)的填充液,ZUI終使膜片內(nèi)的壓力同過(guò)程壓力基本相同,這時(shí)變送器指示會(huì)不靈敏、無(wú)法準(zhǔn)確反映瞬間的工藝波動(dòng)。一旦遇到系統(tǒng)停車,過(guò)程壓力迅速降低,而膜片內(nèi)部壓力,不會(huì)馬上降低,這就形成膜片內(nèi)部壓力高,膜片外部壓力低,使膜片凸出并失去原有彈性,出現(xiàn)鼓包現(xiàn)象據(jù)此可以認(rèn)為:膜片鼓包是膜片本身已經(jīng)有缺陷,即使用肉眼看不到,在校驗(yàn)過(guò)程中也應(yīng)特別細(xì)心,否則,這樣的變送器安裝到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上可能就無(wú)法及時(shí)反映壓力波動(dòng)。

2.2.3膜片破裂

膜片是感壓元件,其厚度一般在0.4-0.5mm之間,如果出現(xiàn)工藝超壓,有可能會(huì)因超出其額定承受壓力而破裂:如果被測(cè)介質(zhì)有很強(qiáng)的腐蝕性,即使選用合適的防腐蝕材料做膜片,長(zhǎng)時(shí)間使用膜片的鈍化層會(huì)被破壞,腐蝕是無(wú)法避免的,再加上高溫高壓介質(zhì)長(zhǎng)期沖刷,膜片會(huì)越來(lái)越薄,直至無(wú)法承受過(guò)程壓力而破裂。因此,保持必要的備件和建立有效的修復(fù)損壞儀表的措施是很重要的膜片的質(zhì)量是指膜片材質(zhì)的純度和加工的均勻程度。膜片材質(zhì)有316L、哈氏合金C、蒙為爾合金、鈕等。膜片與法蘭體或插入筒材質(zhì)相同,則采用弧焊。如果材質(zhì)不相同,則采用滾焊技術(shù),這樣可以防止兩種不同的材質(zhì)在瓴弧焊時(shí)產(chǎn)生砂眼或微孔。

2.2.4填充液滲漏

細(xì)管與變送器接口或法蘭接口處的焊接有砂眼或有機(jī)械損傷,變送器取壓法蘭環(huán)形密封不良,在工藝過(guò)程靜壓作用下,造成填充液滲漏,但無(wú)論是那一種都會(huì)造成變送器指示不準(zhǔn)或無(wú)指填充液?jiǎn)栴}。夜間氣溫較低時(shí)儀表指示偏低,白天氣溫上升后儀表指示恢復(fù)正常的現(xiàn)象。究其原因一是硅油不足使硅油無(wú)法準(zhǔn)確傳輸膜片的感壓信號(hào)是抽真空不夠,填充硅油中含有氣泡,當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)氣泡熱脹冷縮,出現(xiàn)晝夜指示偏差大或指示不準(zhǔn);ZUI后就是由于選擇變送器填充液的型號(hào)不合適,受環(huán)境溫度變化也會(huì)引起晝夜指示偏差大的原因。介質(zhì)溫度、環(huán)境溫度與所采用填充液的對(duì)比關(guān)系,見(jiàn)表

從表1不難看出,填充液有高溫型、普通型和低溫型。選用不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致儀表指示不準(zhǔn)。環(huán)境溫度的影響也應(yīng)引起足夠重視:高溫硅油在冬天使用,毛細(xì)管暴露在低溫環(huán)境中,已超出了其適用的環(huán)境溫度,也是變送器晝夜指示變化大的原

2.2.6毛細(xì)管斷裂

曾因儀表毛細(xì)管斷裂連續(xù)兩次造成尿素裝置停車,經(jīng)分析認(rèn)為事故原因有以下幾個(gè)方面:

(1)儀表安裝在工藝管道上,由于管道長(zhǎng)期振動(dòng),使毛細(xì)管機(jī)械疲勞,從而導(dǎo)致斷裂。

(2)隔離膜片被擊穿后造成測(cè)量介質(zhì)進(jìn)入毛細(xì)管而被腐蝕。

(3)由于毛細(xì)管及插入取壓裝置之間采用銅焊,銅易與氨反應(yīng),當(dāng)甲銨及尿液進(jìn)入毛細(xì)管后迅速與銅反應(yīng)造成焊接處斷裂。

(4)毛細(xì)管材質(zhì)選擇不當(dāng)。

 

3.措施

綜上所述,不難看出,毛細(xì)管變送器能否正常使用的關(guān)鍵在于膜片、毛細(xì)管焊接質(zhì)量:膜片材質(zhì)選擇與填充液種類選擇;加填充液時(shí)抽真空;充液孔密封與變送器取壓法蘭環(huán)形密封等。根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn),為保證生產(chǎn)設(shè)各安全運(yùn)行,提出以下措施。

(1)由于該類儀表的易損性,應(yīng)在貯備易損部件和維修方面做充分準(zhǔn)備。

(2)完善校驗(yàn)規(guī)程,增加校驗(yàn)設(shè)備。變送器校驗(yàn)時(shí)要保壓時(shí)間5h以上,保證毛細(xì)管接頭、充液孔密封處、變送器取壓法蘭環(huán)形密封處無(wú)滲漏現(xiàn)象;增加電熱鼓風(fēng)干燥箱,模擬變送器現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度,考機(jī)24h。

(3)安裝和校驗(yàn)時(shí)應(yīng)避免損傷毛細(xì)管和膜

(4)在滿足安裝要求的情況下,毛細(xì)管應(yīng)盡可能短。

(5)訂購(gòu)備件要詳細(xì)提出技術(shù)要求。