耐高溫壓力變送器在特殊場(chǎng)合應用

摘要:針對在真空或低溫測量條件下，耐高溫壓力變送器由于使用壽命短或測量精度低而沒(méi)有得到充分利用,該文重點(diǎn)分析了會(huì )影響耐高溫壓力變送器的正常運行的影響因素，并提出用于真空或低溫環(huán)境的耐高溫壓力變送器的應用方案。通過(guò)典型應用方案的研究，耐高溫壓力變送器的整體動(dòng)態(tài)性能大大提高。
0引言
　　在真空或低溫測量條件下,耐高溫壓力變送器由于使用壽命短或測量精度低而沒(méi)有得到充分利用。對于一些應用,實(shí)際測量誤差太大。因此，如何在低溫或真空條件下正確應用耐高溫壓力變送器是一個(gè)有待解決的問(wèn)題。
1問(wèn)題分析
　　在高真空或低溫條件下，以下因素會(huì )影響耐高溫壓力變送器的正常運行。
(1)螺紋鏈接的密封性。絕大部分耐高溫變送器通過(guò)在一根毛細管兩端使用螺紋來(lái)連接變送器和過(guò)程連接件。在真空條件下,傳感膜片受到重力外力作用,使變送器內部填充油處于負壓真空,外部空氣可通過(guò)螺紋連接進(jìn)入毛細管,嚴重影響測量精度的點(diǎn)。
(2)填充油雖是油性,但含有少量溶解氣體。.這些溶解的氣體在高真空條件下會(huì )被釋放和膨脹，壓力會(huì )以測量誤差傳遞到變送器的敏感部件.上。
(3)在低溫工作條件下(通常在-10℃以下)，在低溫”下減少毛細管內的充油量會(huì )擾亂正常的壓力傳遞過(guò)程，導致測量誤差。
(4)腐蝕性工況:包括環(huán)境條件、應用工況的腐蝕性。如在導壓管材質(zhì)為碳鋼或不銹鋼適用的工況選擇普通型的壓力和差壓變送器;如碳鋼或不銹鋼無(wú)法滿(mǎn)足工況要求時(shí)，應選用隔離式變送器。腐蝕性工況需特別注重材質(zhì)的選型。
　　變送器的材質(zhì)包括了變送器的膜片及接液材質(zhì)、法蘭材質(zhì)、外殼材質(zhì)、排氣/排液閥材質(zhì)、傳感器填充液材質(zhì)、毛細管灌充液材質(zhì)、螺栓螺母材質(zhì)等，選型中最需要關(guān)注的是膜片材質(zhì)、接液材質(zhì)和法蘭材質(zhì)。
2解決方法
　　針對以上問(wèn)題的分析，提出了以下用于真空或低溫環(huán)境的耐高溫壓力變送器的應用方案。
(1)全焊接壓力變送器。毛細管、變送器和過(guò)程連接之間的所有連接都是全焊接密封結構，以消除可能的泄漏點(diǎn)。
(2)根據不同的應用，可以精確控制填充油量。根據用戶(hù)的應用和不同充填油的特點(diǎn),經(jīng)過(guò)仔細計算，適當減少充填油量,以補償充填油的膨脹效應。對于低溫應用，可根據具體應用適當增加填充油量,以補償填充油體積收縮的影響。
(3)特殊的補油排油處理。對填充油進(jìn)行油預處理,主要目的減少溶解氣體含量，且在灌油的過(guò)程中,采用真空灌油,并在油達到真空度要求的情況下嚴格控制灌油量,保證最終產(chǎn)品的測量精度。
(4)在現代工藝流程中,耐高溫變送器往往采用對稱(chēng)設計，在高低壓兩端具有相同的隔膜、相同的.毛細管長(cháng)度和相同的充油流體。
　　一般認為,當溫度變化的影響作用于變送器的高、低壓側時(shí),這種影響就會(huì )被消除。溫度對隔膜的影響通常被認為是溫度漂移的最重要原因。事實(shí)上，情況恰恰相反。
　　在高低壓側使用相同長(cháng)度的毛細管并沒(méi)有提高性能，反而增加了溫度變化對變送器整體性能的影響。變送器取決于溫度不僅取決于基型產(chǎn)品膜片的!溫度變化量，毛細管的長(cháng)度也是影響變送器溫度變化的重要因素，且硬度和毛細管的長(cháng)度成正比。.
　　高低壓側使用相同的毛細管長(cháng)度，是毛細管長(cháng)度的兩倍,從而增加了溫度對變送器整體性能的影響。即，如果過(guò)程溫度150℃或更低且過(guò)程條件允許,則拆除高壓側端口毛細管并直接連接變送器,可以縮短毛細管的長(cháng)度，降低因溫度變化對變送器精度及相應時(shí)間的影響。
(6)根據測量介質(zhì)化學(xué)特性的不同進(jìn)行選擇。
　　不同濃度的同種介質(zhì)在不同溫度下的腐蝕性也有所不同。隔膜密封式變送器，一-般內膜盒選用不銹鋼材質(zhì)，接液外膜盒根據介質(zhì)特性進(jìn)行選擇。目前常用的材質(zhì)除316L、蒙乃爾、鉿氏合金和坦膜片。
　　根據環(huán)境條件和經(jīng)濟性來(lái)考慮變送器的外殼材質(zhì)，外殼材質(zhì)一般包括鋁合金和不繡鋼材質(zhì),如果不是處于腐蝕性較強的環(huán)境條件,選擇鋁合金材質(zhì)更經(jīng)濟些。
3耐高溫變送器典型應用方案
(1)工藝脈沖壓力測量。如油田注水泵壓力測量，易造成變送器損壞針對高速脈沖氣壓或液壓,變送器有專(zhuān)用的氣壓、液壓緩沖裝置，小巧，易于安裝。在油田注水站脈沖泵成功應用。
(2)應用多晶硅項目。多晶硅主要用于集成電路和太陽(yáng)能發(fā)電。具有耐高溫、高壓、有毒、易燃、易爆、腐蝕性強等特點(diǎn),對可靠性和穩定性有較高的要求。如:江西賽維LDK5000噸多晶硅冷加氫裝置使用鍍金鉭膜時(shí)，最低溫度為-70℃,最高溫度為350℃。
(3)碳四裂解項目應用。乙烯是石化工業(yè)的主導產(chǎn)品,煉廠(chǎng)碳四是煉油廠(chǎng)裂解乙烯的原料。一般工藝使用大量堿性介質(zhì)(如氫氧化鈉、氫氧化鉀)，反應器溫度通常為200~280℃，工藝中必須加入氫氣。由于工藝的性質(zhì)，在生產(chǎn)中必須存在高腐蝕、高溫、易燃、爆炸危險和高壓。宏力化工首個(gè)四碳裂解項目在高溫鉭硅油裂解反應器中使用了PDS473和483H變送器。
4總結
　　該文對耐高溫壓力變送器在特殊場(chǎng)合下的應用做出了分析，通過(guò)對變送器的高低壓側測量膜片的尺寸和材質(zhì)、毛細管的長(cháng)度、管徑的粗細、加注油的種類(lèi)選擇，實(shí)現批量?jì)?yōu)化，提高整體動(dòng)態(tài)性能。