腐蚀性介质的流量测量

腐蚀现象

腐蚀是金属在其环境中由于化学作用而遭受破坏的现象。一切金属与合金对于某些特定环境可以是耐腐蚀的，但是在另一些环境中却对腐蚀又很敏感。一般来说，对于所有环境都耐腐蚀的工业用金属材料是不存在的。

腐蚀可以分为均匀腐蚀（uniform corrosion）或全面腐蚀（general corrosion）与局部腐蚀（localized corrosion）。全面腐蚀的腐蚀速度可用mm/a等单位来表示。通常将腐蚀速度在0.1mm/a以下的材料作为耐腐蚀材料[37]。对于腐蚀速度较此再大一个数量级，也即腐蚀速度为1mm/a材料，对于一般设备有时可酌情定为可以使用的材料。对于流量仪表的测量元件，则是不容许的。根据腐蚀速度的大小，可以预测金属的使用寿命。

3.6.2 腐蚀性介质对流量测量仪表的损害

介质的腐蚀性对流量测量仪表是个严重威胁，只有像夹装式超声波流量计等个别种类的流量计受腐蚀影响较小。

a. 腐蚀性介质将流量测量仪表与介质直接接触的关键零部件腐蚀，使之损坏，丧失功能。例如，腐蚀造成差压变送器膜片损坏，硅油外漏而*失效。电磁流量计电极因腐蚀引起介质外泄，导致励磁线外圈烧毁等。

b. 流量测量仪表的关键零部件长时间受腐蚀性介质的腐蚀而改变几何尺寸，导致仪表准确度降低。例如，转子流量计中的转子被流体腐蚀后，外形尺寸减小，导致流量示值偏低。又如涡街流量计中的旋涡发生体被流体腐蚀而宽度尺寸减小，迎流面表面变得粗糙，从而引起流量系数改变。就连受腐蚀介质影响较小的夹装式超声波流量计，也常因金属管内壁被介质腐蚀的坑坑洼洼，使发射和接收信号变弱，严重时丧失灵敏度。

c. 缩短仪表寿命。例如金属管转子流量计中的锥形管等零部件，使用几年后，其焊接处被穿烂。

d. 腐蚀性介质渗漏，如不及时发现、及时处理，还容易酿成安全和人身事故。

3.6.3 对流量测量中流体腐蚀的措施

（1）定期更换仪表 腐蚀性介质对金属的腐蚀，情况是多种多样的。有的腐蚀速度很快，即全面腐蚀，有的腐蚀是轻微的，速度很慢，即局部腐蚀。在作仪表选型时应针对具体情况具体分析，然后作出决策。

例如压缩空气和水，一般认为是无腐蚀，其实不然。由于城区大气中氮氧化合物浓度一般均较高，当它被压缩空气中的冷凝液吸收后，冷凝液即呈酸性，从而对碳钢材具有轻度腐蚀。这种情况在硫酸厂、硝酸厂、氯碱厂等厂区，问题更严重些。当然，这时压缩空气中所含的除了稀硝酸外，可能还有硫酸、盐酸等。水的情况也相似，尤其是河水，由于其中含有多种离子，也对碳钢产生腐蚀。在这种条件下使用的仪表，若干年后也会出现被腐蚀的痕迹。例如，停车检修发现流量节流装置中的碳纲环室与流体接触的表面被蚀，变得坑坑洼洼，严重时几何尺寸和形状都发生很大变化。而前后直管段内壁也变得高低不平。这种状况都不符合检定规程要求，难以保证原有的仪表度。

这时就产生一个命题，即是否设计选型要将节流装置中的环室以及前后直管段也改为不锈钢材质？当然，如果改为不锈钢材质，环室和直管段的腐蚀问题肯定迎刃而解，但同时，投资增加了。而且投资增加数同管径有关，如果公称通径较大，则投资增加就是个不小的数字。所以决策时应根据测量点的测量度要求、腐蚀严重程度、预期寿命、预算承受能力等，权衡利弊得失，灵活掌握。如果测量度要求不高（如用于过程监视、控制），轻度腐蚀，碳钢材料预期寿命10年以上,改为不锈钢投资增加较多，那么，宁可待环室等被腐蚀得无法继续使用时，再将节流装置整体或损坏部分予以更新。

（2）避重就轻 避重就轻是在对工艺流程和有关介质特性深入了了解的基础上，合理选择测量方案，同样达到计量或对生产过程进行控制的目的，避开腐蚀性强的部位，而选在腐蚀性较轻的部位，甚至更改被调参数种类。例如（如果可行的话）将流量定值调节系统用液位均匀调节或其他合适的变量调节代替，从而避开流量测量仪表耐腐蚀的难题。

例如，进污水处理厂的污水流量一般都要测量，以便控制污染物排放总量。而污水一般或偏酸性或偏碱性，而且相应地要加入适量得碱或酸予以中和。那么，考虑污水对流量仪表的腐蚀，当然流量检测点选在中和之后更好一些。

钢厂荒煤气的流量测量也有类似情况。荒煤气中常常含有一定数量的二氧化硫，这种气体在干燥的时候腐蚀性并不大，但荒煤气离开炉窑后，随着输送距离的增长，气体温度逐渐降低，湿度相应升高，并很快出现凝液而具有较强的腐蚀性。考虑煤气流量测量仪表安装位置时，当然应当选在气体出现凝液之前。

（3）选择具有耐腐蚀特性的仪表

① 一般酸性介质的仪表选型。涡街流量传感器和涡轮流量传感器，与流体接触的部分为耐酸钢，一般酸性液体和气体都能使用。

用耐酸纲制成的椭圆齿轮流量计，可以满足一般酸性液体计量的需要。

至于某一公司的具体的某个产品是否适用于某用户的特定介质，除了查阅有关样本和资料外，还需向制造商详细咨询，能做出承诺更好。有经演的制造商积累了大量常用材料使用介质范围和腐蚀范围速度的数据，还有一些是某些材料不适用介质范围的数据，这非常宝贵，表3.13所示是上海光华爱而美特公司提供的电磁流量计电极材料耐腐蚀特性表 [6] 。但因腐蚀性介质多种多样，有些介质在现成的资料中往往找不到答案，这时可与制造商，由用户提供腐蚀性介质，制造商提供待试材料，在规定条件下挂片试验。

表3.13 常用电极材料及其使用范围

② 导电液体的仪表选型。电磁流量计的测量管内衬材料有多种，其中耐腐蚀性能的是聚四氟乙烯。电极材料也有好几种，能满足绝大多数腐蚀性介质的需要。文献 [38] 列有（美）Foxboro公司《衬里和电极材料的选用表》。在选择电极材料时，应以满足需要为原则，不要迷信贵金属,因为贵金属也不是的。表3.14所列就是铂铱合金和钽不耐腐蚀的化学介质。当然表中列入的液仅仅是示例，而非全部。