煤氣化是指煤或焦炭等固體燃料在高溫高壓條件下與氣化劑反應,轉化為合成氣(主要成分為氫氣及-氧化碳)和
少量殘渣的過程。合成氣經過變壓吸附后可提純出氫氣,因此煤氣化是煤炭清潔高效轉化的核心技術。
煤氣化的核心部件是反應器造氣爐。造氣爐上有諸多儀表監測點(如溫度、勵、流量等)二氧化硫檢測儀,需要采集壓力參數并遠傳至造氣裝置的自控系統中。目前常見的造氣爐工況均為高溫高壓工況,且合成氣中氫氣含量較高氫氣變送器,會導致常規壓力變送器的測量膜片出現氫脆現象。導致壓力變送器出現測量誤差甚至損壞儀表。
那什么是氫脆現象
呢?氫脆通常表現為應力作用下的延遲斷裂現象。延遲斷裂現象的產生是由于零件內部的氫向應力集中的部位擴散聚集應力集中部位的金屬缺陷多(原子點陣錯位、空穴等)。氫擴 散到這些缺陷處,氫原子變成氫分子產生巨大的壓力,這個壓力與材料內部的殘留應力及材料受的外加應力,組成一個合力,當這合力超過材料的屈服強度,就會導致斷裂發生。氫脆既然與氫原子的擴散有關,擴散是需要時間的,擴散的速度與濃差梯度、溫度和材料種類有關。
壓力變送器是一種將壓力信 號轉化成電動信號進行控制和遠傳的設備,其核心元件是單晶硅諧振式傳感器及測量膜盒。為了減少傳遞過程中的壓力損耗并防止受到測量介質腐蝕乙炔報警器,一般選擇采用具有一 定彈性和防腐 蝕性能的金屬薄壁材料(厚度介于40 ~ 80um之間,各設備供貨商略有不同)制作成測量膜片,常見的測量膜片材質有316L不銹鋼、哈氏合金、鉭、鈦等諸多類型。
由于測量膜片厚度不足0.1mm,常規的壓力變送器在惡劣工況(高溫高壓且存在較高濃度氫氣的場合)下極易出現氫脆現象并受到影響,導致測量膜片韌性退化失去彈性氫氣變送器,出現空腔鼓包或者裂紋。隨著時間推移氫分子甚至可以穿透測量膜片進入隔離硅油傳導液,出現氣泡增加了壓力傳遞過程中的損耗,還會直接干擾壓力變送器的測效果,導致壓力變送器零點漂移、輸出不穩定,出現測量誤差及壓力測量參數波動氫氣變送器,更為嚴重的情況下甚至損壞壓力變送器,造成安全事故發生。
因此煤氣化裝置工況下壓力變送器測量膜片的選型則顯得更為重要。
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