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差压变送器的选型中,如何根据被测介质的特性选择合适的材质?

2025-01-09

在工业自动化生产体系里,差压变送器承担着测量压力差的关键任务,广泛应用于石油、化工、电力、制药等诸多行业。准确的压力差测量对保障生产过程的稳定性、优化产品质量起着决定性作用。然而,工业场景中的被测介质特性复杂多样,从具有强腐蚀性的酸碱溶液,到易燃易爆的气体,不同特性的介质对差压变送器的材质有着不同要求。如果材质选择不当,不仅会导致测量误差,还可能引发设备故障,严重时甚至危及生产安全。因此,在差压变送器选型过程中,依据被测介质特性选择合适的材质,成为确保设备稳定运行、实现精准测量的重要环节。

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一、应对腐蚀性介质的材质选择

(一)强酸性介质

哈氏合金:在面对如硫酸、盐酸等强酸性介质时,哈氏合金凭借其出色的耐腐蚀性,成为差压变送器的理想选材。哈氏合金中富含铬、钼等元素,能在金属表面形成一层致密的氧化膜,有效阻止酸液的侵蚀。在化工行业,硫酸生产装置中的差压变送器,使用哈氏合金材质,可长期稳定地测量酸液压力差,保障生产过程的连续性。

聚四氟乙烯:聚四氟乙烯具有极强的化学稳定性,几乎不与任何化学物质发生反应。对于一些对纯度要求极高的强酸性介质测量场景,如电子芯片制造过程中使用的高纯度酸液,聚四氟乙烯材质的差压变送器不仅能抵抗酸液腐蚀,还能避免对介质造成污染。

(二)强碱性介质

不锈钢:316L 不锈钢对大部分碱性介质具有良好的耐腐蚀性,是测量强碱性介质时常用的材质。其含有的钼元素增强了对氯离子的抗腐蚀能力,在造纸工业中,用于测量碱性造纸液压力差的差压变送器,多采用 316L 不锈钢材质,确保设备在碱性环境下长期稳定运行。

镍合金:镍合金在强碱性环境中表现出卓越的耐腐蚀性能。在一些高温、高浓度的强碱性介质测量场景,如氧化铝生产过程中的苛性碱液测量,镍合金材质的差压变送器能有效抵御碱液的侵蚀,保证测量的准确性。


二、针对易燃易爆介质的材质考量

(一)防爆外壳材质

铝合金:铝合金具有质量轻、强度高、散热性能好等优点,同时经过特殊的表面处理后,可满足防爆要求。在石油开采、炼油等行业,使用铝合金材质的防爆外壳差压变送器,能有效防止因设备内部产生的火花引发易燃易爆介质爆炸,保障生产安全。

铸钢:铸钢材质的防爆外壳具有更高的强度和耐冲击性能,适用于一些环境恶劣、对设备防爆性能要求极高的场所,如煤矿井下瓦斯气体压力差的测量,铸钢材质的差压变送器能承受井下复杂环境的考验,确保测量的安全性。

(二)内部接触材质

在易燃易爆介质环境中,除了外壳需具备防爆性能外,差压变送器内部与介质接触的部件材质也需谨慎选择。通常采用不易产生静电、火花的材质,如陶瓷、聚偏二氟乙烯等。这些材质不仅能满足防爆要求,还能在一定程度上抵抗介质的腐蚀,确保设备稳定运行。


三、针对特殊介质的材质选择

(一)高温介质

高温合金:当被测介质温度较高时,如冶金行业中的高温炉气、热电厂的蒸汽,需使用高温合金材质的差压变送器。高温合金具有良好的高温强度和抗氧化性能,能在高温环境下保持稳定的物理和化学性质,确保差压变送器准确测量高温介质的压力差。

陶瓷:陶瓷材质具有耐高温、耐腐蚀、绝缘性能好等特点。在一些对测量精度要求极高的高温介质测量场景,如玻璃制造过程中的高温玻璃液压力差测量,陶瓷材质的差压变送器能有效抵抗高温和玻璃液的侵蚀,保证测量的准确性。

(二)含颗粒介质

耐磨合金:对于含有固体颗粒的介质,如矿山选矿过程中的矿浆、建筑行业的混凝土搅拌液,差压变送器需采用耐磨合金材质。耐磨合金具有硬度高、耐磨性好的特点,能有效抵抗颗粒介质的冲刷,延长设备使用寿命。

碳化钨:碳化钨是一种硬度极高的材料,其耐磨性优于普通耐磨合金。在一些颗粒浓度高、磨损严重的场合,如水泥生产过程中的生料浆压力差测量,使用碳化钨材质的差压变送器,可显著提高设备的耐磨性能,保障测量的稳定性。


在差压变送器的选型过程中,根据被测介质的特性选择合适的材质,是确保设备稳定运行、实现精准测量的关键。企业在选型时,需充分了解被测介质的化学性质、物理状态以及工作环境等因素,综合考量各种材质的优缺点,做出科学合理的选择。同时,随着材料科学和工业技术的不断发展,新型材料将不断涌现,为差压变送器的选型提供更多选择,进一步提升工业生产的自动化水平和安全性。