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化工行業

氫氟酸液位測量磁翻板液位計的材料選擇

  工業現場環境錯綜復雜,易燃、易爆、強腐蝕性液體也是隨處可見。磁翻板液位計在用于強酸、強堿、有機溶劑等腐蝕性液體介質的測量時,就需要考慮磁翻板液位計浮筒主體和顯示面板的材質。用于液位測量的磁翻板液位計就需要同時考慮浮筒主體和顯示面板材質,特別是顯示面板透明視窗板的材質。由于氫氟酸腐蝕性較強,這時對氫氟酸液位測量磁翻板液位計的材料選擇就非常重要。
  一、磁翻板液位計材質
  磁翻板液位計根據被測量介質的特性而選擇相應的浮筒材質和顯示面板材質。
  浮筒材質常用的有不銹鋼304、不銹鋼316L、不銹鋼304/316L加內襯F4或F46氟管、塑料型PP材質。不銹鋼304、316L材質使用較為普遍,當介質會跟不銹鋼發生化學反應而造成腐蝕時,就應該選擇不銹鋼襯氟,或者選用塑料PP材質。被測介質為常溫常壓時,一般選擇PP材質;被測介質非常溫常壓時,一般選用304/316襯氟,其過程溫度最大可達到120℃,過程壓力可達1.6MPa。
  磁翻板液位計顯示面板一般采用鋁合金或塑料面板,塑料面板一般在現場工況環境會造成鋁合金腐蝕時采用。
  無論鋁合金面板或塑料面板,面板視窗透明板材料可以選用普通玻璃或亞克力:
  1、普通玻璃
  普通玻璃是無機非金屬材料,由多種無機礦物制成,主要成分為二氧化硅和其他氧化物。由于玻璃具有通透性好、便于現場觀察、性能穩定、與大部分液體不起化學反應等特點,現有磁翻板液位計廠家大部分采用普通玻璃用于顯示面板視窗。
  2、亞克力
  亞克力又叫有機玻璃,化學名為聚甲基丙烯酸甲酯,是一種可塑性高分子材料,具有較好的透光率,透光率達92%以上,并且化學性能穩定,韌性好不易損壞,但是亞克力生產難度大,成本高。在普通玻璃面板無法滿足現場工況或者客戶有特殊要求的情況下,磁翻板液位計廠家則會以亞克力作為顯示面板的材料。
  二、幾種常見液體腐蝕對照表
  工業現場中腐蝕性液體很多,常見的強腐蝕性液體有:王水、硫酸、鹽酸、氫氟酸等,其腐蝕性對照表如下所示:
不同材料耐腐蝕對照表

強腐蝕液體

玻璃

亞克力

不銹鋼316L

聚四氟乙烯PTFE

聚丙烯

PP

硫酸

O

+

O

+

/

王水

--

/

O

+

O

氫氧化鈉

+

--

+

+

--

鹽酸≤6%/85℃

+

+

/

--

--

氫氟酸

O

+

O

+

/

注:強耐腐蝕+ ; 耐腐蝕/; 不耐腐蝕O;未知--

  三、測量氫氟酸時磁翻板液位計材料選擇
  氫氟酸是氟化氫氣體的水溶液,清澈,無色、發煙、易揮發的腐蝕性液體,有劇烈刺激性氣味,氫氟酸在濃度5mol/L以上會發生自偶電離,此時氫氟酸就是酸性很強的酸。
  根據氫氟酸的特性可知,當測量氫氟酸時,主體材質應該選擇塑料型PP材質,對于通風條件好,儲罐又有一定壓力時可以選擇316L襯氟。
  對于大部分液體,選擇普通的玻璃為視窗材料的鋁合金顯示面板即可,但是測量氫氟酸時切忌選擇玻璃為視窗材料的顯示面板。因為,氫氟酸能強烈地腐蝕部分金屬、玻璃和含硅的物體。氫氟酸溶解玻璃(主要成分:二氧化硅),生成氣態的四氟化硅,反應方程式如下:
  SiO2+4HF=SiF4+2H2O
  生成的SiF4可以繼續和過量的HF作用,生成氟硅酸:
  SiF4+2HF=H2[SiF6]
  正因如此,它必須儲存在塑料(理論上講,放在聚四氟乙烯做成的容器中會更好)、蠟質制或鉛制的容器中。氫氟酸沒有還原性。如果要長期儲存,不僅需要一個密封容器,而且容器中應盡可能將空氣排盡。
  特殊的物理化學性質,使氫氟酸在工業生產中應用較廣,常用于稀有金屬的還原工藝中,如氟鉭酸鉀、氧化鈮、氧化鉭等的生產制造中都要用到氫氟酸,下圖為用還原法生產鈮的生產工藝圖:

氫氟酸液位測量磁翻板液位計的材料選擇

圖一、鈮生產工藝圖

  在氫氟酸液位測量中,工廠如果沒有根據實際情況選擇相應材質的面板,特別是顯示面板視窗材料,則會出現面板顯示模糊,導致現場操作員無法較好的觀察磁翻板液位計的高度,嚴重時會發生安全事故。因此,用于氫氟酸液位測量的磁翻板液位計顯示面板視窗材料一定要選用亞克力。
  下圖為以玻璃為視窗材料的面板被用于有氫氟酸介質的現場工況中而被腐蝕的情況:

氫氟酸液位測量磁翻板液位計的材料選擇

圖二、被腐蝕的顯示面板圖

  磁翻板液位計廠家應該根據客戶實際工況選擇最佳的浮筒主體材質和顯示面板材質,計為自動化對于不銹鋼襯F4、F46等防腐材質、防護等級等要求較高,單磁翻板液位計產品就有多項發明專利和實用新型專利授權。為了便于現場觀察,深圳計為自動化技術有限公司采用加寬設計的顯示面板,在材質上不僅有玻璃材質,還有亞克力材質供用戶選擇。一些廠家為了節省成本,通常采用厚度為2mm的亞克力面板,深圳計為自動化技術有限公司為確保產品質量,使用的是3mm厚的亞克力面板。另外計為磁翻板液位計科學設計的磁耦合系統,使顯示面板翻旗(也叫翻片)能夠長期可靠工作,翻片亂翻現象得以有效避免,且面板防護等級達IP66/IP67。計為自動化磁翻板液位計的可靠質量受到用戶的一致肯定。


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