關于智能差壓變送器選型問題的案例

[摘要] 829 項目智能變送器出現了大面積滲氫、漏油等現象，本文對上述現象進行了詳細的分析，發現變送器膜盒鼓包的場合均為高溫臨氫環境，高溫高壓的蒸汽場合使得出現了氫滲透現象；膜盒貼壁，硅油嚴重泄漏等情況估計是因為催化劑加入時在攪拌過程中，膜片被催化劑劃破而造成漏油。根據上述情況，我們采取了一些解決措施，也總結了一些經驗教訓，對以后智能差壓變送器選型問題起到了很重要的參考作用。

        智能差壓變送器是用來測量壓力、液位、流量、差壓等參數的一種儀器儀表，智能差壓變送器現已相當普及，它的特點是精度高、可調范圍大，而且調整非常方便、穩定性好。其被測介質的兩種壓力通入高、低兩壓力室，作用在δ元件即敏感元件的兩側隔離膜片上，通過隔離片和元件內的填充液傳送到測量膜片兩側。智能差壓變送器是由測量膜片與兩側絕緣片上的電極各組成一個電容器。當兩側壓力不一致時，致使測量膜片產生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側電容量就不等，通過振蕩和解調環節，轉換成與壓力成正比的信號。做好智能差壓變送器的選型及維護工作能有效保證其所在系統的連續穩定運行。829 項目是中國神華煤制油化工有限公司自籌資金，采用仕樂克合成油工程有限公司的專利技術成果，以神華鄂爾多斯煤制油分公司為依托，建成的1 套年產8 萬噸合成油品的中性示范裝置，該裝置共分為油品單元（10805），脫碳單元（10803），催化預處理單元（10801） 的罐區部分，費托合成單元（10802） 中間罐區部分，合成水單元（10806），凝結水處理單元（10875），神華共投資18 億元。該套裝置目前是我國采用自有技術且流程最長的一套煤間接液化裝置。對神華拓展和深化煤炭深加工工藝有著開創性的深刻意義。

        在829 項目建成第一次開車成功后，神華鄂爾多斯煤制油分公司對該套實驗裝置進行改造。但在檢查時發現，829 項目共163 臺遠傳膜盒智能變送器，其中80 臺插入式膜盒變送器膜盒由德國WIKA 制造，其余均為日本橫河原裝進口，10808 單元38 臺膜盒變送器為仕樂克成套供貨，遠東羅斯蒙特產品。日本橫河公司遠傳膜盒變送器有43 臺出現膜片損壞的情況，其中14 臺變送器膜片鼓包嚴重（其中10801 單元還原反應器3臺、汽包10801- D- 104 1 臺、10802 單元費托合成反應器8 臺、10805 單元熱高分反應器2 臺），其中38 臺遠東羅斯蒙特變送器30 臺出現膜盒貼壁，硅油嚴重泄漏情況。智能變送器出現上述大面積滲氫、漏油等現象，在國內石化、石油裝置還是很少見的。我們組織相關專家進行了認真的分析，尋找解決問題的辦法。

1 案例分析
        針對43 臺橫河EJA 生產的膜盒變送器損壞的原因進行了認真的分析，根據本次檢查的結果，發現變送器膜盒鼓包的場合均為高溫臨氫環境，可基本確定43 臺變送器膜盒均由于產生氫滲透而損壞。氫氣、蒸汽在獲得足夠能量時（高溫、高壓環境下），離解成氫原子或氫離子；氫原子或氫離子因為體積極小，會滲透或穿過變送器的金屬膜片，并在穿過膜片后再形成氫分子氣體，造成膜盒內壓增大，使膜片外鼓或變脆，即氫滲透。氫滲透現象表現為膜片外鼓，膜片表面稍成青灰色或表面看起來完好，用手指輕彈膜片，明顯感覺到膜盒中有氣體的存在，隨著膜盒內氫氣越來越多，膜片最終將被撐破。從實際運行工況來看，10801 還原反應器H2含量高達74%，溫度260℃，壓力3.0Mpa；10802 費托反應器H2含量高達50%，溫度260℃，壓力3.0Mpa，符合氫滲透條件。其他4 臺汽包液位變送器均屬于高溫高壓蒸汽場合，符合氫滲透條件。仕樂克供貨的38 臺遠東羅斯蒙特變送器30 臺出現膜盒貼壁，硅油嚴重泄漏情況。除有3 臺明顯是因催化劑加入時在攪拌過程中，膜片被催化劑劃破造成漏油，我們通過著色探傷可以清楚發現，其他變送器都沒有明顯的破壞痕跡，現在，還要通過廠家專業的破壞性實驗，才能清楚原因。責任方暫不明確。

2 解決措施
        要解決問題，必須要找到問題產生的原因。為了保障829 項目9月份的順利開車，我們采用了邊找問題，邊供貨的方法。
        一是要求橫河電機公司、遠東羅斯蒙特公司，針對損壞想象特別突出的智能變送器分別做破壞性檢驗，兩公司分別向我們提交檢驗報告。以便我們找到分析原因，避免今后再次發生類似問題。
        二是為了保證829 項目9 月份開車，智能變送器維修分兩步走，把損壞最嚴重的返廠檢修，能使用的重新調校后，先繼續使用。待將問題弄清后，再按最終的解決辦法統一處理。

        在以后智能差壓變送器的選型工作中應遵循以下原則：在選型時應該考慮被測流動介質對于金屬膜盒的腐蝕，膜盒材質一定需要選好，不然在使用之后很短的時間就會把外膜片給腐蝕壞，發蘭被腐蝕壞之后造成人生或設備事故，因此膜盒材質的選用非常關鍵。差壓變送器的膜盒材料有316/316L 不銹鋼、普通不銹鋼、鉭材質、304 不銹鋼等。在選型時還應考慮被測介質的溫度，若溫度高，比如達到200℃~400℃，就要選擇高溫型，否則硅油會導致汽化膨脹，使得測量不準確。選型時還要考慮裝置的工作壓力方面的等級，差壓變送器的壓力等級應該與應用場合互相符合。若從經濟角度上來看，插入部分材質和外膜盒比較重要，應當選擇合適，但是將法蘭連接可以降低材質的要求，比如選用鍍鉻、碳鋼等，這樣的操作會節約很多的資金。被測介質的腐蝕性問題也應被考慮，但是使用介質的溫度可以不考慮，這是因為普通型儀器是引壓至表內，長期工作時的溫度是常溫，但是普通型采用的維護量會比隔離型大。首先考慮保溫問題，氣溫在零下的時候導壓管會結冰，因此變送器將無法工作甚至是損壞，這就需要增加保溫箱和伴熱等裝置。

        站在經濟角度上來講，在選用變送器時，只要是非易結晶介質都可選擇普通型變送器，且對于低壓易結晶介質也可以加吹掃介質來間接測量（只要工藝允許用吹掃氣或液），應用普通型變送器就是要求維護人員多進行定時檢查，包括各種導壓管是否泄漏、吹掃介質是否正常、保溫是否良好等，只要維護好，大量使用普通型變送器一次性投資會節約很多。維護時要注意硬件維護和軟維護相結合。

3 結論
        通過對此案例的分析，以及我們和供貨廠家雙方的努力，我們可以吸取到如下的經驗教訓：在今后的項目中，我們應積極組織廠家做技術深入交流，深刻了解廠家提供的產品性能；應與設計院深入交流，搞清楚所上裝置的工藝條件，有針對性的做好儀表選型工作；深入開展重點廠家的培養，展開積極的考察，對我們控制下的廠家的產品做出正確的評價。智能差壓變送器為生產設備的穩定運行及準確檢測起到了前提保證的作用，只有掌握了智能差壓變送器的正確選型及常見的故障處理，才可以在實際的應用中靈活地應用，使得智能差壓變送器更好地為整個自動化的系統裝置提供服務。

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