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化工行业

液氯罐液位监测对磁翻板液位计内衬的特殊要求

  2017年12月山东某化工厂发生一起液氯泄漏事件,经查系磁翻板液位计渗漏所致,事件引起厂家的高度重视和警惕,遂与该生产厂家联系维修但仍无法杜绝渗漏现象。该化工厂决定另行购置对问题仪表予以更换。
  在对多家磁翻板液位计生产厂家认真比较后,该化工厂决定购买计为自动化生产的防腐型磁翻板液位计(又称内衬型磁翻板液位计)。鉴于用户所测介质的特殊性,本着对用户负责的精神,计为自动化派出一名工程技术人员前往该化工厂,对液氯的泄漏原因进行排查分析。
  经对现场磁翻板液位计的拆解、检测与分析,计为自动化技术人员确认该防腐型磁翻板液位计的内衬材料为PTFE聚四氟乙烯塑料管材。将该内衬管抽出钢管后,发现四氟管外壁上均匀残留有液氯液体的痕迹。但在两端法兰四氟管拉伸翻边处和锥形密封部位均整体完好。由此可以判断磁翻板液位计泄漏是由液氯液体从四氟管内渗透至管外壁引起的,而直接原因是内衬材料选择不当造成的。
  液氯为高危剧毒物品,具有强腐蚀性,一旦引起泄漏,会对环境及人体造成极大伤害,因此,保证液氯罐的安全运行显得尤为重要。准确可靠控制液氯罐液位是确保储罐安全,防止事故发生的关键。磁翻板液位计作为一款非常优秀的液位仪表,具有指示醒目、安装方便、密封性好、防爆、耐腐蚀、工作安全可靠、故障率低等优点,广泛应用于化工生产中,尤其适用于对液氯罐液位的监控。
  在早期,出于成本考虑,液氯罐液位测量多使用304不锈钢磁翻板液位计,但由于这种磁翻板液位计的防腐性能差,使用寿命短,易被腐蚀而引起泄漏,存在安全隐患,现在几乎被淘汰。
  后来,出于安全考虑,尽管价格较304不锈钢磁翻板液位计稍高,不少厂家开始选择316L材质的磁翻板液位计用于液氯罐液位测量。由于316L不锈钢含有钼元素,提高了对液氯的抗腐蚀性,使用寿命较304不锈钢长,但使用时间长了,仍然会缓慢地被腐蚀,最终还是容易导致失效泄漏,目前也已逐渐退出市场。
  近年来,随着新兴材料和新工艺的出现,各级政府对危害环境的生产控制较严,厂家普遍选用防腐效果更好的内衬型磁翻板液位计,该磁翻板液位计的主体部分是在不锈钢管内衬一层耐腐蚀塑料管材,它将液氯介质与钢管隔离,测量过程中始终由内衬层接触液氯介质,达到较好的防腐效果。
  但在实际应用中,仍有不少客户反映内衬防腐型磁翻板液位计在液氯罐上的运行时还会出现渗漏问题,存在安全隐患,影响生产的正常进行。开篇所述山东某化工厂发生的液氯罐液氯泄漏事件就是其中较为典型的案例。如何合理选择内衬型磁翻板液位计,解决内衬型磁翻板液位计测量液氯时的渗漏问题,提高内衬磁翻板液位计的可靠性,以保证安全生产,是目前行业需要解决的共同课题。
  为了确保液氯罐运行的安全性,及时有效监测液氯罐液位的变化,保障生产安全,内衬防腐型磁翻板液位计的选型必须满足以下要求:
  第一,液氯是剧毒物质且对金属材料有较强的腐蚀性,其液位计主体材料应能长久耐液氯的腐蚀,必须选用耐腐蚀性强的材料做内衬体,如氟塑料材料等。
  第二,液氯通常以低温-20℃或高压1.2MPa的状态存储在专用液氯罐内,液位计必须具有一定的结构强度,满足低温、高压的工况要求。
  第三,所选的内衬材料,能杜绝液氯的渗漏。其中第三条要求,往往被磁翻板液位计生产厂家所忽视,从而造成液氯泄露,极易发生生产安全事故。
  针对此次山东某化工厂液氯的泄漏事件,计为自动化技术人员经过查阅资料分析发现,液氯液体具有非常强的渗透能力,不能选用PTFE聚四氟乙烯塑料管作内衬材料。这是因为PTFE氟材料,即聚四氟乙烯,俗称“塑料王”,虽然为当今世界上耐腐蚀性能最佳材料之一,适合强酸、强碱、强氧化剂等腐蚀性强的液体介质,但是聚四氟乙烯由于熔融粘度大,不具备流动性,在成型加工时无法使用热塑型塑料的生产工艺,一般用粉末状PTFE树脂经冷压形成密实的管形,经烧结冷却后制成具有一定长度的管型产品。由于是冷压成形因此在制品内部分子间易形成微小间隙缺陷,一些诸如液氯等渗透性强的介质,在高压情形下很容易渗透至管材外壁。
  经过对不同内衬材料特性、生产工艺的比较,结合计为自动化在磁翻板液位计内衬方面的经验,计为研发工程师最终确认选用FEP聚全氟乙丙烯氟塑料管完全能解决液氯渗漏问题。FEP聚全氟乙丙烯,也称氟塑料,是聚四氟乙烯的改性品种,耐腐蚀性与PTFE相当,但它在380℃的熔融粘度比聚四氟乙烯低,为103~104Pa.S,具有热塑性塑料的良好加工性能。其管材是用FEP粒料经过熔融、挤出并冷却加工成型,根本区别于PTFE的粉末冷压成型,克服了聚四氟乙烯管生产成型工艺易导致渗漏的缺陷。
  不仅如此,经研究,计为研发工程师发现用新兴氟材料FEP取代PTFE材料作内衬管的内衬FEP型磁翻板液位计适应面更广,FEP内衬有PTFE内衬所不具有的一些优点:
  首先,主浮筒内衬FEP防腐型磁翻板液位计比内衬PTFE防腐型磁翻板液位计适应的介质更广。FEP和PTFE的防腐特性相当,但FEP比PTFE流动性好,可通过熔融挤出加工成形,避免了PTFE抗渗透性差的缺陷,从而可以抵御像液氯、溴水等分子渗透性较强介质的腐蚀和穿透,适用于更多腐蚀介质的测量。
  其次,由于FEP的耐蠕变性能和回弹性比PTFE好,内衬FEP防腐型磁翻板液位计,在其过程连接喇叭口衔接处与浮筒虎口的锥形密封面也均采用FEP材质,提高了密封的可靠性,降低了泄漏几率,延长了仪表使用寿命。
  计为自动化是专业生产液位、料位控制仪器仪表的高科技公司,研发生产涵盖各种类型的磁翻板液位计在内的物位测量产品。根据液氯、溴水等分子渗透性较强介质液位测量的需要,计为自动化成功开发了一款Flap-11Pb内衬FEP磁翻板液位计,其防腐特性与内衬PTFE型磁翻板液位计相当,能够适应大多数腐蚀性液体的测量,长期用于液氯罐液位的监测而不会出现渗漏现象。Flap-11Pb内衬FEP磁翻板液位计,可在0~1.6MPa压力范围内,温度在-85~120℃较宽范围内长期可靠工作。
  该磁翻板液位计自在前述山东某化工厂投入使用1年多来,运行稳定可靠,无任何泄漏现象发生,获得了客户的高度认可。


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