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液氯罐液位監(jiān)測中內(nèi)襯型磁翻板液位計(jì)滲漏問題及處理
2017年12月，山東某化工廠發(fā)生一起液氯泄漏事件，經(jīng)查系磁翻板液位計(jì)滲漏所致，事件發(fā)生后，該廠家高度重視，立即與生產(chǎn)廠家聯(lián)系維修事宜，但結(jié)果并不理想，無法根本杜絕滲漏現(xiàn)象。為徹底解決滲漏問題，消除安全隱患，該化工廠決定另行購置磁翻板液位計(jì)并對(duì)問題儀表予以更換。
在對(duì)多家磁翻板液位計(jì)生產(chǎn)廠家認(rèn)真比較后，該化工廠決定購買計(jì)為自動(dòng)化生產(chǎn)的防腐型磁翻板液位計(jì)（又稱內(nèi)襯型磁翻板液位計(jì)）。鑒于用戶所測介質(zhì)的特殊性，本著對(duì)用戶負(fù)責(zé)的精神，計(jì)為自動(dòng)化派出一名工程技術(shù)人員前往該化工廠，對(duì)液氯的泄漏原因進(jìn)行排查分析。在對(duì)滲漏產(chǎn)生的原因分析之前，我們先來回顧下磁翻板液位計(jì)在液氯罐液位檢測中的應(yīng)用。
一、磁翻板液位計(jì)在液氯罐液位檢測中的應(yīng)用與發(fā)展
液氯為高危劇毒物品，具有強(qiáng)腐蝕性，一旦引起泄漏，會(huì)對(duì)環(huán)境及人體造成極大傷害，因此，保證液氯罐的安全運(yùn)行顯得尤為重要。準(zhǔn)確可靠控制液氯罐液位是確保儲(chǔ)罐安全，防止事故發(fā)生的關(guān)鍵。磁翻板液位計(jì)作為一款非常優(yōu)秀的液位儀表，具有指示醒目、安裝方便、密封性好、防爆、耐腐蝕、工作安全可靠、故障率低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于化工生產(chǎn)中，尤其適用于對(duì)液氯罐液位的監(jiān)控。
在早期，出于成本考慮，液氯罐液位測量多使用304不銹鋼磁翻板液位計(jì)，但由于這種磁翻板液位計(jì)的防腐性能差，使用壽命短，易被腐蝕而引起泄漏，存在安全隱患，現(xiàn)在幾乎被淘汰。
后來，出于安全考慮，盡管價(jià)格較304不銹鋼磁翻板液位計(jì)稍高，不少廠家開始選擇316L材質(zhì)的磁翻板液位計(jì)用于液氯罐液位測量。由于316L不銹鋼含有鉬元素，提高了對(duì)液氯的抗腐蝕性，使用壽命較304不銹鋼長，但使用時(shí)間長了，仍會(huì)被緩慢腐蝕，最終還是容易導(dǎo)致失效泄漏，目前也已逐漸退出市場。
近年來，隨著新興材料和新工藝的出現(xiàn)，各級(jí)政府對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，廠家普遍選用防腐效果更好的內(nèi)襯型磁翻板液位計(jì)。該磁翻板液位計(jì)的主體部分是在不銹鋼管內(nèi)襯一層耐腐蝕塑料管材，它將液氯介質(zhì)與鋼管隔離，測量過程中始終由內(nèi)襯層接觸液氯介質(zhì)，達(dá)到較好的防腐效果。
二、液氯罐液位檢測中內(nèi)襯型磁翻板液位計(jì)滲漏原因分析及處理
盡管內(nèi)襯型磁翻板液位計(jì)防腐效果較好，但在實(shí)際應(yīng)用中，仍有與山東某化工廠類似的不少用戶反映內(nèi)襯防腐型磁翻板液位計(jì)在液氯罐上運(yùn)行時(shí)還會(huì)出現(xiàn)滲漏問題，存在安全隱患，影響正常生產(chǎn)。那么，究竟是什么原因?qū)е麓欧逡何挥?jì)滲漏的呢？
（一）原因分析
經(jīng)對(duì)現(xiàn)場磁翻板液位計(jì)的拆解、檢測與分析，計(jì)為自動(dòng)化技術(shù)人員確認(rèn)該防腐型磁翻板液位計(jì)的內(nèi)襯材料為PTFE聚四氟乙烯塑料管材。將該內(nèi)襯管抽出鋼管后，發(fā)現(xiàn)四氟管外壁上均勻殘留有液氯液體的痕跡。但在兩端法蘭四氟管拉伸翻邊處和錐形密封部位均整體完好。計(jì)為自動(dòng)化工程師初步判斷磁翻板液位計(jì)泄漏是由液氯液體從四氟管內(nèi)滲透至管外壁引起的，而直接原因是內(nèi)襯材料選擇不當(dāng)造成的。
嚴(yán)謹(jǐn)起見，計(jì)為自動(dòng)化技術(shù)人員為此查閱了大量的資料。而資料進(jìn)一步佐證了計(jì)為自動(dòng)化上述判斷是正確的。資料顯示，液氯液體具有非常強(qiáng)的滲透能力，不能選用PTFE聚四氟乙烯塑料管作內(nèi)襯材料。這是因?yàn)镻TFE氟材料，即聚四氟乙烯，俗稱“塑料王”，雖為當(dāng)今世界上耐腐蝕性能最佳材料之一，適合強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑等腐蝕性強(qiáng)的液體介質(zhì)，但是聚四氟乙烯由于熔融粘度大，不具備流動(dòng)性，在成型加工時(shí)無法使用熱塑型塑料的生產(chǎn)工藝，一般用粉末狀PTFE樹脂經(jīng)冷壓形成密實(shí)的管形，經(jīng)燒結(jié)冷卻后制成具有一定長度的管型產(chǎn)品。由于是冷壓成形因此在制品內(nèi)部分子間易形成微小間隙缺陷，一些諸如液氯等滲透性強(qiáng)的介質(zhì)，在高壓情形下很容易滲透至管材外壁，造成滲漏現(xiàn)象。
（二）問題處理
經(jīng)研究，為合理選擇內(nèi)襯型磁翻板液位計(jì)，解決內(nèi)襯型磁翻板液位計(jì)測量液氯時(shí)的滲漏問題，提高內(nèi)襯磁翻板液位計(jì)的可靠性，確保液氯罐運(yùn)行的安全性和生產(chǎn)的正常進(jìn)行，內(nèi)襯防腐型磁翻板液位計(jì)的選型必須滿足以下要求：
1．液氯是劇毒物質(zhì)且對(duì)金屬材料有較強(qiáng)的腐蝕性，其液位計(jì)主體材料應(yīng)能長久耐液氯的腐蝕，必須選用耐腐蝕性強(qiáng)的材料做內(nèi)襯體，如氟塑料材料等。
2．液氯通常以低溫-20℃或高壓1.2MPa的狀態(tài)存儲(chǔ)在專用液氯罐內(nèi)，液位計(jì)必須具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，滿足低溫、高壓的工況要求。
3．所選的內(nèi)襯材料，能杜絕液氯的滲漏。其中第三條要求，往往被磁翻板液位計(jì)生產(chǎn)廠家所忽視，從而造成液氯泄露，極易發(fā)生生產(chǎn)安全事故。
經(jīng)過對(duì)不同內(nèi)襯材料特性、生產(chǎn)工藝的比較，結(jié)合計(jì)為自動(dòng)化在磁翻板液位計(jì)內(nèi)襯方面的經(jīng)驗(yàn)，計(jì)為研發(fā)工程師最終確認(rèn)選用FEP聚全氟乙丙烯氟塑料管完全能解決液氯滲漏問題。
這是因?yàn)?，F(xiàn)EP聚全氟乙丙烯，也稱氟塑料，是聚四氟乙烯的改性品種，耐腐蝕性與PTFE相當(dāng)，但它在380℃的熔融粘度比聚四氟乙烯低，為103～104Pa.S，具有熱塑性塑料的良好加工性能。其管材是用FEP粒料經(jīng)過熔融、擠出并冷卻加工成型，根本區(qū)別于PTFE的粉末冷壓成型，有效克服了聚四氟乙烯管生產(chǎn)成型工藝易滲漏的缺陷。
不僅如此，計(jì)為研發(fā)工程師發(fā)現(xiàn)用新興氟材料FEP取代PTFE材料作內(nèi)襯管的內(nèi)襯FEP型磁翻板液位計(jì)適應(yīng)面更廣，F(xiàn)EP內(nèi)襯有PTFE內(nèi)襯所不具有的一些優(yōu)點(diǎn)：
首先，主浮筒內(nèi)襯FEP防腐型磁翻板液位計(jì)比內(nèi)襯PTFE防腐型磁翻板液位計(jì)適應(yīng)的介質(zhì)更廣。FEP和PTFE的防腐特性相當(dāng)，但FEP比PTFE流動(dòng)性好，可通過熔融擠出加工成形，避免了PTFE抗?jié)B透性差的缺陷，從而可以抵御像液氯、溴水等分子滲透性較強(qiáng)介質(zhì)的腐蝕和穿透，適用于更多腐蝕介質(zhì)的測量。
其次，由于FEP的耐蠕變性能和回彈性比PTFE好，內(nèi)襯FEP防腐型磁翻板液位計(jì)，在其過程連接喇叭口銜接處與浮筒虎口的錐形密封面也均采用FEP材質(zhì)，提高了密封的可靠性，降低了泄漏幾率，延長了儀表使用壽命。
計(jì)為自動(dòng)化是專業(yè)生產(chǎn)液位、料位控制儀器儀表的高科技公司，研發(fā)生產(chǎn)涵蓋各種類型的磁翻板液位計(jì)在內(nèi)的物位測量產(chǎn)品。根據(jù)液氯、溴水等分子滲透性較強(qiáng)介質(zhì)液位測量的需要，計(jì)為自動(dòng)化成功開發(fā)了一款Flap-11Pb內(nèi)襯FEP磁翻板液位計(jì)，其防腐特性與內(nèi)襯PTFE型磁翻板液位計(jì)相當(dāng)，能夠適應(yīng)大多數(shù)腐蝕性液體的測量，可在0～1.6MPa壓力范圍內(nèi)，溫度在-85～120℃較寬范圍內(nèi)，長期用于液氯罐液位的監(jiān)測而不會(huì)出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。
在對(duì)多家磁翻板液位計(jì)生產(chǎn)廠家認(rèn)真比較后，該化工廠決定購買計(jì)為自動(dòng)化生產(chǎn)的防腐型磁翻板液位計(jì)（又稱內(nèi)襯型磁翻板液位計(jì)）。鑒于用戶所測介質(zhì)的特殊性，本著對(duì)用戶負(fù)責(zé)的精神，計(jì)為自動(dòng)化派出一名工程技術(shù)人員前往該化工廠，對(duì)液氯的泄漏原因進(jìn)行排查分析。在對(duì)滲漏產(chǎn)生的原因分析之前，我們先來回顧下磁翻板液位計(jì)在液氯罐液位檢測中的應(yīng)用。
一、磁翻板液位計(jì)在液氯罐液位檢測中的應(yīng)用與發(fā)展
液氯為高危劇毒物品，具有強(qiáng)腐蝕性，一旦引起泄漏，會(huì)對(duì)環(huán)境及人體造成極大傷害，因此，保證液氯罐的安全運(yùn)行顯得尤為重要。準(zhǔn)確可靠控制液氯罐液位是確保儲(chǔ)罐安全，防止事故發(fā)生的關(guān)鍵。磁翻板液位計(jì)作為一款非常優(yōu)秀的液位儀表，具有指示醒目、安裝方便、密封性好、防爆、耐腐蝕、工作安全可靠、故障率低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于化工生產(chǎn)中，尤其適用于對(duì)液氯罐液位的監(jiān)控。
在早期，出于成本考慮，液氯罐液位測量多使用304不銹鋼磁翻板液位計(jì)，但由于這種磁翻板液位計(jì)的防腐性能差，使用壽命短，易被腐蝕而引起泄漏，存在安全隱患，現(xiàn)在幾乎被淘汰。
后來，出于安全考慮，盡管價(jià)格較304不銹鋼磁翻板液位計(jì)稍高，不少廠家開始選擇316L材質(zhì)的磁翻板液位計(jì)用于液氯罐液位測量。由于316L不銹鋼含有鉬元素，提高了對(duì)液氯的抗腐蝕性，使用壽命較304不銹鋼長，但使用時(shí)間長了，仍會(huì)被緩慢腐蝕，最終還是容易導(dǎo)致失效泄漏，目前也已逐漸退出市場。
近年來，隨著新興材料和新工藝的出現(xiàn)，各級(jí)政府對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，廠家普遍選用防腐效果更好的內(nèi)襯型磁翻板液位計(jì)。該磁翻板液位計(jì)的主體部分是在不銹鋼管內(nèi)襯一層耐腐蝕塑料管材，它將液氯介質(zhì)與鋼管隔離，測量過程中始終由內(nèi)襯層接觸液氯介質(zhì)，達(dá)到較好的防腐效果。
二、液氯罐液位檢測中內(nèi)襯型磁翻板液位計(jì)滲漏原因分析及處理
盡管內(nèi)襯型磁翻板液位計(jì)防腐效果較好，但在實(shí)際應(yīng)用中，仍有與山東某化工廠類似的不少用戶反映內(nèi)襯防腐型磁翻板液位計(jì)在液氯罐上運(yùn)行時(shí)還會(huì)出現(xiàn)滲漏問題，存在安全隱患，影響正常生產(chǎn)。那么，究竟是什么原因?qū)е麓欧逡何挥?jì)滲漏的呢？
（一）原因分析
經(jīng)對(duì)現(xiàn)場磁翻板液位計(jì)的拆解、檢測與分析，計(jì)為自動(dòng)化技術(shù)人員確認(rèn)該防腐型磁翻板液位計(jì)的內(nèi)襯材料為PTFE聚四氟乙烯塑料管材。將該內(nèi)襯管抽出鋼管后，發(fā)現(xiàn)四氟管外壁上均勻殘留有液氯液體的痕跡。但在兩端法蘭四氟管拉伸翻邊處和錐形密封部位均整體完好。計(jì)為自動(dòng)化工程師初步判斷磁翻板液位計(jì)泄漏是由液氯液體從四氟管內(nèi)滲透至管外壁引起的，而直接原因是內(nèi)襯材料選擇不當(dāng)造成的。
嚴(yán)謹(jǐn)起見，計(jì)為自動(dòng)化技術(shù)人員為此查閱了大量的資料。而資料進(jìn)一步佐證了計(jì)為自動(dòng)化上述判斷是正確的。資料顯示，液氯液體具有非常強(qiáng)的滲透能力，不能選用PTFE聚四氟乙烯塑料管作內(nèi)襯材料。這是因?yàn)镻TFE氟材料，即聚四氟乙烯，俗稱“塑料王”，雖為當(dāng)今世界上耐腐蝕性能最佳材料之一，適合強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑等腐蝕性強(qiáng)的液體介質(zhì)，但是聚四氟乙烯由于熔融粘度大，不具備流動(dòng)性，在成型加工時(shí)無法使用熱塑型塑料的生產(chǎn)工藝，一般用粉末狀PTFE樹脂經(jīng)冷壓形成密實(shí)的管形，經(jīng)燒結(jié)冷卻后制成具有一定長度的管型產(chǎn)品。由于是冷壓成形因此在制品內(nèi)部分子間易形成微小間隙缺陷，一些諸如液氯等滲透性強(qiáng)的介質(zhì)，在高壓情形下很容易滲透至管材外壁，造成滲漏現(xiàn)象。
（二）問題處理
經(jīng)研究，為合理選擇內(nèi)襯型磁翻板液位計(jì)，解決內(nèi)襯型磁翻板液位計(jì)測量液氯時(shí)的滲漏問題，提高內(nèi)襯磁翻板液位計(jì)的可靠性，確保液氯罐運(yùn)行的安全性和生產(chǎn)的正常進(jìn)行，內(nèi)襯防腐型磁翻板液位計(jì)的選型必須滿足以下要求：
1．液氯是劇毒物質(zhì)且對(duì)金屬材料有較強(qiáng)的腐蝕性，其液位計(jì)主體材料應(yīng)能長久耐液氯的腐蝕，必須選用耐腐蝕性強(qiáng)的材料做內(nèi)襯體，如氟塑料材料等。
2．液氯通常以低溫-20℃或高壓1.2MPa的狀態(tài)存儲(chǔ)在專用液氯罐內(nèi)，液位計(jì)必須具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，滿足低溫、高壓的工況要求。
3．所選的內(nèi)襯材料，能杜絕液氯的滲漏。其中第三條要求，往往被磁翻板液位計(jì)生產(chǎn)廠家所忽視，從而造成液氯泄露，極易發(fā)生生產(chǎn)安全事故。
經(jīng)過對(duì)不同內(nèi)襯材料特性、生產(chǎn)工藝的比較，結(jié)合計(jì)為自動(dòng)化在磁翻板液位計(jì)內(nèi)襯方面的經(jīng)驗(yàn)，計(jì)為研發(fā)工程師最終確認(rèn)選用FEP聚全氟乙丙烯氟塑料管完全能解決液氯滲漏問題。
這是因?yàn)?，F(xiàn)EP聚全氟乙丙烯，也稱氟塑料，是聚四氟乙烯的改性品種，耐腐蝕性與PTFE相當(dāng)，但它在380℃的熔融粘度比聚四氟乙烯低，為103～104Pa.S，具有熱塑性塑料的良好加工性能。其管材是用FEP粒料經(jīng)過熔融、擠出并冷卻加工成型，根本區(qū)別于PTFE的粉末冷壓成型，有效克服了聚四氟乙烯管生產(chǎn)成型工藝易滲漏的缺陷。
不僅如此，計(jì)為研發(fā)工程師發(fā)現(xiàn)用新興氟材料FEP取代PTFE材料作內(nèi)襯管的內(nèi)襯FEP型磁翻板液位計(jì)適應(yīng)面更廣，F(xiàn)EP內(nèi)襯有PTFE內(nèi)襯所不具有的一些優(yōu)點(diǎn)：
首先，主浮筒內(nèi)襯FEP防腐型磁翻板液位計(jì)比內(nèi)襯PTFE防腐型磁翻板液位計(jì)適應(yīng)的介質(zhì)更廣。FEP和PTFE的防腐特性相當(dāng)，但FEP比PTFE流動(dòng)性好，可通過熔融擠出加工成形，避免了PTFE抗?jié)B透性差的缺陷，從而可以抵御像液氯、溴水等分子滲透性較強(qiáng)介質(zhì)的腐蝕和穿透，適用于更多腐蝕介質(zhì)的測量。
其次，由于FEP的耐蠕變性能和回彈性比PTFE好，內(nèi)襯FEP防腐型磁翻板液位計(jì)，在其過程連接喇叭口銜接處與浮筒虎口的錐形密封面也均采用FEP材質(zhì)，提高了密封的可靠性，降低了泄漏幾率，延長了儀表使用壽命。
計(jì)為自動(dòng)化是專業(yè)生產(chǎn)液位、料位控制儀器儀表的高科技公司，研發(fā)生產(chǎn)涵蓋各種類型的磁翻板液位計(jì)在內(nèi)的物位測量產(chǎn)品。根據(jù)液氯、溴水等分子滲透性較強(qiáng)介質(zhì)液位測量的需要，計(jì)為自動(dòng)化成功開發(fā)了一款Flap-11Pb內(nèi)襯FEP磁翻板液位計(jì)，其防腐特性與內(nèi)襯PTFE型磁翻板液位計(jì)相當(dāng)，能夠適應(yīng)大多數(shù)腐蝕性液體的測量，可在0～1.6MPa壓力范圍內(nèi)，溫度在-85～120℃較寬范圍內(nèi)，長期用于液氯罐液位的監(jiān)測而不會(huì)出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。
計(jì)為Flap-11Pb內(nèi)襯FEP磁翻板液位計(jì)自在前述山東某化工廠投入使用1年多以來，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，無任何泄漏現(xiàn)象發(fā)生，用戶對(duì)計(jì)為磁翻板液位計(jì)的出色表現(xiàn)贊賞有加。
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