引言

       在真空或低溫測量條件下，耐高溫壓力變送器由于使用壽命短或測量精度低而沒(méi)有得到充分利用。對于一些應用，實(shí)際測量誤差太大。因此，如何在低溫或真空條件下正確應用耐高溫壓力變送器是一個(gè)有待解決的問(wèn)題。 

 

1 問(wèn)題分析

在高真空或低溫條件下，以下因素會(huì )影響耐高溫壓力變送器的正常運行。

        ( 1) 螺紋鏈接的密封性。絕大部分耐高溫變送器通過(guò)在一根毛細管兩端使用螺紋來(lái)連接變送器和過(guò)程連接件。在真空條件下，傳感膜片受到重力外力作用，使變送器內部填充油處于負壓真空，外部空氣可通過(guò)螺紋連接進(jìn)入毛細管，嚴重影響測量精度的點(diǎn)。

       ( 2) 填充油雖是油性，但含有少量溶解氣體。這些溶解的氣體在高真空條件下會(huì )被釋放和膨脹，壓力會(huì )以測量誤差傳遞到變送器的敏感部件上。 

       ( 3) 在低溫工作條件下( 通常在 － 10 ℃ 以下) ，在低溫下減少毛細管內的充油量會(huì )擾亂正常的壓力傳遞過(guò)程，導致測量誤差。 

       ( 4) 腐蝕性工況: 包括環(huán)境條件、應用工況的腐蝕性。如在導壓管材質(zhì)為碳鋼或不銹鋼適用的工況選擇普通型的壓力和差壓變送器; 如碳鋼或不銹鋼無(wú)法滿(mǎn)足工況要求時(shí)，應選用隔離式變送器。腐蝕性工況需特別注重材質(zhì)的選型。變送器的材質(zhì)包括了變送器的膜片及接液材質(zhì)、法蘭材質(zhì)、外殼材質(zhì)、排氣/排液閥材質(zhì)、傳感器填充液材質(zhì)、毛細管灌充液材質(zhì)、螺栓螺母材質(zhì)等，選型中#需要關(guān)注的是膜片材質(zhì)、接液材質(zhì)和法蘭材質(zhì)。

 

2 解決方法

針對以上問(wèn)題的分析，提出了以下用于真空或低溫環(huán)境的耐高溫壓力變送器的應用方案。 

       ( 1) 全焊接壓力變送器。毛細管、變送器和過(guò)程連接之間的所有連接都是全焊接密封結構，以消除可能的泄漏點(diǎn)。 

       ( 2) 根據不同的應用，可以精que控制填充油量。根據用戶(hù)的應用和不同充填油的特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)仔細計算，適當減少充填油量，以補償充填油的膨脹效應。對于低溫應用，可根據具體應用適當增加填充油量，以補償填充油體積收縮的影響。

       ( 3) 特殊的補油排油處理。對填充油進(jìn)行油預處理，主要目的減少溶解氣體含量，且在灌油的過(guò)程中，采用真空灌油，并在油達到真空度要求的情況下嚴格控制灌油量，保證#終產(chǎn)品的測量精度。 

       ( 4) 在現代工藝流程中，耐高溫變送器往往采用對稱(chēng)設計，在高低壓兩端具有相同的隔膜、相同的毛細管長(cháng)度和相同的充油流體。

 

       一般認為，當溫度變化的影響作用于變送器的高、低壓側時(shí)，這種影響就會(huì )被消除。溫度對隔膜的影響通常被認為是溫度漂移的#重要原因。事實(shí)上，情況恰恰相反。

 

       在高低壓側使用相同長(cháng)度的毛細管并沒(méi)有提高性能，反而增加了溫度變化對變送器整體性能的影響。變送器取決于溫度不僅取決于基型產(chǎn)品膜片的溫度變化量，毛細管的長(cháng)度也是影響變送器溫度變化的重要因素，且硬度和毛細管的長(cháng)度成正比。高低壓側使用相同的毛細管長(cháng)度，是毛細管長(cháng)度的兩倍，從而增加了溫度對變送器整體性能的影響。即，如果過(guò)程溫度 150 ℃ 或更低且過(guò)程條件允許，則拆除高壓側端口毛細管并直接連接變送器，可以縮短毛細管的長(cháng)度，降低因溫度變化對變送器精度及相應時(shí)間的影響。 

 

( 6) 根據測量介質(zhì)化學(xué)特性的不同進(jìn)行選擇。

       不同濃度的同種介質(zhì)在不同溫度下的腐蝕性也有所不同。隔膜密封式變送器，一般內膜盒選用不銹鋼材質(zhì)，接液外膜盒根據介質(zhì)特性進(jìn)行選擇。目前常用的材質(zhì)除 316L、蒙乃爾、鉿氏合金和坦膜片。根據環(huán)境條件和經(jīng)濟性來(lái)考慮變送器的外殼材質(zhì)，外殼材質(zhì)一般包括鋁合金和不繡鋼材質(zhì)，如果不是處于腐蝕性較強的環(huán)境條件，選擇鋁合金材質(zhì)更經(jīng)濟些。 

 

3 耐高溫變送器典型應用方案

       ( 1) 工藝脈沖壓力測量。如油田注水泵壓力測量，易造成變送器損壞針對高速脈沖氣壓或液壓，變送器有專(zhuān)用的氣壓、液壓緩沖裝置，小巧，易于安裝。在油田注水站脈沖泵成功應用。 

       ( 2) 應用多晶硅項目。多晶硅主要用于集成電路和太陽(yáng)能發(fā)電。具有耐高溫、高壓、有毒、易燃、易 爆、腐蝕性強等特點(diǎn)，對可靠性和穩定性有較高的要求。如: 江西賽維 LDK 5000 噸多晶硅冷加氫裝置使用鍍金鉭膜時(shí)，#低溫度為 － 70 °C，#高溫度為350 °C。

       ( 3) 碳四裂解項目應用。乙烯是石化工業(yè)的主導產(chǎn)品，煉廠(chǎng)碳四是煉油廠(chǎng)裂解乙烯的原料。一般工藝使用大量堿性介質(zhì)( 如氫氧化鈉、氫氧化鉀) ，反應器溫度通常為 200 ～ 280 ℃，工藝中必須加入氫氣。由于工藝的性質(zhì)，在生產(chǎn)中必須存在高腐蝕、高 溫、易燃、爆炸危險和高壓。宏力化工shou個(gè)四碳裂解項目在高溫鉭硅油裂解反應器中使用了 PDS473 和 483H 變送器。 

 

4 總結

       該文對耐高溫壓力變送器在特殊場(chǎng)合下的應用做出了分析，通過(guò)對變送器的高低壓側測量膜片的尺寸和材質(zhì)、毛細管的長(cháng)度、管徑的粗細、加注油的種類(lèi)選擇，實(shí)現批量?jì)?yōu)化，提高整體動(dòng)態(tài)性能。