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智能型电磁流量计的金属电极对哪几种介质的适

发布时间:2020-11-24

智能型电磁流量计的金属电极对哪几种介质的适应环境使用
 

电磁流量计测量过程中直接与测量介质接触的关键性元件就是电极,电磁流量计的电极有316L、钽电极、哈氏电极等,可以适应于测量不同的液体。对于不同的介质,我们有以下的表格加以说明:
电磁流量计电极选型表
  电磁流量计不锈钢电极的抗腐蚀性能,主要原因是由于表面覆盖着一层极薄(约1nm 厚)致密的钝化膜。这是这层钝化膜隔离了腐蚀性流体介质,成为不锈钢电极防护的基本屏障。不锈钢电极钝化具有动态特征,不应看作腐蚀完全停止,而是形成扩散的阻挡层,使阳极反应速度大大降低。对不锈钢电极,通常在有还原剂(如氯离子)情况下倾向于破坏钝化膜,而在氧化剂(如空气和水)存在时能保持或修复钝化膜。不锈钢电极放置于空气和水中会形成氧化膜,但这种膜的保护性不够完善,速度也很慢。 
  图4 为不锈钢电极用XPS(X-ray photoelectronspectroscopy)光电能谱设备进行的表面化学分析量化图。左图是未经工艺处理的电磁流量计电极表面向内不同深度主要元素铬(Cr)、氧(O)、铁(Fe)的含量比率。可以看到,在深度约1nm 位置铬的含量约20%,即表示钝化膜为贫铬层。右图为经过机械研磨抛光或酸洗、化学抛光等工序进行钝化处理工艺措施,使铁与铁的氧化物比铬与铬的氧化物优先溶解,去掉了贫铬层,造成铬在不锈钢表面的富集,在深度约1nm 位置铬的含量约达30%。这种富铬钝化膜的极化电位(SCE)可达+1.0V,接近贵金属金、铂的极化电位,因此,不锈钢得以提高抗腐蚀的稳定性。不同的钝化处理方法也会影响膜的成分与结构,从而影响不锈性。如通过电化学改性处理,可使钝化膜具有多层结构,在阻挡层形成CrO3 或Cr2O3,或形成玻璃态的氧化膜,使不锈钢能发挥大的耐蚀性。
  不锈钢电极的耐腐蚀主要依靠表面钝化膜,如果钝化膜不完整或有缺陷,不锈钢仍会被腐蚀,当然仍然会出现流体噪声。电极在加工成形、组装及安装标记等过程中会带来表面油污、铁锈、非金属脏物、低熔点金属污染物、油漆、焊渣与飞溅物等,这些物质影响了不锈钢电极的表面质量,破坏了其表面的氧化膜,降低了不绣钢的抗全面腐蚀性能,也形成流体噪声的产生,影响到电磁流量计测量的稳定性。所以改善电极装配前的工艺处理和存放、装配的工艺方法,保护好钝化膜是电磁流量计制造中重要技术之一。

电磁流量计衬里的选择:

 

衬里材料

主要性能

适用范围

氯丁橡胶

Neoprene

耐磨性好,有极好的弹性,高扯断力耐一般低浓度酸碱盐介质的腐蚀,不耐氧化性介质的腐蚀。

<80°C,一般水,污水,泥浆,矿浆

聚氨酯橡胶

Polyurethane

有极好的耐磨性能,耐酸碱性能略差。

<60°C,中性、强磨损的矿浆,煤浆、泥浆。

聚四氟乙烯

PTFE

化学性能zui稳定的一种材料,能耐沸腾的盐酸、硫酸、硝酸和王水,浓碱和各种有机溶剂,不耐三氟化氯、高温二氟化氧。

<180°C,浓酸、碱等强腐蚀性介质,卫生类介质。

F46

化学稳定性、电绝缘性、润滑性、不粘性和不燃性与PTFE相仿,但F46材料强度、耐老化性、耐温性能和低温柔韧性优于PTFE。与金属粘接性能好,耐磨性好于PTFE,具有较好
的抗撕裂性能。

<180°C,盐酸、硫酸、王水和强氧化剂等,卫生类介质

 

 电磁流量计电极材料的选择:

 

材质

耐腐蚀性能

316L

对于硝酸、室温下<5%的硫酸,沸腾的磷酸、碱溶液;在一定压力下的亚硫酸、海水、醋酸等介质有较强的耐腐蚀性。

哈氏合金HB

耐沸点下一切浓度的盐酸、硫酸、氢氟酸有机酸等非氧化性酸、碱、非氯化性盐酸。

哈氏合金HC

耐氧化性酸如:硝酸、混酸或铬酸与硫酸的混合物及氧化性盐类、海水

能耐海水、各种氯化物和次氯酸盐、氧化性酸(包括发烟硝酸)、有机酸、碱等的腐蚀,不耐较纯的还原性酸(硫酸、盐酸)的腐蚀,但如酸中含有氧化剂(如硝酸和含有Fe、Cu离子的介质)时则腐蚀大为降低。

具有优良的耐腐蚀性和玻璃很相似,除了氢氟酸、浓硫酸外,几乎能耐一切化学介质(包括沸点的盐酸、硝酸和175°C以下的硫酸)的腐蚀,在碱中不耐腐蚀。



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