氢气压力变送器的隔膜怎么选?

我国是一个风能资源十分丰富的国家,风电是我国第二大可再生能源。近些年,由于风电装机量快速扩张,而电网配套设施建设又明显滞后于风电装机量,所以从2010年起,我国开始出现了明显的弃风限电现象。

为应对风电场弃风限电现象,在实施完善风电规划、健全市场运行机制以降低并网难度的措施之外,有关部门提出了风电制氢的新型储能技术,以消纳部分地区的风能资源,提高风能的利用率。近年来,我国开始关注和重视风电制氢技术,并已经在多个地方开展风电制氢示范项目。

氢气有易挥发、易燃、易爆及氢脆等特性,这使得氢气在制取过程中存在一定的安全隐患,因此其安全性是应该首先被关注的,在选用压力变送器的时候如果考虑不周到,氢气也会造成一些问题。存在氢气的情况下,一定要慎选压力变送器的隔离膜片。

氢原子会穿过压力变送器金属隔膜,引起测量误差,压力变送器的隔膜厚度一般只有0.025mm至0.050mm,通常氢气是由两个氢原子组成的分子,氢分子不会穿过金属隔膜,但是如果氢分子分裂成氢离子,也就是是两个H+原子,它就会穿过金属隔膜,因为H+离子比隔膜金属材料中两个分子之间的空隙还要小。

氢离子H+穿过隔膜后,会形成H²分子,留在压力变送器里面,H²会逐渐溶解到压力变送器中的液态硅酮里面,时间一长,硅酮中的氢气会饱和,因而形成气泡。气泡会引起零点出现移动,影响测量结果,从而降低变送器的性能,随着氢气数量的增加,膜片也会向外扩张,引起裂纹导致硅酮流失,进而导致压力变送器失效。

什么情况下会出现H²的渗透?

如果在一项应用中存在纯粹的氢气,渗透问题是一定会发生的,但是,如果它不是以纯粹的氢气的方式出现,也会出现渗透,因为氢原子会随时从分子上脱离出来成为离子。

氢原子从分子上脱离出来的方式有以下几种:

1. 在高温或者高压下,会出现变化,如果氢气是纯的,氢分子的互相碰撞会破坏结合键。

2. 电化作用会引起游离,海水的电解作用和弱电解反应这种类似的反应,以及镀锌管道,都会引起腐蚀,产生氢离子。

3. 在高温时蒸汽会引起金属隔膜腐蚀,产生氢离子。

隔离膜片的氢透保护作用:

                                                  ZORICREATO/卓然天工

隔离膜片会影响渗透率,这是因为不同材料的分子,晶格的间隙是不同的。在过去,一直是采用不锈钢来制造隔膜,避免使用像哈C这些镍基金属,更不用说钽了。用镀金的不锈钢制造的膜片虽然很贵,但是它的保护作用是最好的,因为只要镀上厚度3μm的一层金就能够消除渗透现象。

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