某廠CO2汽提法尿素高壓液位測量用雙法蘭液位變送器故障處理為例，深入分析尿素合成塔液位測量所用雙法蘭液位變送器膜片腐蝕原因，并將雙法蘭液位變送器應用中的一些經驗分享給大家。

 

使用工況介紹

合成塔和汽提塔液位測量雙法蘭液位變送器*次投入運行是在2013年11月份，介質為高壓尿素溶液，溫度170℃，壓力14.5MPa，對金屬腐蝕性強。*次使用的是插入式雙法蘭毛細管差壓液位計，為防止取壓口結晶，配有對應的沖洗環和高壓沖洗水管線，雙法蘭液位變送器選用3051系列差壓變送器，法蘭膜片材質為奧氏體雙相不銹鋼材質2507。

 

 

故障現象

運行3個多月后，兩套尿素8臺雙法蘭液位變送器有6臺指示***大值。利用系統停車檢修機會進行拆檢，發現故障的雙法蘭液位變送器均為氣相膜片焊接處有破損現象，而液相膜片無明顯破損且膜片彈性正常，膜片表面均形成了氧化膜無明顯的腐蝕。

 

故障原因分析及判斷思路

針對插入式膜片邊緣破損問題，進行如下分析：

1、系統的頻繁開停車導致膜片所受應力頻繁發生變化，機械撕裂，但由于頻繁開停車同樣作用于液相膜片，而液相膜片未出現損壞，此原因排除；

2、膜片和筒體焊接處材質薄弱，昌暉儀表技術人員同羅斯蒙特廠家人員進行了交流和分析，膜片的焊接工藝為電阻焊＋TIG焊接(鎢極惰性氣體保護焊)雙層焊接自動融化，因此焊縫材質沒有問題，但是膜盒的焊縫處確實為***薄弱的環節，建議改平膜片和RF面法蘭結構。

 

2014年11月份對所有的尿素合成塔液位計改造完成，改造后運行穩定，在2015年10月至2015年11月合成塔液位計先后出現指示波動，隨后指示***大，判斷為雙法蘭液位變送器損壞，利用停車檢修機會進行了更換，在拆檢過程中發現，平膜片同樣存在氣相膜片破損現象，而液相膜片完好。雖然此次基本達到了尿素行業雙法蘭液位變送器運行一年的標準，但通過氣相和液相法蘭膜片對比，液位計的運行周期還可以進一步提升。

 

雙法蘭液位變送器膜片的腐蝕原因分析：因擔心高壓液位計取壓管的結晶問題，自2013年11月系統開車以來，高壓液位計沖洗水一直投運至今，然而液位計沖洗水長期投運是會加速膜片的腐蝕和沖刷。

 

從理論角度來說，沖洗水(蒸汽凝液95℃左右)的加入，不會造成合成塔液位計膜片處局部濕度的升高，但是會改變液位計膜片處的介質組成，使膜片處局部溶液變稀，腐蝕性增加，從而破壞氧化膜對膜片腐蝕加劇。

 

同時從拆檢的雙法蘭液位變送器膜片腐蝕程度來看，在沖洗水經過膜片的地方，氧化膜明顯被破壞了，且在膜片破損處也大都是在沖洗水經過的地方，同時在2014年4月有一次更換雙法蘭液位變送器過程，其中一臺液位計由于缺少沖洗環未投運液位計沖洗水，然而同批的雙法蘭液位變送器只有這臺運行時間***長，于是判斷，沖洗水的投運與否對雙法蘭液位變送器膜片運行時間也存在的影響。

 

故障有效處理辦法

***終通過相關技術人員分析討論，在2015年11月更換雙法蘭液位變送器時對液相沖洗水停止投運，而氣相沖洗水與操作人員結合定期投運一次。經過測試，此次液位計運行至2017年7月出現指示異常損壞，較上次使用時間多運行了8個月，可見該措施有效。

 

相關知識拓展

從理論上分析，影響尿素對變送器膜片金屬腐蝕性主要與以下幾個方面有關：

1、 金屬膜片材質：合金元素鉻使鋼基體表面生成組織致密的氧化膜，可以減少腐蝕。

2、氧含量：為保證不銹鋼表面維持氧化膜使之呈鈍態，須保持溶液有一定的含氧量。

3、溫度：升高溫度會強化電化腐蝕的電極過程，尿素水解和甲銨的離解程度也增加，而氧在溶液中的溶解度降低，故升高溫度會加強尿素對變送器膜片金屬材質的腐蝕。

4、介質組成：溶液中的氨能中和溶液的酸性，抑制氨基甲酸或氰酸的形成，所以，提高溶液的氨碳比能減輕腐蝕速度，而提高水碳比則溶液變稀，增加銨鹽(NH4COONH2或NH4CNO-)的解離，強還原性離子(COONH2-，CNO-)增多，從而加劇變送器膜片腐蝕。

 

故障處理經驗談

目前在CO2汽提法尿素高壓液位計中的選擇，國內同行業大致分為三種：使用***為廣泛的是放射性液位計，較少使用雷達液位計和差壓液位計。考慮到安全和性價比，該廠選擇了通用性更強的高靜壓雙法蘭液位變送器。日常維護過程中應積極與廠家及類似工況的同行業人員進行交流，了解雙法蘭液位變送器的使用周期，通過發現的問題逐步積累經驗，尋找更為可靠適用于現場環境的液位測量儀表。