耐高温压力变送器在特殊场合应用

摘要:针对在真空或低温测量条件下，耐高温压力变送器由于使用寿命短或测量精度低而没有得到充分利用,该文重点分析了会影响耐高温压力变送器的正常运行的影响因素，并提出用于真空或低温环境的耐高温压力变送器的应用方案。通过典型应用方案的研究，耐高温压力变送器的整体动态性能大大提高。
0引言
　　在真空或低温测量条件下,耐高温压力变送器由于使用寿命短或测量精度低而没有得到充分利用。对于一些应用,实际测量误差太大。因此，如何在低温或真空条件下正确应用耐高温压力变送器是一个有待解决的问题。
1问题分析
　　在高真空或低温条件下，以下因素会影响耐高温压力变送器的正常运行。
(1)螺纹链接的密封性。绝大部分耐高温变送器通过在一根毛细管两端使用螺纹来连接变送器和过程连接件。在真空条件下,传感膜片受到重力外力作用,使变送器内部填充油处于负压真空,外部空气可通过螺纹连接进入毛细管,严重影响测量精度的点。
(2)填充油虽是油性,但含有少量溶解气体。.这些溶解的气体在高真空条件下会被释放和膨胀，压力会以测量误差传递到变送器的敏感部件.上。
(3)在低温工作条件下(通常在-10℃以下)，在低温”下减少毛细管内的充油量会扰乱正常的压力传递过程，导致测量误差。
(4)腐蚀性工况:包括环境条件、应用工况的腐蚀性。如在导压管材质为碳钢或不锈钢适用的工况选择普通型的压力和差压变送器;如碳钢或不锈钢无法满足工况要求时，应选用隔离式变送器。腐蚀性工况需特别注重材质的选型。
　　变送器的材质包括了变送器的膜片及接液材质、法兰材质、外壳材质、排气/排液阀材质、传感器填充液材质、毛细管灌充液材质、螺栓螺母材质等，选型中最需要关注的是膜片材质、接液材质和法兰材质。
2解决方法
　　针对以上问题的分析，提出了以下用于真空或低温环境的耐高温压力变送器的应用方案。
(1)全焊接压力变送器。毛细管、变送器和过程连接之间的所有连接都是全焊接密封结构，以消除可能的泄漏点。
(2)根据不同的应用，可以精确控制填充油量。根据用户的应用和不同充填油的特点,经过仔细计算，适当减少充填油量,以补偿充填油的膨胀效应。对于低温应用，可根据具体应用适当增加填充油量,以补偿填充油体积收缩的影响。
(3)特殊的补油排油处理。对填充油进行油预处理,主要目的减少溶解气体含量，且在灌油的过程中,采用真空灌油,并在油达到真空度要求的情况下严格控制灌油量,保证最终产品的测量精度。
(4)在现代工艺流程中,耐高温变送器往往采用对称设计，在高低压两端具有相同的隔膜、相同的.毛细管长度和相同的充油流体。
　　一般认为,当温度变化的影响作用于变送器的高、低压侧时,这种影响就会被消除。温度对隔膜的影响通常被认为是温度漂移的最重要原因。事实上，情况恰恰相反。
　　在高低压侧使用相同长度的毛细管并没有提高性能，反而增加了温度变化对变送器整体性能的影响。变送器取决于温度不仅取决于基型产品膜片的!温度变化量，毛细管的长度也是影响变送器温度变化的重要因素，且硬度和毛细管的长度成正比。.
　　高低压侧使用相同的毛细管长度，是毛细管长度的两倍,从而增加了温度对变送器整体性能的影响。即，如果过程温度150℃或更低且过程条件允许,则拆除高压侧端口毛细管并直接连接变送器,可以缩短毛细管的长度，降低因温度变化对变送器精度及相应时间的影响。
(6)根据测量介质化学特性的不同进行选择。
　　不同浓度的同种介质在不同温度下的腐蚀性也有所不同。隔膜密封式变送器，一-般内膜盒选用不锈钢材质，接液外膜盒根据介质特性进行选择。目前常用的材质除316L、蒙乃尔、铪氏合金和坦膜片。
　　根据环境条件和经济性来考虑变送器的外壳材质，外壳材质一般包括铝合金和不绣钢材质,如果不是处于腐蚀性较强的环境条件,选择铝合金材质更经济些。
3耐高温变送器典型应用方案
(1)工艺脉冲压力测量。如油田注水泵压力测量，易造成变送器损坏针对高速脉冲气压或液压,变送器有专用的气压、液压缓冲装置，小巧，易于安装。在油田注水站脉冲泵成功应用。
(2)应用多晶硅项目。多晶硅主要用于集成电路和太阳能发电。具有耐高温、高压、有毒、易燃、易爆、腐蚀性强等特点,对可靠性和稳定性有较高的要求。如:江西赛维LDK5000吨多晶硅冷加氢装置使用镀金钽膜时，最低温度为-70℃,最高温度为350℃。
(3)碳四裂解项目应用。乙烯是石化工业的主导产品,炼厂碳四是炼油厂裂解乙烯的原料。一般工艺使用大量碱性介质(如氢氧化钠、氢氧化钾)，反应器温度通常为200~280℃，工艺中必须加入氢气。由于工艺的性质，在生产中必须存在高腐蚀、高温、易燃、爆炸危险和高压。宏力化工首个四碳裂解项目在高温钽硅油裂解反应器中使用了PDS473和483H变送器。
4总结
　　该文对耐高温压力变送器在特殊场合下的应用做出了分析，通过对变送器的高低压侧测量膜片的尺寸和材质、毛细管的长度、管径的粗细、加注油的种类选择，实现批量优化，提高整体动态性能。