液位變送器等工業儀表應用中關于膜片選型的幾點建議（附案例）

隔離膜片安裝在普通測量儀表上，在保證原有儀表使用精度和靈敏度基礎上，能夠很好地解決儀表的腐蝕和堵塞問題，延長儀表的使用壽命。我們在工業生產場合，zui常見的就是各類變送器，比如單法蘭差壓液位變送器，雙法蘭差壓液位變送器，投入式靜壓液位變送器，各類膜片式的壓力變送器都可以看到隔離膜在其中發膜作用，使用臘片的好外在于：每次檢修時，只需更換新的隔離膜片即可，大大減少了維修工作量。

但是，如果膜片材質選用不當，將會導致裝置停車，引發安全事故。下面小編整理了幾點關于膜片選用的建議，一起看看~

1. EPDM適用于工作溫度不超過100℃的衛生級應用過程

EPDM——為三元乙丙橡膠 (Ethylene-propylene-diene monomer) 的簡寫，其主要特性為優越的彈性、耐氧化、抗臭氧和抗侵蝕，該膜片不僅適用于極性物質和蒸汽，也適用于熱水、冷水、堿性介質和非濃縮的酸類。EPDM 的耐溫范圍不如PTFE，它適用于工作溫度不超過100℃的衛生級應用過程。例如，純化水系統。

需要注意的是，因EPDM 遇有機物會發生溶脹，因此，不推薦將 EPDM 膜片用于礦物油、植物和動物脂肪、脂肪族或芳香族碳氫化合物、爐代溶劑或濃酸等工況。

2. FKM適用于高熱溫和高化學穩定性的環境

FKM——是氟橡膠的縮寫，指主鏈或側鏈的碳原子上含有氟原子的合成高分子彈性體。氟橡膠除了具有橡膠所特有的高彈性外，氟原子的引入也賦予了氟橡膠優異的耐熱性、抗氧化性、耐油性、耐腐蝕性和耐大氣老化性等特征。

3.PTFE適用于低溫高溫環境

聚四氟乙烯 (Poly Tetra Fluoro Ethylene, PTFE)是由氟乙烯合成的含氟聚合物，屬于氟塑料的一種。PTFE的化學惰性可防止交叉鏈接，因此無 “記憶”，即不能像彈性體那樣恢復到其原始形狀，該材質在張力下會產生蠕變和變形，即所謂 “冷流” 現象。

PTFE有著寬廣的溫度適用范圍 (- 200~260℃)，具備良好的抗擠壓、耐腐蝕、 無老化問題、抗水氣及紫外線、無毒性等特性。單純的PTFE膜片在130℃以上的溫度下，會產生較大的變形，造成膜片變形、損壞。

4. EPDM/PTFE復合膜片**應用于注射用水或純蒸汽等高溫的衛生級工況

EPDM/PTFE復合膜片，如下圖 (圖3.135)所示，有效解決了PTFE的耐溫和韌性問題，它既具有EPDM 的高彈性，又具有 PTFE的耐腐蝕性。在生物和醫藥行業，只有EPDM和PTFE（TFMTM）這兩種材料是可以選擇的，目前只有這兩種材料符合FDA認證并且滿足這一行業的各類需求。TFMTM是二代改良的PTFE，它比傳統的PTFE擁有更好的擴散性，并且已經作為一些廠家的標準。

5.膜片與工作介質直接接觸，在選擇膜片材料之前，都應對每一個應用進行具體分析。在同一設備運作中經常會存在不同的工況，這就導致了需要使用不同材料的各類膜片。介質的化學性質和溫度都會導致不同的相互作用，所使用產品的適應性必須通過產品兼容性列表或是質量專家的單獨檢測。只有通過了這一道程序，設備才能安全、經濟、長時間的運作。

 

（腐蝕性介質對應選用的膜片材質）

經典案例

差壓變送器故障造成氯堿裝置停車

基本情況

電解復極槽是江漢油田鹽化工總廠氯堿廠**次投產的強制循環離子膜電解裝置，設計能力年產2x10?t燒堿。主要設備是北化機生產的兩臺MBC型離子膜電解槽，工作介質為：鹽水、磁、氯氣、氫氣。裝置于2002年1月投入使用。

事故所在的工藝單元為電解復極槽A槽。電解復極槽A槽液相壓差變送器位號為PDI-SA-230A。變送器型號為3051型雙法蘭差壓變送器，主要用于測量電解槽陰極室和陽極室的液相壓力差，保證液相壓差控制在10-15kPa范圍內，以避免出現大壓差造成離子膜的振動，影響到離子膜的使用壽命。變送器量程設置如圖1所示。

圖1 變送器量程設置畫面

事故經過及處理過程

(一)事故前運行情況

事故前該裝置運行平穩， PDISA-230A運行正常，沒有任何異常狀況的報警信息。

(二)事故現象詳細描述

2002年4月5日14時20分至14時23分，電解復極槽A槽液相壓差變送器測量數據由12kPa突然升高到35kPa以上，超過高高限報警值(35kPa)，DCS聯鎖動作，A槽跳閘，整套裝置停產。

(三)影響范圍

電解槽事故停車容易造成離子膜損壞，并影響上下游工藝穩定，直接經濟損失約為3萬元，間接經濟損失約為5萬元。

(四)儀表及系統處理過程

事故發生后，儀表人員到現場檢査，拆檢差壓變送器，發現其低壓側四氟防腐隔離膜片和傳感膜片已灼燒出一個小洞，低壓側毛細管內硅油漏出，已不能傳導壓力。

儀表人員拆除故障儀表，更換一臺EJA118W型雙法蘭壓差變送器，并加裝差壓變送器專用特氟龍防腐隔離膜片，校驗合格后投入運行。

壓差變送器的安裝見圖2，結構見圖3。

圖2 安裝示意圖
 

圖3 變送器結構圖

(五)事故性質

儀表設備事故。
 

事故原因分析

(一)事故單元事故前簡要評價

事故單元為北京羅斯蒙特3051型雙法蘭差壓變送器，此變送器為中外合資企業生產，參數設置簡單，維護方便，在一般工藝場合使用可靠性較好。

(二)直接原因分析

測量膜片強度和絕緣性不夠，被高電流灼燒后損傷，造成硅油泄漏，測量失真。

(三)間接原因分析

電解復極槽是高電流電解槽，滿負荷時電流高達9kA，儀表金屬測量膜片與介質一旦直接接觸就會發生電化學反應，并在很短的時間內將金屬測量膜片腐蝕并擊穿，造成內部硅油泄漏。

防范措施

(一)經驗教訓

這次事故主要是由于儀表設計安裝時只考慮了電化學反應對變送器膜片的腐蝕傷害，而未考慮到電解槽高電流對儀表的傷害，安裝的是比較薄的普通國產四氟隔離防腐膜片。

(二)防范措施

(1)將電解復極槽液相壓差變送器更換為EJA118W型雙法蘭壓差變送器，同時加裝專用 Teflon防腐膜片，見圖4。

圖4  防腐膜片示意圖

此隔離膜片與國產隔離膜片的區別主要有：一是厚度增加了，厚度的增加可以有效地提高絕緣性和強度；二是隔離膜片與金屬膜片間增加了氟油，使隔離膜片與金屬膜片之間沒有空氣間隙，測量更加精確，并進一步增加了絕緣性。

更換后至今沒有出現因壓差變送器故障造成氯堿裝置停車的事故，使用效果顯著，將B、C、D槽上的液相壓差測量儀表均更換為同型號壓差變送器。

(2)技術措施。加強儀表設備的前期管理，儀表技術人員參與儀表設備的選型工作。并根據儀表使用情況做好分析記錄，發現問題及時改進。

(3)管理措施。儀表技術人員、操作人員要及時巡檢，及時發現問題。定期對液相壓差測量儀表進行檢查，特別是檢查防腐隔離膜片的完好性。發現不正常情況及時更換避免因同樣原因造成事故。

(4)組織措施。建立健全儀表管理組織機構，定期召開儀表技術人員專題會議，解決儀表設備管理的各種問題。在會上有好的經驗可以相互推廣，取長補短。

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