W oprzyrządowaniu przemysłowym niezawodność czujnika lub przepływomierza zależy nie tylko od jego elektroniki i dokładności, ale także od materiałów mających bezpośredni kontakt z medium procesowym. Te powierzchnie stykowe są powszechnie znane jako materiały części mokrych lub materiały zwilżane.
W przypadku czujników ciśnienia, przetworników poziomu, przepływomierzy elektromagnetycznych i przyrządów do pomiaru temperatury wybór odpowiedniego mokrego materiału ma kluczowe znaczenie dla zapobiegania korozji, zapewnienia-długoterminowej stabilności i zmniejszenia kosztów konserwacji.
W tym artykule wyjaśnimy różnice między 6 najpopularniejszych mokrych materiałów, czyli stalą nierdzewną 316L, hastelloyem C-276, tantalem, niklem, tytanem i monelem, a także udzielimy wskazówek dotyczących wyboru odpowiedniego materiału do różnych zastosowań przemysłowych.
Co to są materiały na części mokre?
Materiały części mokrej odnoszą się do wszystkich elementów wewnątrz przyrządu, które są wystawione na działanie mierzonej cieczy lub gazu. Przykłady obejmują:
- Membrany czujnika
- Wkładki i elektrody przepływomierzy
- Połączenia procesowe
- Obudowy sond
- Rurki pomiarowe
Ponieważ elementy te są stale narażone na działanie środków chemicznych, wody morskiej, kwasów, zasad lub płynów o wysokiej-temperaturze, niezwykle ważna staje się kompatybilność materiałów.
Nieprawidłowy dobór materiału może skutkować:
- Korozja i wyciek
- Dryft pomiarowy
- Zmniejszona żywotność czujnika
- Częsta konserwacja
- Zagrożenia bezpieczeństwa w środowiskach niebezpiecznych
Stal nierdzewna 316L
Stal nierdzewna 316L jest standardowym mokrym materiałem stosowanym w większościinstrumenty przemysłowe. Zapewnia doskonałą wytrzymałość mechaniczną, dobrą odporność na korozję i-ekonomiczną wydajność. Litera „L” oznacza niską zawartość węgla, co poprawia wydajność spawania i zmniejsza ryzyko korozji międzykrystalicznej.
Zalety
Ekonomiczny i powszechnie dostępny
Dobra odporność na wodę, olej i łagodne chemikalia
Higieniczny i odpowiedni do zastosowań spożywczych
Doskonała wytrzymałość mechaniczna
Ograniczenia
316L może ulegać korozji wżerowej w środowiskach zawierających wysokie stężenia chlorków, takich jak woda morska lub roztwory soli. Nie jest również idealny do mocnych kwasów.
Typowe zastosowania
Systemy czystej wody
Systemy HVAC
Przetwórstwo żywności i napojów
Ogólne płyny przemysłowe
Łagodne procesy chemiczne
Hastelloy C-276
Hastelloy C-276 to stop niklu-molibdenu-chromu przeznaczony do stosowania w środowiskach silnie korozyjnych. Jest to jeden z najbardziej wszechstronnych stopów odpornych na korozję dostępnych w przemyśle oprzyrządowania. Wyjątkowo dobrze radzi sobie zarówno w utleniających, jak i redukujących środowiskach chemicznych.
Zalety
Znakomita odporność na kwas solny
Doskonała wydajność w środowiskach wilgotnych z chlorem
Odporny na korozję wżerową i szczelinową
Stabilny w wysokich temperaturach
Ograniczenia
Wyższy koszt niż stal nierdzewna
Trudniejsze w obróbce i spawaniu
Typowe zastosowania
Zakłady przetwórstwa chemicznego
Systemy przenoszenia kwasu
Odsiarczanie spalin
Oczyszczanie kwasów odpadowych
Agresywne chemikalia przemysłowe
Tantal
Tantal jest uważany za jeden z najbardziej-odpornych na korozję metali stosowanych w oprzyrządowaniu przemysłowym. Jego stabilność chemiczna jest niezwykle wysoka, szczególnie w silnie kwaśnym środowisku.
W wielu zastosowaniach tantal działa podobnie do szkła pod względem odporności na korozję, zachowując jednocześnie wytrzymałość metalu.
Zalety
Wyjątkowa odporność na mocne kwasy
Doskonała długoterminowa-stabilność chemiczna
Wysoka niezawodność w trudnych środowiskach korozyjnych
Ograniczenia
Bardzo drogi materiał
Trudne przetwarzanie i produkcja
Nie nadaje się do środowisk kwasu fluorowodorowego
Typowe zastosowania
Stężony kwas siarkowy
Układy kwasu solnego
Farmaceutyczna obróbka chemiczna
Przemysł chemiczny o wysokiej-czystości
Nikiel
Czysty nikiel zapewnia doskonałą odporność na media alkaliczne i niektóre neutralne chemikalia. Jest powszechnie stosowany w zastosowaniach sody kaustycznej i systemach przetwarzania alkaliów.
Zalety
Doskonała odporność na wodorotlenek sodu
Dobra wydajność w środowiskach alkalicznych
Dobra przewodność cieplna
Ograniczenia
Słaba odporność na silne kwasy utleniające
Ograniczone zastosowanie w mediach-bogatych w chlorek
Typowe zastosowania
Systemy sody kaustycznej
Alkaliczne zakłady chemiczne
Zbiorniki do przechowywania środków chemicznych
Przemysłowe systemy czyszczenia
Tytan
Tytan jest powszechnie uznawany za wyjątkową odporność na wodę morską i korozję chlorkową. Tworzy na swojej powierzchni stabilną warstwę tlenku, zapewniając-długotrwałą ochronę nawet w trudnych warunkach morskich. Oprócz odporności na korozję tytan oferuje również wysoki stosunek wytrzymałości-do-masy.
Zalety
Doskonała odporność na wodę morską
Silna odporność na korozję chlorkową
Lekki, ale mocny mechanicznie
Długa żywotność w środowisku morskim
Ograniczenia
Droższe niż stal nierdzewna
Spawanie i obróbka skrawaniem wymagają specjalnych procesów
Typowe zastosowania
Odsalanie wody morskiej
Inżynieria morska
Platformy offshore
Systemy chłodzenia słoną wodą
Oczyszczanie ścieków przybrzeżnych
Monel
Monel to stop niklu-miedzi znany z doskonałej odporności na wodę morską, zasady i kwas fluorowodorowy. Utrzymuje również silne właściwości mechaniczne w szerokim zakresie temperatur.
Zalety
Doskonała odporność na wodę morską
Dobra wydajność w środowiskach alkalicznych
Wysoka wytrzymałość mechaniczna
Odporny na kwas fluorowodorowy
Ograniczenia
Droższe niż stal nierdzewna 316L
Ograniczona odporność na niektóre kwasy utleniające
Typowe zastosowania
Morska ropa i gaz
Zawory i pompy morskie
Systemy słonowodne
Zastosowania kwasu fluorowodorowego
Porównanie typowych mokrych materiałów
|
Tworzywo |
Główna zaleta |
Najlepsze dla |
Poziom kosztów |
|
Stal nierdzewna 316L |
Ekonomiczne-i wszechstronne |
Woda, żywność, łagodne chemikalia |
Niski |
|
Hastelloy C-276 |
Silna odporność na kwasy |
Agresywne chemikalia |
Wysoki |
|
Tantal |
Ekstremalna odporność na korozję |
Skoncentrowane kwasy |
Bardzo wysoki |
|
Nikiel |
Odporność na alkalia |
Soda kaustyczna |
Średni |
|
Tytan |
Odporność na wodę morską |
Zastosowania morskie |
Wysoki |
|
Monel |
Odporność na wodę morską + HF |
Morskie i słonowodne |
Średni-Wysoki |
Jak wybrać odpowiedni mokry materiał
Wybór odpowiedniego materiału zależy od kilku ważnych czynników.
1. Kompatybilność chemiczna
Pierwszą kwestią jest skład chemiczny medium procesowego.
Na przykład:
Woda i łagodne ciecze → Stal nierdzewna 316L
Roztwory wody morskiej i chlorków → Tytan lub Monel
Silne kwasy → Hastelloy C-276 lub Tantal
Ciecze alkaliczne → Nikiel
Przed ostatecznym wyborem należy zawsze sprawdzić tabele zgodności antykorozyjnej.
2. Temperatura i ciśnienie
Wysokie temperatury mogą przyspieszyć korozję. Niektóre materiały tracą wytrzymałość lub odporność na korozję w podwyższonych temperaturach.
Do trudnych warunków pracy:
Kwasy wysokotemperaturowe → Hastelloy C-276
Morskie systemy wysokociśnieniowe- → Tytan
Warunki kriogeniczne → Monel
3. Budżet i żywotność sprzętu
Chociaż stopy egzotyczne są początkowo droższe, z biegiem czasu mogą znacznie zmniejszyć przestoje i koszty wymiany.
Do zastosowań ogólnych często wystarcza 316L.
W środowiskach silnie korozyjnych inwestycja w Hastelloy lub Tytan może znacznie poprawić niezawodność.
Typowe zastosowania przemysłowe
Woda i ścieki
Świeża woda → Stal nierdzewna 316L
Woda morska → Tytan
Przemysł Chemiczny
Układy kwasowe → Hastelloy C-276 lub Tantal
Systemy alkaliczne → Nikiel
Morskie i przybrzeżne
Rurociągi słonowodne → Monel lub Tytan
Żywność i napoje
Higieniczne linie technologiczne → Stal nierdzewna 316L
Wybór materiału na część mokrą jest jednym z najważniejszych czynników zapewniających niezawodność i żywotność instrumentów przemysłowych. Różne materiały oferują różne zalety pod względem odporności na korozję, wytrzymałości mechanicznej, tolerancji temperaturowej i kosztów.
Nadal nie wiesz, jak wybrać odpowiedni materiał na część mokrą? Skontaktuj się z nami, aby uzyskać pomoc.