Проникновение водорода повреждает металлические диафрагмы? Покрытие золотом/родием обеспечивает эффективный барьер

В процессах производства водорода, гидрокрекинга и гидрогенизации передатчики дифференциального давления сталкиваются с скрытой, но очень разрушительной угрозойпроникновение водородаЭта проблема не вызывает мгновенного сбоя, но постепенно разрушает точность измерений в течение нескольких месяцев или лет, в конечном итоге приводит к полному сбою датчика.

В этой статье анализируется механизм сбоя, наука о материалах и стратегия отбора, чтобы объяснить, как диафрагмы, покрытые золотом / родием, эффективно решают проникновение водорода.

1Проникновение водорода: недооцененная долгосрочная угроза

1.1 Физический процесс проникновения

Механизм проникновения водорода хорошо известен в отрасли процессовых измерений.молекулы водорода (H2) диссоциируются на ионы водорода (H+) на поверхности металлической диафрагмыЭти ионы являются одними из самых маленьких в природе и могут проникать через пробелы атомного масштаба в металлической решетке, проникая внутрь диафрагмы..

Как только они попадают внутрь, эти ионы водорода рекомбинируются в молекулярный водород (H2) внутри жидкости наполнения, образуяводородные пузыриСо временем жидкость наполнения насыщается водородом, и объем пузырей накапливается..

1.2 Специфическое влияние на производительность измерений

Влияние водородных пузырей на передатчики дифференциального давления постепенно, но окончательно:

• Дрейф на нулевой и протяженности: пузыри занимают пространство в жидкости наполнения, изменяя механическую передачу давления от диафрагмы к измерительной камере, вызывая отклонение выходного сигнала

• Разрыв диафрагмы (эффект Jiffy-Pop): В экстремальных случаях объем пузырьков достаточен, чтобы заставить диафрагму выбиться наружу, в конечном итоге вызывая разрыв, утечку жидкости для заполнения и полный отказ передатчика

Скорость проникновения контролируется тремя основными факторами:температура диафрагмы,частичное давление водорода, иМеталлическая решетчатая структура В то время как первые два диктуются условиями процесса, выбор материалов является переменной, которую инженер приборов может активно контролировать.

2Технический принцип золото-родиопокрытых диафрагм

2Почему золото блокирует проникновение водорода?

Различные металлы имеют разные константы решетки (атомное расстояние). Трудность проникновения ионов водорода зависит от плотности решетки.Золото (Au) имеет более плотную решетчатую структуру, чем нержавеющая сталь и Hastelloy C-276, что значительно затрудняет прохождение ионов водорода через.

В промышленной практике золото откладывается в видетонкопокрытый слойЭто покрытие образует плотный физический барьер, который останавливает ионы водорода на поверхности диафрагмы, а не полагается на внутреннее сопротивление базового материала.

2.2 Золотопокрытие против пассивации оксидом хрома

В отрасли существуют две общие стратегии защиты водорода:

Для процессуальных сред, содержащих свободные ионы водорода (например, диафрагмы Монеля при использовании фториновой кислоты), единственным эффективным решением является позолотание..

2.3 Технические характеристики покрытия золотом/родием Endress+Hauser

Согласно технической документации Deltabar S, диафрагма, покрытая золотом/родием, доступна в качестве стандартного варианта (код заказа: вариант материала диафрагмы "6") для платформ PMD75, FMD77 и FMD78.Это покрытие специально разработано для устранения ошибок измерений, вызванных диффузией атомов водорода через металлические диафрагмы в водородных приложениях..

3Рекомендации по отбору: когда обязательное покрытие золотом/родием

3.1 Сценарии обязательного отбора

3.2 Поддерживающие соображения отбора

В дополнение к покрытию золотом/родием следует оценить следующие меры поддержки:

• Очистка кислородных служб (вариант HB): Если точка измерения включает кислород или окружающую среду, обогащенную кислородом, очистка службы кислорода должна быть указана одновременно, чтобы избежать риска сгорания от контакта масла/жира с кислородом.

• Совместимость покрытия с материалом диафрагмы: Увеличение толщины позолоченного покрытия незначительно влияет на скорость распыления диафрагмы

4Заключение.

Для точек измерения дифференциального давления с применением водорода, особенно при производстве водорода,гидропереработка, и синтез аммиакаОпределение диафрагмы, покрытой золотом/родием, является рациональным инженерным решением, основанным на материаловедении и полевом опыте, а не на чрезмерной инженерии..

Золотовалочное покрытие обеспечивает надежный физический барьер благодаря своей плотной решетчатой структуре, обеспечивая сопротивление проникновению более чем в 5 раз больше, чем стандартный пассивированный Hastelloy.Учитывая, что температуру процесса не можно снизить и частичное давление водорода не может быть устранено, правильный выбор материалов диафрагмы является последней управляемой переменной, обеспечивающей долгосрочную стабильность измерений.

Связанные ключевые слова:передатчик давления проникновения водорода, покрытие диафрагмы золотом, водородное обслуживание, применение водорода Deltabar S, защита датчиков хрупкости водорода, уплотнение диафрагмы покрытием золотом-родием