一、對化工儀表的認識

     化工生產(chǎn)往往是在特定的溫度、壓力、流量、物位、成分的條件下，物料連續地在管路和容器中進(jìn)行化學(xué)反應的過(guò)程。在化工生產(chǎn)中必須對這些參數進(jìn)行準確的監測與控制，才能保證化工生產(chǎn)的正常進(jìn)行?，F代工業(yè)生產(chǎn)的一個(gè)重要特點(diǎn)是生產(chǎn)裝置大型化、生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化?；x表的作用就是實(shí)現生產(chǎn)工藝過(guò)程中各種工況信息的檢測、轉換、顯示和控制，是實(shí)現生產(chǎn)裝置安全操作，平穩運行，提高效率的基本條件和重要保證。 

     21世紀，隨著(zhù)化工自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的不斷深化，化工儀表也得到了的飛速的發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化儀表已經(jīng)從模擬儀表技術(shù)步入數字化和智能化技術(shù)的時(shí)代?；x表的分類(lèi)按其作用劃分，一般可分為檢測儀表、顯示儀表、調節控制儀表和執行器四大類(lèi)。檢測儀表將所需監測控制的參數利用接觸或非接觸的方式進(jìn)行測量后轉換成相應的信號送至顯示儀表或調節系統，如需調節，則由調節系統輸出信號，由執行機構完成。因此，在生產(chǎn)過(guò)程中與介質(zhì)發(fā)生接觸，容易受到腐蝕的元器件主要是檢測儀表和執行器。

二、化工儀表防腐蝕研究現狀

     對化工儀表而言，腐蝕研究的重點(diǎn)應該集中在檢測變送器和執行機構上。目前，材料選擇、工程結構設計、穩定工藝參數、涂覆已經(jīng)成為人們普遍采用的儀表防腐措施。

     首先，檢測儀表往往需要與腐蝕性介質(zhì)進(jìn)行直接接觸，因此儀表相應單元制作材料的選取非常重要。從20世紀70年代至90年代，國內各研究所先后研制出30余種儀表耐腐蝕合金，為在不同介質(zhì)中選取經(jīng)濟可靠的耐腐蝕儀表材料提供了較大的選擇范圍。同時(shí)，對耐腐蝕合金性能的分析也為儀表的長(cháng)周期運行提供了防腐蝕依據。其次，由于儀表腐蝕的影響因素除材料以外，還有工藝環(huán)境的影響，包括溫度和壓力的影響，因此對于儀表的結構應該按其所使用的工況特點(diǎn)和控制要求而加以選擇。

     近年來(lái)，對調節閥的結構研究取得了較大的進(jìn)展，選擇結構合理的調節閥以及適應環(huán)境的閥體、組件材料，在大多數化工生產(chǎn)中，可以有效地克服氣蝕和閃蒸對化工儀表的損害。工業(yè)自動(dòng)化儀表的作用是指示和控制生產(chǎn)過(guò)程中的工藝參數，因而要求儀表性能準確、靈敏、可靠、耐用。

     實(shí)踐證明對儀表的功能元件采用涂覆、加隔離液或襯里等防腐措施，常常會(huì )降低儀表的準確性、靈敏度和可靠性。因此，根據各種儀表的功能特性和使用環(huán)境的腐蝕性，正確設計和正確選擇儀表用耐蝕材料以及改進(jìn)工程、工藝設計、控制工藝環(huán)境等對儀器儀表的防腐蝕是切實(shí)有效的措施。

     目前我國對化工儀表防腐蝕方面的研究還存在許多薄弱環(huán)節。對于相關(guān)儀表材料的選擇，自控儀表工程師常常只是簡(jiǎn)單的查閱一些說(shuō)明書(shū)或教科書(shū)，參考其所列出的相關(guān)材料的適用范圍進(jìn)行選擇，對于非常重要的執行機構往往也只是參考說(shuō)明書(shū)上所列出的適用工藝條件，便做出最終判斷。對于選擇這樣的儀表（包括調節閥等執行機構）在此工藝條件下究竟能夠使用多久，如何進(jìn)行使用壽命的計算至今尚無(wú)相關(guān)資料的詳細論證，此外，如何解決調節閥的汽蝕和閃蒸問(wèn)題，更是缺少理論上的分析論證。對整個(gè)儀表專(zhuān)業(yè)而言，缺少一些較為全面系統的對實(shí)際工作有指導意義的綜合性分析資料。

三、化工儀表腐蝕失效分析

     化工儀表的腐蝕是指構成儀表零部件的金屬或非金屬材料，由于物理作用、機械作用、化學(xué)或電化學(xué)作用引起的侵蝕和腐蝕現象，通稱(chēng)為化工儀表的腐蝕。研究化工儀表的防腐蝕問(wèn)題的目的是通過(guò)分析化工儀表的腐蝕類(lèi)型、機理及其危害，通過(guò)實(shí)驗分析，查找影響化工生產(chǎn)，尤其是氯堿生產(chǎn)和聯(lián)堿生產(chǎn)中所使用的化工儀表的主要腐蝕因素及其解決方法，從而實(shí)現提高儀表的防腐蝕性能，保證測量控制精度，用自動(dòng)化來(lái)提高生產(chǎn)效率的目的?；x表的主要腐蝕類(lèi)型是電化學(xué)腐蝕、化學(xué)腐蝕及由于物理、機械作用造成得對儀表材料的侵蝕。 

     1.電化學(xué)腐蝕 

　　電化學(xué)腐蝕是化工儀表在腐蝕環(huán)境中失效的最主要原因，是指構成化工儀表的金屬材料與被測介質(zhì)或者大氣等發(fā)生電化學(xué)作用而引起的腐蝕，其特點(diǎn)是腐蝕過(guò)程中伴隨有電流產(chǎn)生，相關(guān)數據表明，金屬的腐蝕大多由電化學(xué)腐蝕所致。

　　1）介質(zhì)腐蝕。介質(zhì)腐蝕是一種最常見(jiàn)的電化學(xué)腐蝕。例如化工生產(chǎn)過(guò)程中酸、堿、鹽溶液對儀表材料的腐蝕。 

　　2）大氣腐蝕。大氣腐蝕的本質(zhì)也是一種電化學(xué)腐蝕。其腐蝕過(guò)程發(fā)生在金屬表面的一層薄薄的冷凝膜中，主要表現為當冷凝液膜溶有及氯化物鹽類(lèi)等時(shí)，對儀表電子元件及其電路板、連接線(xiàn)路等的腐蝕。 

　　2.化學(xué)腐蝕 

　　指儀表材料與干燥高溫氣體或非電解質(zhì)溶液苯、乙醇等發(fā)生化學(xué)作用所引起的腐蝕。儀表材料在石化生產(chǎn)裂解裝置和硫鐵礦沸騰爐中的腐蝕就是一種非常典型的化學(xué)腐蝕。 

　　3.由于物理、機械作用造成對儀表材料的侵蝕。 

　　例如在合成氨生產(chǎn)中，高壓閥芯受到汽蝕而產(chǎn)生的破壞。再如儀表用非金屬材料如塑料氣源管受大氣或介質(zhì)作用引起的溶解、溶脹。 

四、化工儀表防腐方法

     在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，腐蝕因素的存在，造成儀表故障率頻繁發(fā)生。如果企業(yè)僅通過(guò)頻繁更換儀表的方式來(lái)保證生產(chǎn)設備自動(dòng)控制系統的正常運行，會(huì )大幅度增加企業(yè)的運營(yíng)及維護成本。因此，化工企業(yè)應該積極采用多種儀表防腐蝕措施。綜觀(guān)國內外研究狀況，對于儀表的防蝕技術(shù)而言，目前普遍采用的方法有以下幾種： 

     1.有針對性地選擇耐腐蝕金屬或非金屬材料制造防腐蝕儀表的零部件，這是化工儀表防腐蝕的根本方法。例如，擔膜片的變送器用于氯氣的工況測量，工作壽命可在1年以上。 

　　2.選擇合理的結構設計以及采用先進(jìn)的加工工藝，也是提高儀表防腐蝕性能的重要途徑。例如，用于合成氨的高壓調節閥在采用多級減壓調節方式后在生產(chǎn)過(guò)程中明顯體現出抗汽蝕，使用壽命長(cháng)的特點(diǎn)。 

　　3.對儀表的零部件采用涂覆、包、襯等方法進(jìn)行保護，提升儀表的防腐蝕能力。例如涂覆方法，涂覆防腐成本較低，操作簡(jiǎn)單，應用范圍較廣，是化工儀表防腐的一種有效方法，但是由于化工儀表對涂覆材料要求較高，因此，需要加大對防腐材料的研究，在做到儀表防腐的同時(shí)，同時(shí)保證儀表的正常運行。 

　　4.穩定工藝生產(chǎn)對提高儀表防腐蝕性能非常重要。在工藝生產(chǎn)過(guò)程中需要選擇合理的檢測方法和檢測點(diǎn)，并應用于適當的工況，例如在對氯氣的檢測中，如檢測點(diǎn)處于易積水的管段，則會(huì )大大增加儀表受腐蝕的程度。 

　　5.隔離防腐法，除了采用以上方法提高化工儀表防腐蝕性能外，還應盡量做好儀表檢測單元與腐蝕性介質(zhì)的隔離設計。首先可以采用放射性、超聲波、光輻射等檢測儀表，此時(shí)可完全避免儀表被介質(zhì)腐蝕破壞。其次，采用隔離裝置、隔離膜片、隔離液和其它隔離措施，都可以使儀表檢測部份與介質(zhì)隔離，達到防腐蝕效果。隔離防腐是儀表防腐的有效方法，根據實(shí)際工況的不同和測量控制的需要，我們可采取加隔離液、吹氣、加保護層等方法有效地防止或減緩儀表的腐蝕。

五、化工儀表防腐設計的發(fā)展

     化工儀表是自動(dòng)化系統檢測控制的核心部件，儀表的失效主要是由腐蝕引起的，因此儀表的腐蝕問(wèn)題日益受到關(guān)注。我們可以根據具體工況進(jìn)行分析，選擇適當的儀表材料等方式來(lái)防止或減輕儀表的腐蝕，并在實(shí)際生產(chǎn)中采取相應對策來(lái)保證自動(dòng)化儀表的正常運行。首先，尋求既耐腐蝕又比較經(jīng)濟的耐腐蝕材質(zhì)來(lái)制做儀表的功能元件，以獲得較高的性?xún)r(jià)比。其次，尋求針對工藝條件的測量方式，如用超聲波測量液柱等。第三，注重先進(jìn)的工藝設計，對儀表進(jìn)行合理的結構改造。 

　　綜上所述，要解決化工儀表的腐蝕問(wèn)題，可通過(guò)分析相關(guān)腐蝕類(lèi)型中的主要腐蝕因素，通過(guò)儀表材質(zhì)的選取，工藝結構的改進(jìn)，提高儀表的防腐蝕性能，同時(shí)，可通過(guò)數學(xué)方式，結合實(shí)際測量數據，建立在一定條件下的腐蝕率關(guān)系式，并由此分析出儀表在特定環(huán)境的使用年限，為儀表的抗腐蝕和化工生產(chǎn)的正常進(jìn)行提供可靠的依據和保證。