(排水管网中安装的流量计和液位计的使用寿命甚至低于 1-2 年;硫化氢腐蚀是导致其低使用寿命的重要因素之一。)
在以前的文章《观点讨论:排水管网流量测量的难点和面临的挑战》(链接)中,我们强调了重力排水管网流量测量的特殊性和复杂性:
①管径越大的管道,埋深越深,流速越快;
②管道底部通常有污泥沉积;
③满管/非满管交替运行;
④悬浮物浓度波动大,异物/油脂和杂质多导致传感器容易被缠绕和覆盖,悬浮物以及卫生纸等杂质会对测量造成干扰;
⑤随着提质增效的推进,管网里的 CH4 和 H2S等浓度不断增加;
⑥安装点的选择等。
今天,我们讨论排水管网硫化氢腐蚀对排水管网流量计的影响及其解决方案。
一、硫化氢腐蚀对排水管网流量计(及液位计)的影响
参考百度百科的解释,硫化氢腐蚀是指管道中含有一定浓度的硫化氢(H2S)和水产生的腐蚀,主要有电化学腐蚀和气体腐蚀两种类型:
影响硫化氢(H2S)腐蚀的因素有硫化氢浓度、pH 值、温度、流速、二氧化碳(CO2)与氯离子(Cl-)的浓度等。管网中 H2S 等浓度不断增加,增加了井下作业人员气体中毒风险和井下安装测量设备的硫化氢腐蚀风险。
硫化氢腐蚀是指硫化氢(H2S)溶于水中后电离呈酸性,使流量计和液位计的①电缆、②电缆接口、③传感器表面及④传感器不锈钢背板受到电化学腐蚀,造成壁厚减薄或局部点蚀穿孔。
当传感器和变送器出厂时不能达到严格意义上的 IP68,酸性气体容易进入长期运行的传感器和变送器内部,导致传感器和变送器内部的气体腐蚀并使产品受损。
即使传感器和变送器在出厂时能够达到严格意义上的 IP68,如果其密封材料选择不当,在排水管网环境中长期运行的密封材料容易失效,导致传感器和变送器内部的气体腐蚀并使产品受损。
我们常能听到用户提及排水管网中安装的流量计和液位计的使用寿命短的问题,实际使用寿命甚至低于 1-2 年。硫化氢腐蚀就是导致排水管网中安装的流量计和液位计低使用寿命的重要因素之一。
二、解决方案
根据长期实践,我们的提出如下解决方案,以便应对排水管网硫化氢腐蚀的挑战,并提升排水管网中安装的流量计和液位计的使用寿命:
防护等级:传感器和变送器均需要达到严格的 IP68,密封材料要长期抗硫化氢等的腐蚀。
电缆:电缆的材质要能适用于油污,低温环境等恶劣场合。
电缆表面和电缆接口:需要进行表面处理。表面处理材料需要有优异的耐化学腐蚀的稳定性,以便保护电缆和电缆接口。
传感器:传感器外壳的材质需要耐热和耐低温、耐化学腐蚀性、耐辐射性以及高强度。在较高和较低的温度情况下,仍需要保持良好的化学稳定性。
传感器背板:需要采用高等级的不锈钢,避免脆化,萌生裂纹和开裂。
三、小节
随着提质增效的推进,管网里的 CH4 和 H2S 等浓度不断增加,增加了井下作业人员气体中毒风险和井下安装测量设备的硫化氢腐蚀风险。
硫化氢腐蚀包括电化学腐蚀和气体腐蚀两种类型,是导致排水管网中安装的流量计和液位计低使用寿命的重要因素之一。
需要在传感器和变送器的防护等级、电缆材质、电缆表面和电缆接口的防腐处理、传感器和传感器背板的材质选择上下功夫,才能全面应对硫化氢腐蚀的挑战。