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壓力變送器的氫脆現象是如何發生的

時間:2021-05-20
氫是自然界中*小的原子,本身沒有腐蝕性,但有很強的滲透性。氫氣原子比金屬原子大得多,所以氫氣可以在高溫高壓下分解成氫氣原子,滲透到金屬材料晶格陣列的間隙位置。這個滲透過程主要經過以下階段。
 
(1)氫(H2)與金屬材料(M)表面碰撞,金屬材料(M)表面對痕氫(H2)物理吸附形成混合物(H2M),即H2+M→H2M。
(2)混合物(H2M)繼續與金屬材料(M)的外表面接觸,形成氫原子(HadM),吸附在金屬的外表面,稱為化學吸附過程,在高溫高壓條件下促進化學吸附,即H2M+M→2HadM。
(3)金屬材料(M)表面對氫原子的吸附飽和時,逐漸溶解擴散,形成原子氫滲入材料,即HadM→MHad。
(4)環境溫度和壓力降低后,原子氫(MHad)逐步分析,在金屬材料中(M)中重組氫分子(H2),即2HadM→2M+H2。氫分子比氫原子大得多,氫分子留在金屬材料跑,金屬材料中有裂紋。材料脆性是所謂的氫脆性現象。
該壓力傳感器是一種將壓力信號轉換成電信號進行控制和遠程傳輸的裝置。核心部件是單晶硅諧振傳感器和測量膜盒。壓力計工作時,壓力膜盒與壓力膜接觸,壓力膜通過壓力膜內密封填充的硅油傳導液將壓力膜傳遞到微真空腔內的彈性部件(諧振梁),彈性部件發生微小變形,變形程度與壓力成正比。通過單晶硅諧振傳感器和單片機,壓力變送器將變形位移轉換成4~20毫安的遠程電流信號,實現介質壓力的測量。為了減少傳輸過程中的壓力損失,防止被測介質的腐蝕,一般選擇具有一定彈性和耐腐蝕性的金屬壁材料(厚度在40~80μm之間,各設備供應商略有差異)制作測量膜,常用的測量膜材料有不銹鋼316L、哈氏合金、鉭、鈦等。由于薄膜厚度測量不足0.1mm,氫氣泡傳感器在測量過程中容易發生高溫度變化和高溫度變化。氫氣泡傳輸過程中,氫氣泡傳輸過程中容易發生高溫度變化。

 

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