腐蝕現象

腐蝕是金屬在其環境中由于化學作用而遭受破壞的現象。一切金屬與合金對于某些特定環境可以是耐腐蝕的，但是在另一些環境中卻對腐蝕又很敏感。一般來說，對于所有環境都耐腐蝕的工業用金屬材料是不存在的。

腐蝕可以分為均勻腐蝕（uniform corrosion）或全面腐蝕（general corrosion）與局部腐蝕（localized corrosion）。全面腐蝕的腐蝕速度可用mm/a等單位來表示。通常將腐蝕速度在0.1mm/a以下的材料作為耐腐蝕材料[37]。對于腐蝕速度較此再大一個數量級，也即腐蝕速度為1mm/a材料，對于一般設備有時可酌情定為可以使用的材料。對于流量儀表的測量元件，則是不容許的。根據腐蝕速度的大小，可以預測金屬的使用壽命。

3.6.2 腐蝕性介質對流量測量儀表的損害

介質的腐蝕性對流量測量儀表是個嚴重威脅，只有像夾裝式超聲波流量計等個別種類的流量計受腐蝕影響較小。

a. 腐蝕性介質將流量測量儀表與介質直接接觸的關鍵零部件腐蝕，使之損壞，喪失功能。例如，腐蝕造成差壓變送器膜片損壞，硅油外漏而*失效。電磁流量計電極因腐蝕引起介質外泄，導致勵磁線外圈燒毀等。

b. 流量測量儀表的關鍵零部件長時間受腐蝕性介質的腐蝕而改變幾何尺寸，導致儀表準確度降低。例如，轉子流量計中的轉子被流體腐蝕后，外形尺寸減小，導致流量示值偏低。又如渦街流量計中的旋渦發生體被流體腐蝕而寬度尺寸減小，迎流面表面變得粗糙，從而引起流量系數改變。就連受腐蝕介質影響較小的夾裝式超聲波流量計，也常因金屬管內壁被介質腐蝕的坑坑洼洼，使發射和接收信號變弱，嚴重時喪失靈敏度。

c. 縮短儀表壽命。例如金屬管轉子流量計中的錐形管等零部件，使用幾年后，其焊接處被穿爛。

d. 腐蝕性介質滲漏，如不及時發現、及時處理，還容易釀成安全和人身事故。

3.6.3 對流量測量中流體腐蝕的措施

（1）定期更換儀表 腐蝕性介質對金屬的腐蝕，情況是多種多樣的。有的腐蝕速度很快，即全面腐蝕，有的腐蝕是輕微的，速度很慢，即局部腐蝕。在作儀表選型時應針對具體情況具體分析，然后作出決策。

例如壓縮空氣和水，一般認為是無腐蝕，其實不然。由于城區大氣中氮氧化合物濃度一般均較高，當它被壓縮空氣中的冷凝液吸收后，冷凝液即呈酸性，從而對碳鋼材具有輕度腐蝕。這種情況在硫酸廠、硝酸廠、氯堿廠等廠區，問題更嚴重些。當然，這時壓縮空氣中所含的除了稀硝酸外，可能還有硫酸、鹽酸等。水的情況也相似，尤其是河水，由于其中含有多種離子，也對碳鋼產生腐蝕。在這種條件下使用的儀表，若干年后也會出現被腐蝕的痕跡。例如，停車檢修發現流量節流裝置中的碳綱環室與流體接觸的表面被蝕，變得坑坑洼洼，嚴重時幾何尺寸和形狀都發生很大變化。而前后直管段內壁也變得高低不平。這種狀況都不符合檢定規程要求，難以保證原有的儀表度。

這時就產生一個命題，即是否設計選型要將節流裝置中的環室以及前后直管段也改為不銹鋼材質？當然，如果改為不銹鋼材質，環室和直管段的腐蝕問題肯定迎刃而解，但同時，投資增加了。而且投資增加數同管徑有關，如果公稱通徑較大，則投資增加就是個不小的數字。所以決策時應根據測量點的測量度要求、腐蝕嚴重程度、預期壽命、預算承受能力等，權衡利弊得失，靈活掌握。如果測量度要求不高（如用于過程監視、控制），輕度腐蝕，碳鋼材料預期壽命10年以上,改為不銹鋼投資增加較多，那么，寧可待環室等被腐蝕得無法繼續使用時，再將節流裝置整體或損壞部分予以更新。

（2）避重就輕 避重就輕是在對工藝流程和有關介質特性深入了了解的基礎上，合理選擇測量方案，同樣達到計量或對生產過程進行控制的目的，避開腐蝕性強的部位，而選在腐蝕性較輕的部位，甚至更改被調參數種類。例如（如果可行的話）將流量定值調節系統用液位均勻調節或其他合適的變量調節代替，從而避開流量測量儀表耐腐蝕的難題。

例如，進污水處理廠的污水流量一般都要測量，以便控制污染物排放總量。而污水一般或偏酸性或偏堿性，而且相應地要加入適量得堿或酸予以中和。那么，考慮污水對流量儀表的腐蝕，當然流量檢測點選在中和之后更好一些。

鋼廠荒煤氣的流量測量也有類似情況。荒煤氣中常常含有一定數量的二氧化硫，這種氣體在干燥的時候腐蝕性并不大，但荒煤氣離開爐窯后，隨著輸送距離的增長，氣體溫度逐漸降低，濕度相應升高，并很快出現凝液而具有較強的腐蝕性。考慮煤氣流量測量儀表安裝位置時，當然應當選在氣體出現凝液之前。

（3）選擇具有耐腐蝕特性的儀表

① 一般酸性介質的儀表選型。渦街流量傳感器和渦輪流量傳感器，與流體接觸的部分為耐酸鋼，一般酸性液體和氣體都能使用。

用耐酸綱制成的橢圓齒輪流量計，可以滿足一般酸性液體計量的需要。

至于某一公司的具體的某個產品是否適用于某用戶的特定介質，除了查閱有關樣本和資料外，還需向制造商詳細咨詢，能做出承諾更好。有經演的制造商積累了大量常用材料使用介質范圍和腐蝕范圍速度的數據，還有一些是某些材料不適用介質范圍的數據，這非常寶貴，表3.13所示是上海光華愛而美特公司提供的電磁流量計電極材料耐腐蝕特性表 [6] 。但因腐蝕性介質多種多樣，有些介質在現成的資料中往往找不到答案，這時可與制造商，由用戶提供腐蝕性介質，制造商提供待試材料，在規定條件下掛片試驗。

表3.13 常用電極材料及其使用范圍

② 導電液體的儀表選型。電磁流量計的測量管內襯材料有多種，其中耐腐蝕性能的是聚四氟乙烯。電極材料也有好幾種，能滿足絕大多數腐蝕性介質的需要。文獻 [38] 列有（美）Foxboro公司《襯里和電極材料的選用表》。在選擇電極材料時，應以滿足需要為原則，不要迷信貴金屬,因為貴金屬也不是的。表3.14所列就是鉑銥合金和鉭不耐腐蝕的化學介質。當然表中列入的液僅僅是示例，而非全部。