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物位、壓力測量中的“氫滲”問題該如何解決?

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案例報道2024年05月09日 10:24人氣:830

物位、壓力測量中的“氫滲”問題該如何解決?

氫能是一種清潔的化石能源替代品,在持續(xù)推動全球低碳經濟方面具備很大潛力。然而,氫的化學和物理特性決定了在其加工過程中會存在特殊的挑戰(zhàn),這對氫能領域中使用的測量儀表也是一樣。VEGA測量儀表能夠滿足該行業(yè)對安全性和長期穩(wěn)定性的高要求。

特殊挑戰(zhàn)

物位、壓力測量中的“氫滲”問題該如何解決?

氫是最輕的元素,在正常條件下呈氣態(tài),只有在-253°C下才會變成液態(tài)。此外,氫氣還具有非常強的滲透性。這些特性對測量儀表的材料提出了特殊要求。

氫滲透:當氫氣滲透到金屬或電阻結構中,隨著時間推移會造成材料受損,導致測量性能出現(xiàn)不可逆的改變。

氫脆:氫原子還可能滲透到材料的結構內部,造成其機械性能嚴重退化。

盡管存在這些挑戰(zhàn),VEGA測量儀表依然能夠提供精確可靠的測量結果。無懼嚴苛工況的材料、防氫滲的過程連接干式陶瓷測量元件以及鍍金和鍍金/銠的測量儀表可確保長期的穩(wěn)定測量。

解決方案

物位、壓力測量中的“氫滲”問題該如何解決?

通過在膜片上鍍純金或鍍金鍍銠

有效防范氫滲

?? 金:鍍金主要適用于純凈的氣態(tài)氫,也就是干燥的氫氣。厚度約為25 µm的鍍金層即可顯著減緩氫滲速度。

物位、壓力測量中的“氫滲”問題該如何解決?

?? 金/銠:溶解在水基溶劑內的氫對材料的防氫滲能力提出了更高的要求。通過在鍍金的金屬膜片上再鍍一層薄薄的銠,不僅能夠保護較軟的鍍金層,還能充當催化劑,大大降低氫的滲透能力。


適用于高要求生產工藝的測量技術

與氫相關的工藝過程對可靠性和精度有非常高的要求。

安全第一

氫氣易揮發(fā),與氧氣混合非常容易爆炸,因此安全是重中之重。VEGA儀表采用適配的材料、正確的過程連接以及相應的涂層,確保在每個應用領域保證每個加工步驟的安全性。

堅實屏障守護

在氫能應用中,預先做好防護工作,意味著對氫滲透嚴陣以待。316L或Elgiloy合金等耐腐蝕材料能夠保障儀表的長期運行。此外,VEGA儀表也能夠通過鍍純金或鍍金鍍銠的方式,應對具有挑戰(zhàn)性的應用。

充分準備

安全是第一要務。VEGA為氫能應用提供的測量儀表具備各種全球現(xiàn)行的防爆認證。同時,它們還能滿足功能安全(SIL)的高要求。

密封嚴絲合縫

VEGA能夠為每種應用提供合適的測量儀表,并采用防滲透的過程連接,確保運行過程中沒有滲漏現(xiàn)象。

為此,VEGA使用來自世偉洛克等制造商的各種高壓連接件。 

氫能相關應用

物位、壓力測量中的“氫滲”問題該如何解決?

無論是介質具有腐蝕性、液面覆蓋氧氣或氫氣,還是介電常數(shù)較低,VEGA都能實現(xiàn)準確測量,為氫能產業(yè)全鏈條提供可靠的物位和壓力測量解決方案。

除了先前《VEGA儀表保障氫能產業(yè)各環(huán)節(jié)的精準測量》一文中我們所提到的堿性電解槽、PEM電解槽、液氫儲罐、氫氣管道這幾個應用,在以下的應用中同樣也會用到測量儀表。

氫氣儲罐

氫氣儲罐根據(jù)其尺寸大小,能夠儲存不同容量的氫氣,可用于加氫站或氫氣運輸?shù)取閮Υ姹M可能多的氫氣,會將儲罐最高增壓至1,000 bar。但在常溫下,氫仍舊始終處于氣態(tài)。使用VEGABAR 83壓力變送器,可測量并相應地控制壓力,通過干式電阻應變片實現(xiàn)可靠測量。


物位、壓力測量中的“氫滲”問題該如何解決?

物位、壓力測量中的“氫滲”問題該如何解決?

壓縮機


壓縮機是氫能價值鏈上非常重要的一環(huán)。氫氣非常輕,通過壓縮氫氣分子可增加其能量密度。因此,氫氣一般儲存在幾百巴的高壓下,一般為350 bar(35 MPa)和700 bar(70MPa)。氫氣壓縮機在加氫站的氫氣加注等應用中起到了關鍵作用。為了確保安全高效的設備運行,必須對氫氣壓縮機各個測量點的壓力進行監(jiān)測。

此處,同樣可使用壓力變送器VEGABAR 83測量壓縮機各測量點壓力;使用VEGABAR 29測量壓縮機管道壓力,安全測量壓力高達1,000 bar的氫氣


物位、壓力測量中的“氫滲”問題該如何解決?

物位、壓力測量中的“氫滲”問題該如何解決?

液氫運輸船


氫氣蘊含著巨大的能量,它的長距離運輸可以通過船舶來完成。為了盡可能減少氫氣損耗,必須在1 bar的壓力下將其冷卻至-253°C,以便將它以液體形式儲存。液氫的液位既可以使用細引壓管結合傳統(tǒng)差壓儀表的方式進行測量,也可以使用射空雷達,并且無需安裝接管,減少外界熱量漏入的風險。推薦使用VEGADIF 85壓變送器進行測量,即使靜壓很小,也能獲得精確的測量值。


物位、壓力測量中的“氫滲”問題該如何解決?

物位、壓力測量中的“氫滲”問題該如何解決?

關于VEGA

VEGA是一家生產物位、限位、壓力和密度測量儀表的全球制造商,并提供將儀表整合到過程控制系統(tǒng)中的設備和軟件。VEGA在全球擁有2,100多名員工,60多年來,VEGA為各類應用場合的測量難題提供了解決方案,包括化工和制藥設備、食品加工、飲用水供應、污水處理、垃圾填埋、采礦、發(fā)電、鉆井平臺、船舶、航空,等等。更多信息,歡迎來訪。


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