導波雷達液位計的導波桿(包括導波纜、鋼帶等)直接與被測介質(zhì)接觸,其材質(zhì)選擇需綜合考慮介質(zhì)的腐蝕性、溫度、壓力、粘度等特性,以及機械強度要求,以確保測量穩(wěn)定性和設備壽命。具體選擇方法如下:
一、核心選擇依據(jù)
導波桿材質(zhì)的核心要求是耐介質(zhì)腐蝕、適應工況參數(shù)(溫度 / 壓力)、避免與介質(zhì)發(fā)生化學反應,同時需滿足機械強度(如抗拉伸、抗磨損)和安裝環(huán)境需求。
二、常見材質(zhì)及適用場景
不同材質(zhì)的耐腐蝕性、耐高溫性、機械性能差異較大,以下為常用材質(zhì)及適用范圍:
1. 不銹鋼
304 不銹鋼
耐腐蝕性:適用于非強腐蝕性介質(zhì),如中性水、油品(汽油、柴油)、一般化學品(pH 6-8)、食品飲料等。
溫度范圍:-20℃~300℃(常規(guī)工況)。
局限性:不耐強酸(如鹽酸、硝酸)、強堿(如濃氫氧化鈉)和氯離子濃度高的環(huán)境(如海水、鹽水),易發(fā)生點蝕。
316/316L 不銹鋼
耐腐蝕性:在 304 基礎上添加鉬元素,耐腐蝕性更強,可耐受弱酸性介質(zhì)(如稀硫酸、磷酸)、含氯離子的環(huán)境(如鹽水、海水)、部分有機溶劑(如乙醇)。
溫度范圍:-196℃~450℃(316L 因低碳含量,焊接后耐晶間腐蝕性能更優(yōu))。
適用場景:化工行業(yè)中等腐蝕性介質(zhì)、沿?;蚋啕}環(huán)境、工況(316L 符合食品接觸標準)。
雙相不銹鋼(如 2205)
耐腐蝕性:優(yōu)于 316,可耐受較高濃度的酸(如硫酸、硝酸混合液)、含氯介質(zhì),抗應力腐蝕能力強。
溫度范圍:-50℃~300℃。
適用場景:強腐蝕性工況(如化工高鹽廢水、酸性漿料)、高壓力環(huán)境(機械強度高于 316)。
2. 哈氏合金(Hastelloy,耐腐蝕)
常見型號:C-276、C-22 等。
耐腐蝕性:對強酸(如鹽酸、硫酸、硝酸)、強堿、高濃度氯離子介質(zhì)(如濕法冶金液)、含硫介質(zhì)(如原油)有優(yōu)異耐腐蝕性,是強腐蝕環(huán)境的。
溫度范圍:-200℃~650℃(高溫下仍保持穩(wěn)定性)。
適用場景:化工強腐蝕反應釜、酸洗槽、高鹽廢水儲罐等工況。
局限性:成本較高,一般僅在不銹鋼無法滿足時選用。
3. 鈦(Ti)及鈦合金
耐腐蝕性:在常溫下對大多數(shù)強酸(如硝酸、鉻酸)、海水、濕氯氣有強耐腐蝕性,但不耐氫氟酸、濃鹽酸和濃硫酸(高溫下)。
溫度范圍:-253℃~315℃(高溫下易氧化,需表面處理)。
適用場景:海洋工程(海水測量)、硝酸類介質(zhì)、航空航天領域低腐蝕高溫工況。
特點:重量輕、強度高,但成本較高,焊接工藝復雜。
4. 聚四氟乙烯(PTFE,塑料材質(zhì))
耐腐蝕性:幾乎耐所有化學介質(zhì)(除熔融堿金屬、氟氣),尤其適合強腐蝕性、高純度介質(zhì)(如氫氟酸、濃硝酸、有機溶劑)。
溫度范圍:-200℃~260℃(超過 260℃會逐漸分解)。
適用場景:化工高純度反應釜、半導體行業(yè)藥液罐、強腐蝕性漿料(如含氟介質(zhì))。
局限性:機械強度低,不耐磨損(如介質(zhì)含顆粒時易劃傷),長期使用可能因蠕變導致變形。
三、選擇步驟與注意事項
明確介質(zhì)特性
腐蝕性:確定介質(zhì)的 pH 值(酸性 / 堿性)、氯離子濃度、是否含氧化劑(如硝酸)等,優(yōu)先參考介質(zhì)對材質(zhì)的腐蝕速率數(shù)據(jù)(如年腐蝕率<0.1mm 為耐腐蝕)。
溫度 / 壓力:高溫下材質(zhì)的耐腐蝕性可能下降(如不銹鋼在>200℃時耐氯性降低),需選擇耐高溫牌號(如 310S 不銹鋼可耐 1000℃以上)。
介質(zhì)狀態(tài):含顆粒的介質(zhì)需選擇高硬度材質(zhì)(如雙相不銹鋼),避免磨損;高粘度介質(zhì)需避免材質(zhì)與介質(zhì)粘連(如 PTFE 適合粘性但無顆粒的介質(zhì))。
平衡成本與性能
常規(guī)非腐蝕介質(zhì)優(yōu)先選 304 不銹鋼(成本低);中等腐蝕選 316 不銹鋼;強腐蝕選哈氏合金或 PTFE;工況考慮鉭或特殊合金。
避免 “過度選型"(如用哈氏合金測量普通水),或 “選型不足"(如用 304 測量鹽水導致快速腐蝕)。
機械強度要求
長導波桿(如>5 米)需考慮材質(zhì)的剛性,避免彎曲(如不銹鋼優(yōu)于 PTFE);導波纜需抗拉伸(如 316 不銹鋼纜適合懸掛式安裝)。
含攪拌或湍流的工況,需選擇抗沖擊材質(zhì)(如雙相不銹鋼),防止導波桿斷裂。
行業(yè)合規(guī)性
食品、醫(yī)藥行業(yè)需選擇符合 FDA 認證的材質(zhì),避免材質(zhì)溶出污染介質(zhì)。
防爆場合需確保材質(zhì)滿足防爆等級(如不銹鋼可接地,避免靜電積累)。
總結
導波桿材質(zhì)選擇的核心是 **“耐腐、適配、經(jīng)濟"**:先根據(jù)介質(zhì)腐蝕性和工況參數(shù)篩選候選材質(zhì),再結合機械強度、成本和行業(yè)要求確定方案。必要時可參考材質(zhì)腐蝕手冊或與廠家溝通,進行模擬測試(如浸泡試驗)驗證耐腐蝕性。