Aktuální vydání

celé číslo

07

2020

Řízení distribučních soustav a chytrá města

Měření a monitorování prostředí v budovách a venkovním prostředí

celé číslo

Měření tlaku agresivních chemikálií

číslo 8-9/2002

Měření tlaku agresivních chemikálií

Při měření tlaku agresivních chemikálií se používají membránové oddělovače (přenašeče tlaku) zhotovené ze speciálních materiálů, popř. opatřené ochrannými povlaky. Obr. 1. Zkušenosti s různými konstrukcemi oddělovačů získané při opravách a rekonstrukcích poškozených přístrojů přivedly firmu BHV senzory k návrhu původní konstrukce oddělovače kombinující teflon s plasty.

Vhodným odolným materiálem je tantal
Na ty části oddělovačů, které přímo přicházejí do styku s agresivním prostředím, se nejčastěji používá tantal, který, na rozdíl od chromniklové oceli, z níž jsou oddělovače obvykle konstruovány, spolehlivě odolává mnoha technicky významným chemikáliím. Mezi ně patří zejména kyselina chlorovodíková, popř. chlor a chlorovodík, ale v nezanedbatelné míře také ostatní anorganické kyseliny chloru a většina jejich solí, dále kyseliny sírová, siřičitá, dusitá a fosforečná, jakož i některé jejich soli. Použití tantalu je opodstatněno také tam, kde se vyskytují ostatní halogeny a halogenovodíky (s výjimkou fluorovodíku), ale i hydroxid vápenatý, fenol, etylenglykol, jakož i kyseliny octová, benzoová, mléčná, máselná, citronová, šťavelová, levulová a mnoho dalších chemikálií. Při volbě materiálu membrány je třeba vzít v úvahu, že se jedná o fólie o tloušťce od 0,02 do 0,10 mm, a tudíž je na místě požadovat absolutní korozní odolnost. Výpary a zředěné roztoky přitom často mají ničivější účinky než tytéž látky v koncentrované podobě.

Obr. 2.

Z cenových důvodů se z tantalu zhotovují pouze oddělovací membrány, popř. se tantalovou fólií pokryjí i ostatní plochy, které přicházejí do styku s agresivním médiem, a tělo oddělovače zůstává z korozivzdorné oceli. Tantal je s korozivzdornou ocelí svařen, přičemž v oblasti svaru vzniká směs obou materiálů. Je evidentní, že svar není odolný vůči agresivnímu působení měřeného média, a musí být umístěn mimo jeho dosah. V provozu však je třeba počítat s tím, že vinou chybné montáže dojde k prosakování média do oblasti svaru, popř. k působení agresivních výparů z okolního prostředí. Důsledkem je podleptání svaru „zvnějšku“, které je vidět např. na obr. 1.

Německá firma T-S-T (Trennmembran-System-Technik GmbH) používá řešení, které je v řezu schematicky naznačeno na obr. 2. Jedná se o přírubový oddělovač, jehož dosedací plocha je opatřena ocelovým kroužkem obaleným tantalovou fólií. Jde o ukázku vynikajícího zpracování tantalové fólie. Choulostivým místem však zůstává svar spojující tantal s korozivzdornou ocelí.

Ochrana plasty (teflonem)
Ochranu svaru před působením agresivního prostředí zvenku i zevnitř lze zajistit tak, že svar bude umístěn v dosedací ploše příruby pod těsněním z vhodného plastu. Obr. 3. Je to jednoduché řešení, ale v dlouhodobém provozu málo spolehlivé: použití nevhodného či zdeformovaného těsnění nebo chybné vystředění součástí při montáži vede k jisté zkáze.

Vhodnými plasty na povlaky jsou fluoroplasty, např. PTFE (teflon), E-CTFE (Halar) nebo PFA, které se aplikují obvykle ve vrstvách o tloušťce několika desetin milimetru a vytvoří účinnou ochranu i na „obyčejné“ membráně z korozivzdorné oceli.

Bohužel, fluoroplastové povlaky často nelze použít, protože:

  • agresivní plyny a páry jimi prosakují, byť v malém množství, které však postupem času tenkou membránu poškodí,

  • plastové povlaky jsou měkké a snadno se mechanicky poškodí, tlusté povlaky zase nevhodně zvětšují tuhost membrány.

V konstrukci oddělovačů s tantalovou membránou je možné povlaky z fluoroplastů vhodně použít jednak k ochraně tělesa oddělovače z masivní korozivzdorné oceli proti působení vnějšího prostředí, jednak k ochraně svaru v dosedací ploše pod těsněním – to ovšem s rizikem poškození při montáži a demontáži.

Obr. 4.

Původní kombinovaná konstrukce oddělovače
Na základě zkušeností, získaných zejména při rekonstrukci poškozených oddělovačů různých výrobců, vyvinula firma BHV senzory kombinovanou konstrukci přírubového oddělovače, která je v částečném řezu naznačena na obr. 3. Tělo oddělovače je z korozivzdorné oceli, tantalová membrána je k tělu přivařena v dosedací ploše příruby a svar je kryt plochým kroužkem z teflonu. Kroužek je přidržován masivním štítem z tvrzeného PVC (popř. z polypropylenu nebo z korozivzdorné oceli se silným potahem z PTFE), zabraňujícím posunutí kroužku nebo jeho poškození při montáži. Štít je k tělu oddělovače připevněn šrouby a během provozního života oddělovače se nesnímá. Výhodou této kombinované konstrukce navíc je i ochrana membrány před mechanickým poškozením při manipulaci a možnost využít větší průměr membrány (při dané velikosti příruby).

Kombinovaná konstrukce oddělovače je použitelná pro převodníky tlaku i pro přímoukazující deformační tlakoměry (obr. 4). V modifikované podobě ji lze využít i pro jiné druhy připojení k technologickému procesu, jakož i pro membrány z jiných kovových materiálů.

Jan Vaculík, Petr Hejl,
BHV senzory

BHV SENZORY
160 00 Praha 6 - Sedlec
Suchdolská 4
tel.: 02/20 92 02 53
tel./fax: 02/20 92 20 36
e-mail: bhvsenzory@bhvsenzory.cz
http://www.bhvsenzory.cz

Inzerce zpět