氫氣是一種頗有價(jià)值的并被廣泛測(cè)量的工業(yè)氣體,具有很重要的作用。在石油化工、食品糧油加工、半導(dǎo)體電子工業(yè)、燃料電池制造、醫(yī)藥化工、電力生產(chǎn)等,氫氣都有重要的應(yīng)用。由于氫氣價(jià)值是非常高的,貿(mào)易交接計(jì)量是氫氣流量測(cè)量的一個(gè)非常重要特性。
氫氣(H2)由兩個(gè)氫原子組成,無色、無味、無臭、無毒、易燃。分子重量為2,比重為0.0695,氫氣被認(rèn)定為是***輕的氣體,比空氣(mv=28.8)輕14倍多。
氫氣非常易燃。在常壓狀態(tài)下,氫氣含量達(dá)到4.0%~74%的混合物狀態(tài)即可易燃。由于氫氣***小著火能量(0.02mJ—比碳?xì)浠衔锏?**小著火能量小一個(gè)數(shù)量級(jí))很小,因此須***嚴(yán)密的防范措施來防止泄漏現(xiàn)象。
由于氫分子體積小,因此它能夠擴(kuò)散進(jìn)入許多金屬晶體格的空隙里,從而可能導(dǎo)致拉伸延展性(強(qiáng)度)的降低。這種效應(yīng)被稱為氫脆化,它主要影響高強(qiáng)度鋼鐵,而不是不銹鋼。奧氏不銹鋼,如304L和316L實(shí)際上對(duì)氫脆化有抵抗性的。這是由于鎳基合金C-22的Ni-Cr-Mo結(jié)構(gòu)。
在相同氣壓下,即使系統(tǒng)對(duì)于空氣或其他普通氣體的氣體來說是密不透風(fēng),但氫氣依然可能會(huì)從系統(tǒng)中泄漏出來。因此,美國壓縮氣體協(xié)會(huì)(CGA)的指南CGA G-5.4-1992是這樣規(guī)定:管道系統(tǒng)和管道的接頭***好通過焊接來防漏和防火。不允許使用軟焊料接頭。螺紋接頭可以應(yīng)用氫氣管道系統(tǒng),但須***確保將泄漏可能性減少到***小。用于氫氣管道系統(tǒng)的法蘭接頭應(yīng)具有金屬對(duì)金屬的密封或襯墊,墊圈應(yīng)選擇阻燃型材料。
可靠的、準(zhǔn)確的流量測(cè)量是提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的關(guān)鍵所在。差壓流量計(jì)、渦輪流量計(jì)和渦街流量計(jì)等現(xiàn)有體積測(cè)量技術(shù)受到準(zhǔn)確度的限制,使用這些技術(shù)測(cè)量氫氣時(shí),測(cè)得的準(zhǔn)確度通常等于±3%~8%。另外,量程范圍也受到了限制。而渦輪流量計(jì)的可動(dòng)部件還危害到了可靠性。目前氫氣流量測(cè)量應(yīng)用zui多、可靠性zui好的還是采用氫氣熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)。屬于直接式測(cè)量質(zhì)量流量的流量計(jì),并且都沒有可動(dòng)部件,量程范圍大。流體接觸面材質(zhì)采用316L,提高了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的持久性和安全性。熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)的傳感器是全焊接式的,因?yàn)椴灰笸ㄟ^壓力傳感器接口和溫度傳感器將流量讀數(shù)修正為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量,因此使用的系統(tǒng)管道接頭被減少到zui少。傳感器連接方式有法蘭連接,法蘭對(duì)夾連接,熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)還能提供大管道插入式連接。該流量計(jì)測(cè)量技術(shù)xj****,長期應(yīng)用穩(wěn)定性好,現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)成本極低,是非常受歡迎的計(jì)量器具。
為了準(zhǔn)確測(cè)量氫氣流量,需要對(duì)流量計(jì)標(biāo)定采用實(shí)流標(biāo)定,而這一限制使得大多數(shù)廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品達(dá)不到要求。