存在氢气的情况下，请慎选压力传感器的隔膜

电力18讯：    氢气是最简单、最小的原子。水、酸、碱以及无数有机化合物都含有氢。虽说氢并不是腐蚀性的物质，但是在选用压力变送器时考虑不周到，氢气会造成一些问题。
    氢原子会穿过压力变送器的金属隔膜，引起测量误差。压力变送器的隔膜厚度一般只有0.025mm至0.050mm。通常氢气是由两个氢原子组成的分子H2的形式出现。氢分子不会穿过金属隔膜。但是，如果氢分子分裂成氢离子，也就是两个H+原子，它就会穿过金属隔膜，因为H+离子比隔膜金属材料中两个分子之间的空隙还要小。
    氢离子H+穿过隔膜后，会形成H2分子，留在压力变送器里面。H2会逐渐地溶解到压力变送器中的液态硅酮里面，时间一长，硅酮中的氢气会饱和，因而形成气泡。
  气泡会引起零点出现移动，影响测量结果，因而降低变送器的性能。随着氢气数量的增加，隔膜会向外扩张，引起裂纹，导致硅酮流失，于是压力变送器会失效。



什么情况下会出现H2渗透
    如果在一项应用中存在纯粹的氢气，渗透问题是不言而喻的。但是，如果它不是以纯粹的氢气的方式出现，也会出现渗透。氢原子会随时从分子上脱离出来成为离子。它从分子上脱离出来的方式有以下几种。
    1．在高温或者高压下，会出现变化。如果氢气是纯的，氢分子的互相碰撞会破坏结合键。
    2．电化作用会引起游离。海水的电解作用和弱电解反应这种类似的反应中，以及镀锌管道，都会引起腐蚀，产生氢离子。
    3．在高温时蒸汽会引起金属隔膜腐蚀，产生氢离子。



隔膜的保护
    隔膜材料会影响渗透率，这是因为不同材料的分子晶格的间隙是不同的。在过去，一直是用不锈钢制造隔膜，避免使用像Hastelloy C和Monel 这些镍基金属，更不用说用钽了。
    用镀了金的不锈钢制造的隔膜虽然很贵，但是它的保护作用是最好的，因为只要镀上厚度只有3μm的一层金就能够消除渗透现象。


改进了的新产品
    减轻氢离子渗透的一个方法是在压力变送器使用的标准Hastelloy C隔膜上涂敷一层钝态涂层。钝化了的Hastelloy C隔膜的渗透率通常与不锈钢隔膜相近，但是它耐腐蚀的性能比不锈钢隔膜好，寿命比不锈钢隔膜长。
    在存在大量氢气的情况下，我们建议使用镀金Hastelloy C隔膜。
    是采用钝化Hastelloy C隔膜还是采用镀金Hastelloy C隔膜，需要考虑几个问题。（在表中列出了镀金隔膜应该用于哪种存在氢气的应用。）
    对于不同类型的管道，应当选择不同的隔膜。可以按下面的表来选择隔膜材料。

结论
    使用普通Hastelloy C隔膜的钝化变送器的耐腐蚀性能优异，价钱与使用不锈钢隔膜的产品相似。
    与非钝化Hastelloy C隔膜相比，钝化Hastelloy C隔膜的耐腐蚀性能和防止渗透的保护作用都比较好。
    由于耐腐蚀性能和防止渗透的性能都比较好，长期使用的成本较低。因此，不经常到使用现场，用于标定变送器的时间也减少了。如果氢气渗透的问题比较大，用镀金的隔膜可以胜任。