插入式法兰压力变送器主要由隔离膜片、插人筒体、固定法兰、毛细管、填充液、变送器本体等组成。压力变送器的取压口与插人装置之间通过焊接方式连接,连接管为直径仅3mm的不锈钢(316L)毛细管,长度1.5-10.5m。毛细管壁较厚,可承受20MPa的压力。用氩弧焊和滚焊方式将法兰与感压的弹性膜片焊接在一起。在变送器与毛细管接口处,对毛细管与膜片内腔采取抽真空的方式加填充液(如硅油),然后密封充液孔。这样,用膜片将流体介质与变送器本体隔离,并通过膜片与毛细管内的填充液将过程压力传输到变送器本体,通过变送器内部传感器转换成4~20mA直流信号送到DCS。

    1·膜片变形凹陷

    在生产过程中出现仪表无指示，拆下检査,发现膜片凹陷变形。此类现象一般是毛细管某一端或变送器取压法兰密封有问题,毛细管有砂眼或机械疲劳损伤断裂所致。当因振动或温度变化导致充液孔、变送器取压法兰密封焊接脱落损坏时,在工艺过程静压作用下,会出现填充液渗漏。静压越高,填充液渗漏的速度越快。填充液部分渗漏出去后,其压力传输能力会减弱或丧失,使仪表指示不准或无指示。此时变送器弹性感应膜片就会单向承受过程压力,使很薄的膜片(厚度0.40.5mm)贴到法兰体或插人筒的支撑体上形成凹陷,严重时膜片会被击穿、破裂。

    2·膜片变形凸出

    在正常生产过程中,分离器控制出现指示波动,当系统停工时,该表指示明显上升。拆下法兰检査,发现隔离膜片已变形凸出,呈半球状。通过认真分析认为导致变送器膜片变形凸出的主要原因有以下几点。

    (1)填充液内存有气体。正常生产过程中仪表指示波动;停车后设备压力迅速下降,在温度变化较慢的情况下,隔离膜片内气体体积也迅速增加,使隔离膜片膨胀变形凸出。

    (2)填充液成分不纯,液内有易气化的物质。开车过程中,设备内压力、温度逐渐升高,隔离膜片内的压力及温度也随之升高,物质不会发生气化,仪表指示基本稳定,但是在停车过程中,设备内压力下降较快,在温度下降较慢的情况下,易气化物质发生气化,造成隔离膜片变形凸出。

    (3)膜片制造过程中产生了极微小的焊缝裂纹、微孔等。过程压力会透过这些裂纹或微孔逐渐使膜片内部的填充液压力升高,最终使膜片内的压力同过程压力基本相同。当系统停车时,过程压力迅速降低,由于裂纹或微孔很小,膜片内压力下降缓慢,就会形成膜片内部压力高,膜片外部压力低,当差压较大时,就会使膜片变形凸出。

   3·膜片破裂或被腐蚀冲刷破裂

    由于膜片是感压元件,厚度仅0.4~0.5mm,如果出现工艺超压运行,将使膜片因超压而超出其弹性范围而破裂。单法兰压差变送器膜片虽然采用了耐腐蚀的316L材料,但是长时间使用,介质温度、压力变化较大,膜片可能因钝化层被破坏而腐蚀,加之受高温高压介质长期冲刷,膜片将变得越来越薄,最终无法承受过程压力而破裂。

    4·毛细管断裂

    (1)机械损伤。在运输、调校、安装过程中稍有不慎都有可能造成毛细管的损伤,使用中周围人员活动也可能造成毛细管意外损伤。

    (2)振动损伤。仪表安装在工艺管道振动较大的地方,毛细管常年受振动影响,会产生疲劳而断裂。

    (3)质量问题。毛细管与变送器及插入装置之间焊接材料不对、焊接不牢等都会造成毛细管的断裂。

    (4)材料问题。由于测量介质具有强腐蚀、易结晶的特点,如果毛细管材料选择不当,可能造成:①当隔离膜片损坏后,测量介质进入毛细管内,造成毛细管内部腐蚀而断裂;②在测量环境中,时常有氨及强腐蚀物质存在,也会造成毛细管因外部腐蚀而断裂。