观点讨论：硫化氢腐蚀对排水管网在线仪表的影响及其解决方案

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在以前的文章《 观点讨论：排水管网流量测量的难点和面临的挑战 》 中，我们强调了重力排水管网流量测量的特殊性和复杂性：①管径越大的管道，埋深越深，流速越快；②管道底部通常有污泥沉积；③满管/非满管交替运行；④悬浮物浓度波动大，异物/油脂和杂质多导致传感器容易被缠绕和覆盖，悬浮物以及卫生纸等杂质会对测量造成干扰；⑤随着提质增效的推进，管网里的CH ₄ 和H ₂ S等浓度不断增加；⑥安装点的选择等。

 

今天，我们讨论排水管网H ₂ S腐蚀对排水管网在线仪表的影响及其解决方案。

图 1   排水 管网 腐蚀性气体散发过程 (以硫化氢为例)

H ₂ S腐蚀通常指管道中含有一定浓度的H ₂ S和水产生的腐蚀，主要有电化学腐蚀和气体腐蚀两种类型。影响H ₂ S腐蚀的因素有H ₂ S浓度、pH值、温度、流速、二氧化碳与氯离子的浓度等。管网中H ₂ S等浓度不断升高，增加了井下作业人员气体中毒风险和井下安装测量设备的H ₂ S腐蚀风险。

重力流埋地 排水管网 内部安装的在线仪表 ，其传感器可设置在常水位以下 （ 如流量计 ） 或以上 （ 如超声波液位计 ） 。在线仪表，尤其是传感器 长期使用在 腐蚀性气体 和 高湿环境 中。

• H ₂ S腐蚀是指H ₂ S溶于水中后电离呈酸性，使流量计和液位计的电缆、电缆接口、传感器表面及传感器不锈钢背板受到电化学腐蚀，造成壁厚减薄或局部点蚀穿孔。

• 在线仪表的核心部件为传感器 ，其 感应元器件 、 触点 、 导线等元器件虽然有一定防护等级绝缘和密封 ， 但长时间位于 高湿、 高腐环境 ， 会对金属导线 、 塑料外壳 、 导线和电缆橡胶护套等零部件 ，带来腐蚀老化，使其强度下降、表皮剥落、导向接触短路，造成仪表故障。

• 当传感器和变送器出厂时不能达到严格意义上的IP68，酸性气体容易进入长期运行的传感器和变送器内部，导致传感器和变送器内部的气体腐蚀并使产品受损。

• 即使传感器和变送器在出厂时能够达到严格意义上的IP68，如果其密封材料选择不当，在排水管网环境中长期运行的密封材料容易失效，导致传感器和变送器内部的气体腐蚀并使产品受损。

我们常能听到用户提及排水管网中安装的流量计和液位计的使用寿命短的问题，实际使用寿命甚至低于1～2年。H ₂ S腐蚀就是导致排水管网中安装的流量计和液位计低使用寿命的主因之一。

• 防护等级：传感器和变送器均需要严格达到IP68，密封材料要长期抗H ₂ S等的腐蚀。
• 电缆：电缆的材质要能适用于油污、低温环境等恶劣场合。
• 电缆表面和电缆接口：需要进行表 面处理。表面处理材料需要有优异的耐化学腐蚀的稳定性，以便保护电缆和电缆接口。
• 传感器：传感器外壳的材质需要耐热和耐低温、耐化学腐蚀性、耐辐射性以及高强度。在较高和较低的温度情况下，仍需要保持良好的化学稳定性。
• 传感器背板： 需要采用高等级的不锈钢，避免脆化，萌生裂纹和开裂。

作者：王   强 （上海铂尔怡环境技术股份有限公司）

制作：文   凯

审核：李德强

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