液堿即液態(tài)狀的氫氧化鈉，亦稱燒堿、苛性鈉。是重要的化工基礎(chǔ)原料，用途*廣。液堿具有很強(qiáng)的腐蝕性，且液堿是劇毒物質(zhì), 須嚴(yán)防泄漏, 因此, 液面顯示裝置需安全可靠。只能用槽車或貯槽裝運(yùn)。尤其在液堿的生產(chǎn)中, 由于液位計(jì)量槽的頻繁改換及液堿包裝槽的頻繁灌裝, 液堿液位的液位顯示就顯得更為重要。在以前, 我公司在液堿生產(chǎn)中顯示液堿液面是用結(jié)霜式鋼管液面計(jì)來(lái)進(jìn)行的, 其液面判斷方式是以鋼管外表面的結(jié)霜位置來(lái)判斷容器內(nèi)液堿的液面。此液面計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是安全可靠, 拆卸方便。
但是缺點(diǎn)也很明顯，就是液面顯示不十分準(zhǔn)確, 僅靠鋼管外表面的結(jié)霜情況來(lái)判斷液面，有時(shí)相差還很大。因?yàn)殇摴苁揭好嬗?jì)存在上述缺點(diǎn),所以迫切需要一種新型的安全可靠且液面顯示準(zhǔn)確醒目的液面顯示器用于液堿的生產(chǎn)中。自此，一種更為先進(jìn)，名為循環(huán)水液位計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)入人們視野，并日益成為液堿生產(chǎn)中液位測(cè)量的*選液位計(jì)。在1991 年初**化工部在廣州召開(kāi)的堿行業(yè)安全協(xié)作組座談會(huì)上,專家組致推薦使用循環(huán)水液位計(jì)應(yīng)用于液堿生產(chǎn)，并對(duì)循環(huán)水液位計(jì)在液位測(cè)量領(lǐng)域中優(yōu)勢(shì)的詳盡說(shuō)明。此液位計(jì)是化工部化工勞動(dòng)保護(hù)研究所為防止液堿貯槽超裝、泄漏造成重大中毒事故而研制的。該液位計(jì)已于1991 年12 月通過(guò)化工部組織的技術(shù)鑒定, 作為一項(xiàng)技術(shù)成果向**化工行業(yè)推廣。
本文針對(duì)于磁翻板液位在生產(chǎn)實(shí)際使用中出現(xiàn)的一些問(wèn)題，與大家一起分析循環(huán)水液位計(jì)產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題對(duì)于液堿生產(chǎn)的重要關(guān)系。
循環(huán)水液位計(jì)的使用情況及出現(xiàn)的問(wèn)題
我公司堿產(chǎn)品車間于1993 年5 月利用計(jì)劃停車檢修的時(shí)機(jī)在液堿工段安裝使用了12套循環(huán)水液位計(jì)。其中液堿計(jì)量槽安裝了6 套, 液堿包裝槽安裝了2 套, 液堿氣化器安裝了4 套。在1993 年5 月中旬至10 月中旬這段時(shí)間里, 循環(huán)水液位計(jì)使用效果良好, 尤其對(duì)液堿氣化器和液堿包裝槽的使用更為方便。對(duì)液堿計(jì)量槽的液面顯示也非常醒目、準(zhǔn)確可靠。
循環(huán)水液位計(jì)在正常使用了5 個(gè)月后, 卻突然在使用中接連出現(xiàn)了兩次事故。事故過(guò)程敘述如下。
1993 年10 月22 日中班, 液化崗位操作工對(duì)1# 包裝槽進(jìn)行檢修, 先用氣泵對(duì)包裝槽進(jìn)行抽吸, 然后打開(kāi)人孔蓋進(jìn)行清理。清理完畢后重新封閉, 并用氣加壓試漏。當(dāng)貯槽內(nèi)氣壓力升至0. 6MPa 時(shí), 操作工發(fā)現(xiàn)循環(huán)水液位計(jì)的非磁性立管( 不銹鋼1Cr18Ni9Ti) 下部長(zhǎng)約10cm 的一段逐漸燒紅,并當(dāng)場(chǎng)燒壞磁翻板的塑料護(hù)盒, 并把護(hù)盒玻璃燒至炸裂。操作工見(jiàn)此立即進(jìn)行了處理: 先泄壓, 然后用氣泵抽真空, 關(guān)閉與1# 包裝槽相連的所有閥門。這時(shí)被燒紅的不銹鋼立管下部由于高溫被氧化已變成黑色。拆下立管后, 原來(lái)16cm 長(zhǎng)的浮子只剩下約5cm, 浮子內(nèi)的磁鐵棒由于高溫已失去磁性, 反應(yīng)生成的熔碴, 外觀類似燃燒不完全的碳碴樣。另外在拆卸不銹鋼管時(shí), 管里面有白色煙霧冒出。
在這次事故中, 由于包裝槽系空槽試壓, 操作工及時(shí)發(fā)現(xiàn)且立即采取措施進(jìn)行處理, 故沒(méi)有發(fā)生泄露事故, 也沒(méi)有造成人員中毒。如果當(dāng)時(shí)包裝槽盛滿液堿, 其后果將不堪設(shè)想。由于是*次出現(xiàn)這樣的事故, 且當(dāng)時(shí)也不清楚浮子內(nèi)部的組成及結(jié)構(gòu), 故沒(méi)有及時(shí)查明事故發(fā)生的原因。當(dāng)時(shí)車間立即決定暫停循環(huán)水液位計(jì)在液堿工段使用。在不影響正常生產(chǎn)的前提下, 逐步把循環(huán)水液位計(jì)重新改為結(jié)霜式鋼管液面計(jì), 以確保安全生產(chǎn)。但就在更換循環(huán)水液位計(jì)的過(guò)程中, 又發(fā)生了類似上面的事做。
1993 年10 月29 日早班, 當(dāng)班操作工更換3# 液堿氣化器 的循環(huán)水液位計(jì), 先用氣泵抽吸, 當(dāng)拆開(kāi)不銹鋼立管法蘭后, 立即從管內(nèi)冒出大量同上次完全一樣的白色煙霧, 持續(xù)時(shí)間達(dá)半小時(shí)之久。在這期間操作工佩戴防毒面具將不銹鋼立管拆下并搬至室外, 倒出管內(nèi)的浮子, 此時(shí)浮子已反應(yīng)掉1/ 3, 其內(nèi)部支架及磁鐵棒已裸露, 且浮子外殼、內(nèi)部支架及磁鐵棒繼續(xù)冒白煙。將殘余的浮子外殼、支架及磁鐵棒用水沖洗干凈并收集保存,以備將來(lái)事故分析時(shí)作為*一手資料。
事故原因分析
循環(huán)水液位計(jì)出現(xiàn)的兩次事故時(shí)間相隔一周。從當(dāng)時(shí)事故發(fā)生的現(xiàn)場(chǎng)來(lái)看, 從不銹鋼立管內(nèi)均冒出大量白煙。浮子外殼的一部分與氣發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。所不同的是, *一次事故是包裝槽在打壓時(shí)發(fā)生, 氣量較大,劇烈的化學(xué)反應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)放出大量的反應(yīng)熱, 將不銹鋼立管燒紅, 浮子亦與氣反應(yīng)掉大部分( 約2/ 3) 左右。*二次是在氣化器抽真空時(shí)發(fā)生, 氣量較小, 反應(yīng)較慢。拆開(kāi)不銹鋼立管法蘭后反應(yīng)熱與白煙反應(yīng)物一起逸出, 彌漫于廠房?jī)?nèi), 浮子與氣反應(yīng)掉小部分( 約1/ 3 左右) 。
10 月24 日, 我公司向循環(huán)水液位計(jì)生產(chǎn)廠家) ) ) 發(fā)函通報(bào)事故情況,向其詢問(wèn)浮子及其內(nèi)部支架和磁鐵棒的材質(zhì)情況, 以便準(zhǔn)確分析判斷事故發(fā)生的原因, 并及時(shí)采取防范措施。根據(jù)廠家提供的材料, 基本搞清了這兩次事故發(fā)生的原因: 浮子內(nèi)部鑲嵌磁鐵棒的支架系鋁件組成, 由于浮子兩端的不銹鋼焊縫焊接質(zhì)量較差, 焊縫有微孔砂眼。在容器打壓或抽真空時(shí), 液堿由焊縫上的微孔砂眼進(jìn)入浮子內(nèi)部, 與鋁支架發(fā)生了劇烈的化學(xué)反應(yīng),  同時(shí)放出大量的熱?，F(xiàn)場(chǎng)看到的大量白色煙霧的微小顆粒。反應(yīng)放熱產(chǎn)生的高溫使氣與不銹鋼浮子外殼也發(fā)生了反應(yīng), 又放出大量的熱。可以想象, 如果時(shí)間足夠長(zhǎng), 氣量足夠多, 整個(gè)浮子也會(huì)因劇烈反應(yīng)而消失, 進(jìn)而產(chǎn)生大量的熱, 使部分液堿氣化, 系統(tǒng)壓力升高, 并可能釀成更大事故。
循環(huán)水液位計(jì)的改進(jìn)
根據(jù)我公司循環(huán)水液位計(jì)所發(fā)生的兩次事故來(lái)看, 均是在系統(tǒng)打壓或抽真空時(shí), 液堿通過(guò)浮子兩端不銹鋼焊縫上的微孔砂眼進(jìn)入浮子內(nèi)部, 和鑲嵌磁鐵棒的鋁質(zhì)支架發(fā)生反應(yīng)而造成,  ,并放出大量的熱。此熱量又引起堿氣與不銹鋼浮子外殼發(fā)生反應(yīng), 進(jìn)一步使反應(yīng)加劇, 同時(shí)又放出大量的熱。如此惡性循環(huán), 使整個(gè)系統(tǒng)溫度升高, 部分液堿氣化, 系統(tǒng)壓力上升, 有引發(fā)更大事故的潛在危險(xiǎn)。
從以上分析可以看出, 事故引發(fā)的原因來(lái)自磁性浮子的制作質(zhì)量不過(guò)關(guān)。*先浮子內(nèi)部鑲嵌磁鐵棒的支架使用鋁質(zhì)不合適。因?yàn)樵谝簤A介質(zhì)中鋁質(zhì)*易與液堿發(fā)生反應(yīng), 并放出大量的熱, 使系統(tǒng)溫度升高。其次浮子兩端的不銹鋼焊縫不合格。由于焊縫只能采用單面焊接, 往往在焊縫上留有微孔砂眼, 因此液堿容易從此砂眼進(jìn)入浮子內(nèi)部而與鋁質(zhì)支架發(fā)生反應(yīng)。特別是系統(tǒng)打壓或抽真空時(shí)此種情況更易發(fā)生。因此為了避免上述現(xiàn)象的發(fā)生, 應(yīng)對(duì)浮子的制作做如下改進(jìn):
(1)把浮子內(nèi)部鑲嵌磁鐵棒的鋁質(zhì)支架改為不銹鋼支架。
(2) 改進(jìn)浮子兩端焊縫的焊接質(zhì)量, 杜絕焊縫上存留微孔砂眼。浮子制作完成后, 應(yīng)在使用介質(zhì)中做耐壓和真空試驗(yàn)。經(jīng)試驗(yàn)合格后, 再作為合格產(chǎn)品投向市場(chǎng)。
本文結(jié)語(yǔ)：
循環(huán)水液位計(jì)是一種新型的液位計(jì), 它具有安全、準(zhǔn)確、直觀、適用范圍廣的特點(diǎn), 它比傳統(tǒng)的玻璃管液面計(jì)具有無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。雖然在使用過(guò)程中出現(xiàn)了一些問(wèn)題, 但只要改進(jìn)浮子的制作質(zhì)量, 并經(jīng)過(guò)耐壓及真空試驗(yàn), 就能在化工生產(chǎn)中得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。這個(gè)實(shí)際案例告訴我們，從循環(huán)水液位計(jì)*小的配件翻柱到關(guān)鍵的部件浮子，生產(chǎn)環(huán)節(jié)都來(lái)不得一絲的馬虎，這不僅關(guān)系到保證的質(zhì)量的品質(zhì)，基本保持浮子故障零錯(cuò)率，也是對(duì)生產(chǎn)中人身安全的一種責(zé)任。