物位、压力测量中的“氢渗”问题该如何解决？

• 关键词：氢能,液氢,压力变送器
• 作者：VEGA威格仪表
• 摘要：氢的化学和物理特性决定了在其加工过程中会存在特殊的挑战，这对氢能领域中使用的测量仪表也是一样。

氢能是一种清洁的化石能源替代品，在持续推动全球低碳经济方面具备很大潜力。然而，氢的化学和物理特性决定了在其加工过程中会存在特殊的挑战，这对氢能领域中使用的测量仪表也是一样。VEGA测量仪表能够满足该行业对安全性和长期稳定性的高要求。

特殊挑战

氢是最轻的元素，在正常条件下呈气态，只有在-253°C下才会变成液态。此外，氢气还具有非常强的渗透性。这些特性对测量仪表的材料提出了特殊要求。

氢渗透：当氢气渗透到金属或电阻结构中，随着时间推移会造成材料受损，导致测量性能出现不可逆的改变。

氢脆：氢原子还可能渗透到材料的结构内部，造成其机械性能严重退化。

尽管存在这些挑战，VEGA测量仪表依然能够提供精确可靠的测量结果。无惧严苛工况的材料、防氢渗的过程连接、干式陶瓷测量元件以及镀金和镀金/铑的测量仪表可确保长期的稳定测量。

解决方案

通过在膜片上镀纯金或镀金镀铑有效防范氢渗

金：镀金主要适用于纯净的气态氢，也就是干燥的氢气。厚度约为25 µm的镀金层即可显著减缓氢渗速度。

金/铑：溶解在水基溶剂内的氢对材料的防氢渗能力提出了更高的要求。通过在镀金的金属膜片上再镀一层薄薄的铑，不仅能够保护较软的镀金层，还能充当催化剂，大大降低氢的渗透能力。

适用于高要求生产工艺的测量技术

与氢相关的工艺过程对可靠性和精度有非常高的要求。

安全第一

氢气易挥发，与氧气混合非常容易爆炸，因此安全是重中之重。VEGA仪表采用适配的材料、正确的过程连接以及相应的涂层，确保在每个应用领域保证每个加工步骤的安全性。

坚实屏障守护

在氢能应用中，预先做好防护工作，意味着对氢渗透严阵以待。316L或Elgiloy合金等耐腐蚀材料能够保障仪表的长期运行。此外，VEGA仪表也能够通过镀纯金或镀金镀铑的方式，应对极具挑战性的应用。

充分准备

安全是第一要务。VEGA为氢能应用提供的测量仪表具备各种全球现行的防爆认证。同时，它们还能满足功能安全(SIL)的高要求。

密封严丝合缝

VEGA能够为每种应用提供合适的测量仪表，并采用防渗透的过程连接，确保运行过程中没有渗漏现象。

为此，VEGA使用来自世伟洛克等知名制造商的各种高压连接件。

氢能相关应用

无论是介质具有腐蚀性、液面覆盖氧气或氢气，还是介电常数较低，VEGA都能实现准确测量，为氢能产业全链条提供可靠的物位和压力测量解决方案。

除了先前《VEGA仪表保障氢能产业各环节的精准测量》一文中我们所提到的碱性电解槽、PEM电解槽、液氢储罐、氢气管道这几个应用，在以下的应用中同样也会用到测量仪表。

氢气储罐

氢气储罐根据其尺寸大小，能够储存不同容量的氢气，可用于加氢站或氢气运输等。为储存尽可能多的氢气，会将储罐最高增压至1,000 bar。但在常温下，氢仍旧始终处于气态。使用VEGABAR 83压力变送器，可测量并相应地控制压力，通过干式电阻应变片实现可靠测量。

压缩机

压缩机是氢能价值链上非常重要的一环。氢气非常轻，通过压缩氢气分子可增加其能量密度。因此，氢气一般储存在几百巴的高压下，一般为350 bar(35 MPa)和700 bar(70 MPa)。氢气压缩机在加氢站的氢气加注等应用中起到了关键作用。为了确保安全高效的设备运行，必须对氢气压缩机各个测量点的压力进行监测。

此处，同样可使用压力变送器VEGABAR 83测量压缩机各测量点压力；使用VEGABAR 29测量压缩机管道压力，安全测量压力高达1,000 bar的氢气。

液氢运输船

氢气蕴含着巨大的能量，它的长距离运输可以通过船舶来完成。为了尽可能减少氢气损耗，必须在1 bar的压力下将其冷却至-253°C，以便将它以液体形式储存。液氢的液位既可以使用细引压管结合传统差压仪表的方式进行测量，也可以使用射空雷达，并且无需安装接管，减少外界热量漏入的风险。推荐使用VEGADIF 85差压变送器进行测量，即使静压很小，也能获得精确的测量值。