投入式液位計的感壓探頭直接與被測液體接觸,其材質的選擇需根據介質特性(如腐蝕性、溫度、粘度、衛生要求等)和工況條件確定,核心功能是確保壓力信號準確傳遞且自身不被損壞。常見的感壓探頭材質可分為金屬材質、非金屬材質和復合 / 特殊材質三大類,具體如下:
一、金屬材質(適用于多數工業場景,強度高、耐溫性好)
金屬材質是感壓探頭的主流選擇,尤其適合高溫、高壓或有一定腐蝕性的工況,通過機械加工或焊接成型,與液體接觸的表面通常經過特殊處理(如鍍層、合金化)增強耐腐蝕性。
304 不銹鋼
特性:含鉻 18%、鎳 8%,具備基礎耐腐蝕性,抗氧化性好,機械強度高,成本適中。
適用場景:中性或弱腐蝕性液體(如水、油類、飲料、普通化學品溶液),溫度范圍 - 20℃~450℃。
局限性:不耐強酸(如鹽酸)、強堿(如濃氫氧化鈉)和高氯離子環境(如海水長期浸泡可能生銹)。
316 不銹鋼
特性:在 304 基礎上添加 2%~3% 鉬,耐腐蝕性顯著提升,尤其耐氯離子腐蝕,是工業級耐腐蝕的 “標準選擇”。
適用場景:海水、鹽水、弱酸性溶液(如檸檬酸)、食品級液體(符合 FDA 標準)、部分有機溶劑(如酒精),溫度范圍 - 20℃~500℃。
優勢:性價比高,兼顧耐腐蝕性和機械強度,廣泛用于化工、水處理、食品飲料行業。
哈氏合金(Hastelloy)
分類:常見型號有 C-276(耐強酸)、B-2(耐鹽酸)、G-30(耐混合酸)等,含鎳、鉻、鉬等元素,抗腐蝕能力極強。
適用場景:強腐蝕性液體(如硫酸、鹽酸、磷酸、氯堿溶液)、高溫腐蝕性介質(如 100℃以上的酸性廢水),溫度范圍 - 250℃~650℃。
局限性:成本較高(約為 316 不銹鋼的 5~10 倍),通常用于高腐蝕性特殊工況。
鈦合金(Ti)
特性:密度低(約為鋼的 1/2),耐海水、氯氣、硝酸等腐蝕,且生物相容性好(無毒性)。
適用場景:海水監測、醫療廢水、硝酸溶液、食品級高純度液體(如制藥用水),溫度范圍 - 253℃~600℃。
優勢:在海水中的耐腐蝕性優于 316 不銹鋼,且重量輕,適合長期浸入液體的場景。
蒙乃爾合金(Monel)
特性:以鎳銅為主要成分(含鎳 65%~70%),耐、海水、有機酸腐蝕,機械強度高。
適用場景:含氟介質(如溶液)、油氣行業的含硫液體、沿海環境的液位測量。
聚四氟乙烯(PTFE,特氟龍)
特性:化學惰性極強(幾乎耐所有化學試劑,包括王水),耐高低溫(-200℃~260℃),表面不粘(不易結垢)。
適用場景:強腐蝕性液體(如濃鹽酸、硝酸、、有機溶劑)、高粘度易結垢介質(如糖漿、涂料)、衛生級場景(符合食品級認證)。
局限性:機械強度低,不耐高壓(通常用于壓力<1MPa 的工況),長期高溫可能出現蠕變。
聚偏氟乙烯(PVDF)
特性:耐腐蝕性接近 PTFE,但機械強度更高,可承受較高壓力(≤6MPa),耐溫性稍弱(-40℃~150℃)。
適用場景:中等腐蝕性液體(如酸堿溶液、鹽水)、需要一定強度的化工管道液位測量,成本低于 PTFE。
陶瓷(氧化鋯、氧化鋁)
特性:高硬度(抗磨損),耐化學腐蝕(除、濃堿外),耐高溫(可達 1000℃以上),絕緣性好。
適用場景:高溫液體(如熔融鹽、高溫油類)、含顆粒的磨損性介質(如泥漿、礦漿)、強氧化性液體。
局限性:脆性大(不耐沖擊,安裝時需避免碰撞),成本較高。
藍寶石
特性:由氧化鋁單晶制成,硬度極高(莫氏硬度 9,僅次于金剛石),化學穩定性,透光性好(可配合光學測量)。
適用場景:超高溫、超高壓且強腐蝕的極端工況(如航空航天領域的特種液體),或需要高精度測量的場合。
不銹鋼基底 + PTFE 涂層:適用于中等腐蝕性液體,既保留金屬的強度,又通過 PTFE 隔絕腐蝕介質。
金屬基底 + 陶瓷鍍層:提升表面硬度和耐磨性,適合含微小顆粒的液體(如污水、冷卻液)。
鈦合金 + 玻璃釉涂層:用于醫療或食品行業,避免金屬離子溶出污染介質,同時增強耐腐蝕性。
材質選擇的核心原則
介質兼容性:優先根據液體的化學性質(酸、堿、鹽、溶劑等)篩選耐腐材質(如強腐蝕選 PTFE 或哈氏合金)。
溫度與壓力:高溫高壓選金屬(如哈氏合金、鈦合金),低溫低壓可選非金屬(如 PTFE)。
衛生要求:食品、制藥行業需選擇符合 FDA、3A 認證的材質(如 316 不銹鋼、PTFE、鈦合金)。
成本與壽命:常規工況優先選 316 不銹鋼(性價比高),極端工況再考慮特種合金或非金屬(需平衡成本與維護周期)。
一、金屬材質(適用于多數工業場景,強度高、耐溫性好)
金屬材質是感壓探頭的主流選擇,尤其適合高溫、高壓或有一定腐蝕性的工況,通過機械加工或焊接成型,與液體接觸的表面通常經過特殊處理(如鍍層、合金化)增強耐腐蝕性。
304 不銹鋼
特性:含鉻 18%、鎳 8%,具備基礎耐腐蝕性,抗氧化性好,機械強度高,成本適中。
適用場景:中性或弱腐蝕性液體(如水、油類、飲料、普通化學品溶液),溫度范圍 - 20℃~450℃。
局限性:不耐強酸(如鹽酸)、強堿(如濃氫氧化鈉)和高氯離子環境(如海水長期浸泡可能生銹)。
316 不銹鋼
特性:在 304 基礎上添加 2%~3% 鉬,耐腐蝕性顯著提升,尤其耐氯離子腐蝕,是工業級耐腐蝕的 “標準選擇”。
適用場景:海水、鹽水、弱酸性溶液(如檸檬酸)、食品級液體(符合 FDA 標準)、部分有機溶劑(如酒精),溫度范圍 - 20℃~500℃。
優勢:性價比高,兼顧耐腐蝕性和機械強度,廣泛用于化工、水處理、食品飲料行業。
哈氏合金(Hastelloy)
分類:常見型號有 C-276(耐強酸)、B-2(耐鹽酸)、G-30(耐混合酸)等,含鎳、鉻、鉬等元素,抗腐蝕能力極強。
適用場景:強腐蝕性液體(如硫酸、鹽酸、磷酸、氯堿溶液)、高溫腐蝕性介質(如 100℃以上的酸性廢水),溫度范圍 - 250℃~650℃。
局限性:成本較高(約為 316 不銹鋼的 5~10 倍),通常用于高腐蝕性特殊工況。
鈦合金(Ti)
特性:密度低(約為鋼的 1/2),耐海水、氯氣、硝酸等腐蝕,且生物相容性好(無毒性)。
適用場景:海水監測、醫療廢水、硝酸溶液、食品級高純度液體(如制藥用水),溫度范圍 - 253℃~600℃。
優勢:在海水中的耐腐蝕性優于 316 不銹鋼,且重量輕,適合長期浸入液體的場景。
蒙乃爾合金(Monel)
特性:以鎳銅為主要成分(含鎳 65%~70%),耐、海水、有機酸腐蝕,機械強度高。
適用場景:含氟介質(如溶液)、油氣行業的含硫液體、沿海環境的液位測量。
二、非金屬材質(適用于強腐蝕、衛生級或低摩擦場景)
非金屬材質通常通過注塑或壓制成型,耐腐蝕性優于多數金屬,但耐溫性和機械強度較低,適合低壓、中低溫工況。聚四氟乙烯(PTFE,特氟龍)
特性:化學惰性極強(幾乎耐所有化學試劑,包括王水),耐高低溫(-200℃~260℃),表面不粘(不易結垢)。
適用場景:強腐蝕性液體(如濃鹽酸、硝酸、、有機溶劑)、高粘度易結垢介質(如糖漿、涂料)、衛生級場景(符合食品級認證)。
局限性:機械強度低,不耐高壓(通常用于壓力<1MPa 的工況),長期高溫可能出現蠕變。
聚偏氟乙烯(PVDF)
特性:耐腐蝕性接近 PTFE,但機械強度更高,可承受較高壓力(≤6MPa),耐溫性稍弱(-40℃~150℃)。
適用場景:中等腐蝕性液體(如酸堿溶液、鹽水)、需要一定強度的化工管道液位測量,成本低于 PTFE。
陶瓷(氧化鋯、氧化鋁)
特性:高硬度(抗磨損),耐化學腐蝕(除、濃堿外),耐高溫(可達 1000℃以上),絕緣性好。
適用場景:高溫液體(如熔融鹽、高溫油類)、含顆粒的磨損性介質(如泥漿、礦漿)、強氧化性液體。
局限性:脆性大(不耐沖擊,安裝時需避免碰撞),成本較高。
藍寶石
特性:由氧化鋁單晶制成,硬度極高(莫氏硬度 9,僅次于金剛石),化學穩定性,透光性好(可配合光學測量)。
適用場景:超高溫、超高壓且強腐蝕的極端工況(如航空航天領域的特種液體),或需要高精度測量的場合。
三、復合材質(兼顧多種特性)
部分探頭采用 “金屬基底 + 非金屬涂層 / 襯里” 的復合結構,平衡耐腐蝕性、強度和成本:不銹鋼基底 + PTFE 涂層:適用于中等腐蝕性液體,既保留金屬的強度,又通過 PTFE 隔絕腐蝕介質。
金屬基底 + 陶瓷鍍層:提升表面硬度和耐磨性,適合含微小顆粒的液體(如污水、冷卻液)。
鈦合金 + 玻璃釉涂層:用于醫療或食品行業,避免金屬離子溶出污染介質,同時增強耐腐蝕性。
材質選擇的核心原則
介質兼容性:優先根據液體的化學性質(酸、堿、鹽、溶劑等)篩選耐腐材質(如強腐蝕選 PTFE 或哈氏合金)。
溫度與壓力:高溫高壓選金屬(如哈氏合金、鈦合金),低溫低壓可選非金屬(如 PTFE)。
衛生要求:食品、制藥行業需選擇符合 FDA、3A 認證的材質(如 316 不銹鋼、PTFE、鈦合金)。
成本與壽命:常規工況優先選 316 不銹鋼(性價比高),極端工況再考慮特種合金或非金屬(需平衡成本與維護周期)。
正確選擇材質是確保投入式液位計長期穩定運行的關鍵,若材質與介質不匹配,可能導致探頭腐蝕、開裂或結垢,直接影響測量精度甚至設備報廢。