鹽霧試驗(yàn)箱通過(guò)持續(xù)噴灑5 %NaCl溶液并維持35 ℃飽和溫度，可在短時(shí)間內(nèi)模擬海洋大氣腐蝕。然而，氯離子（Cl?）對(duì)316L不銹鋼仍存在點(diǎn)蝕風(fēng)險(xiǎn)，壓力表作為安全監(jiān)測(cè)核心元件，一旦失效將導(dǎo)致箱內(nèi)噴霧壓力失控，試驗(yàn)結(jié)果失真，甚至觸發(fā)安全閥起跳。依據(jù)GB/T 2423.17、ASTM B117及壓力容器安全技術(shù)規(guī)程，提出“隔離+膜片+緩沖”三級(jí)防護(hù)策略，兼顧測(cè)量精度、維護(hù)周期與全生命周期成本（LCC），為實(shí)驗(yàn)室和設(shè)備管理部提供可落地的技術(shù)指引。
 

一、壓力表失效機(jī)理與失效成本

氯離子點(diǎn)蝕

在80 ℃、pH 6.5～7.2的鹽霧環(huán)境中，Cl?濃度可達(dá)50 g·L?¹，316L彈簧管在拉應(yīng)力區(qū)出現(xiàn)φ≤30 μm點(diǎn)蝕坑，疲勞壽命下降60 %。

晶間腐蝕

焊接熱影響區(qū)（HAZ）敏化溫度550～850 ℃，晶界Cr??C?析出，造成晶間腐蝕速率達(dá)0.2 mm·a?¹。

經(jīng)濟(jì)后果

某汽車(chē)零部件實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)計(jì)，因壓力表腐蝕泄漏導(dǎo)致的停機(jī)平均每次4 h，直接損失（人工+樣品重做）約1.8萬(wàn)元，間接延誤項(xiàng)目交付違約金最高達(dá)合同額5 %。
 

二、防護(hù)等級(jí)劃分與選型矩陣

表格

復(fù)制

防護(hù)等級(jí) 適用工況 核心措施 精度損失 維護(hù)周期 LCC指數(shù)*

經(jīng)濟(jì)級(jí) 中性鹽霧，間歇運(yùn)行≤2 h·d?¹ 緩沖罐+316L彈簧管 ≤1.6 % 6 個(gè)月 1.0

標(biāo)準(zhǔn)級(jí) 連續(xù)鹽霧，Cl?≤50 g·L?¹ 隔離罐+硅油+316L膜片 ≤0.8 % 12 個(gè)月 1.4

高耐級(jí) 高Cl?+Cu²?加速試驗(yàn)，溫度≤80 ℃ 鉭膜片+氟油+F46二次隔膜 ≤0.25 % 24 個(gè)月 2.2

*LCC指數(shù)以經(jīng)濟(jì)級(jí)為基準(zhǔn)1.0，含初購(gòu)+維護(hù)+停機(jī)損失折現(xiàn)10年。
 

三、緩沖與隔離設(shè)計(jì)細(xì)則

緩沖罐

容積按“1-5-30”原則：最小容積≥1 min最大采樣流量，耐壓≥1.5倍系統(tǒng)最高壓力，壁厚≥2 mm。底部設(shè)NPT 1/2″排污閥，傾斜角≥5°，確保結(jié)晶鹽粒可完全排出。

隔離罐

采用哈氏合金C-276（UNS N10276）筒體，法蘭密封面開(kāi)槽裝配PTFE包覆O-ring，壓縮率18 %。隔離液液位高度≥測(cè)量室高度的1.3倍，防止膜片反向受壓失效。

導(dǎo)壓管

長(zhǎng)度≤500 mm，內(nèi)徑≥4 mm，坡度≥1:10向工藝側(cè)傾斜，避免氣袋造成脈沖誤差。焊縫100 % PT檢測(cè)，Ⅰ級(jí)合格。
 

四、膜片式壓力表關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)

膜片材質(zhì)選擇

– 鉭（Ta）：在200 g·L?¹ Cl?、80 ℃條件下腐蝕速率<0.01 mm·a?¹，適用于高加速試驗(yàn)；

– 鈦（Ti）：成本為鉭的1/3，耐點(diǎn)蝕當(dāng)量PRE=31，可滿(mǎn)足常規(guī)鹽霧；

– F46（聚全氟乙丙烯）：耐滲透性?xún)?yōu)，彈性模量?jī)H為金屬的1/70，需加0.1 mm金屬托環(huán)防鼓包。

填充液

甲基硅油（50 cSt）適用于-40～150 ℃；若存在強(qiáng)氧化性離子（Fe³?>500 ppm），改用全氟聚醚（PFPE），價(jià)格雖為硅油8倍，但年揮發(fā)率<0.3 %，可顯著減少補(bǔ)液次數(shù)。

溫度漂移補(bǔ)償

膜片+填充液系統(tǒng)在20 ℃標(biāo)定后，每升高10 ℃零點(diǎn)漂移約0.15 %FS。選型時(shí)應(yīng)要求廠商內(nèi)置PT100溫度補(bǔ)償曲線，保證-10～60 ℃范圍內(nèi)總誤差≤0.5 %FS。
 

五、安裝與運(yùn)維SOP

首次投運(yùn)

a) 氣密性檢查：用氮?dú)饧訅褐?.25倍量程，保壓15 min，壓降≤0.2 %FS；

b) 零點(diǎn)校準(zhǔn)：箱內(nèi)常壓、無(wú)噴霧狀態(tài)下，通過(guò)HART手操器寫(xiě)入“Zero Trim”。

月度巡檢

– 觀察隔離液顏色，若由無(wú)色→淡黃，說(shuō)明Cl?已穿透一級(jí)膜片，需立即更換；

– 排污閥排放5 mL溶液，電導(dǎo)率>20 mS·cm?¹時(shí)，提前進(jìn)入維護(hù)窗口。

年度檢定

按JJG 52-2013，采用0.05級(jí)活塞式壓力計(jì)對(duì)壓力表進(jìn)行五點(diǎn)標(biāo)定；若示值誤差>1.6 %FS，則降級(jí)使用或報(bào)廢。
 

六、經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)化案例

某沿海第三方實(shí)驗(yàn)室原使用普通316L壓力表，年更換12只，單只采購(gòu)價(jià)320元，年損失3840元。升級(jí)為鈦膜片隔離方案后，初購(gòu)價(jià)1800元/只，維護(hù)周期延長(zhǎng)至24個(gè)月，10年LCC對(duì)比下降42 %，且因零泄漏獲得ISO/IEC 17025審核員高度認(rèn)可，直接帶來(lái)新增訂單120萬(wàn)元。

 

鹽霧試驗(yàn)箱壓力表的防護(hù)并非單一元件更換，而是“材料-結(jié)構(gòu)-隔離液-運(yùn)維”全鏈條協(xié)同。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)根據(jù)自身試驗(yàn)介質(zhì)、運(yùn)行節(jié)拍及質(zhì)量成本目標(biāo)，選擇對(duì)應(yīng)防護(hù)等級(jí)，并將緩沖罐排污、隔離液更換等操作固化到TPM（全面生產(chǎn)維護(hù)）系統(tǒng)。唯有如此，才能在確保測(cè)量精度的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)“五年零泄漏、十年零停機(jī)”的長(zhǎng)周期可靠運(yùn)行。