وصف

مسبار ER لرصد التآكل

يعد مسبار المقاومة الكهربائية (ER) لمراقبة التآكل أداة متطورة وعالية الكفاءة تم تطويرها لمراقبة التآكل وإدارته في الوقت الفعلي. يوفر هذا الجهاز القوي والمرن، المصمم خصيصًا للعمل في ظل ظروف الضغط العالي، رؤى قيمة حول معدل التآكل، مما يساعد الصناعات في الحفاظ على سلامة النظام وطول العمر، حتى في البيئات الأكثر تحديًا.

ملخص

يعد جمع البيانات عن بعد لمراقبة التآكل عبر الإنترنت EMT-CP-0 أحد المكونات الرئيسية لنظام الكشف عن مقاومة التآكل عبر الإنترنت. مبدأ عمل النظام هو حساب الفقد المعدني للعناصر الحساسة عن طريق قياس التغير في قيمة مقاومة العنصر الحساس لمسبار التآكل. عندما تكون مادة العنصر الحساس في مسبار التآكل مماثلة تقريبًا لمادة خط الأنابيب أو المعدات، من خلال تراكم الخسارة المعدنية للعناصر الحساسة على مدى فترة من الزمن، فإن معدل التآكل المحسوب للعناصر الحساسة يمثل تقريبًا معدل تآكل خط الأنابيب أو المعدات، وبالتالي تحقيق مراقبة التآكل عبر الإنترنت لخط الأنابيب أو المعدات. المجمع عبارة عن هيكل محكم الغلق مقاوم للانفجار، ومناسب للاستخدام في صناعة البتروكيماويات.

تتكون وحدة الحصول على البيانات من وحدات مثل مصدر الطاقة، ومنطق القياس والتحكم، ونقل البيانات. بعد التكوين وفقًا للمعرف المقدم في وقت التصنيع، يمكن أن يدخل في حالة التشغيل العادية.

نقل الإشارة

1. شكلان سلكيان، مصدر طاقة العمل هو مصدر طاقة DC24V في الموقع، والإخراج هو إشارة RS485 أو 4-20 مللي أمبير.
2. شكل لاسلكي مع بلوتوث، ومصدر الطاقة العامل هو بطارية ليثيوم خاصة به، ويتم تخزين البيانات المجمعة في وحدة التخزين الداخلية ويتم تنزيلها من خلال جهاز بلوتوث مقاوم للانفجار.

المزايا التقنية

المزايا التقنية لنظام الكشف عن التآكل المقاوم عبر الإنترنت EMT-CP-0:

Weakly related to the medium, it can measure the corrosion of liquid phase, gas phase, and liquid-gas mixed phase media.

Main Performance Parameters

• Range: 0 ~ 261144 probe life units;
• Impedance range of probe sensitive element: 1~50 milliohm.
• Resolution: Typical value 1nm; (The total thickness of a typical probe-sensitive element is 20mil, with a lifespan of 10mil.)
• Repeatability: ±?% of full scale;
• Power Supply: 24VDC power supply/Lithium battery;
• Current Consumption: 12mA@24VDC/1~12mA@8.4V;
• Communications: RS485 two-wire, 2400 baud rate/2.4G, LORA, 4G/5G or 4-20mA
• RS485 Address: 0 ~ 31
• Environmental Temperature: -40℃~ +70℃
• Enclosure Protection Level: IP 65
• Maximum Collection Rate: Once per minute
• Minimum Collection Rate: Once at any interval
• Hazardous Area Certification: Exd IICT4 Gb

حساب معدل تآكل مسبار ER

يقوم مسبار المقاومة الكهربائية (ER) بحساب معدل التآكل من خلال الاستفادة من مبدأ المقاومة الكهربائية، وتحديدًا اعتمادها على الأبعاد الفيزيائية للموصل. تعتمد هذه التقنية على قانون أوم، الذي ينص على أن مقاومة الموصل (R) تتناسب طرديًا مع طوله (L) وتتناسب عكسيًا مع مساحة مقطعه (A).

مع تقدم التآكل، تقل مساحة المقطع العرضي الفعالة لعنصر استشعار المسبار، والذي يكون على اتصال بالوسط المتآكل. يؤدي هذا الانخفاض في مساحة المقطع العرضي إلى زيادة المقاومة الكهربائية لعنصر الاستشعار. يقيس مسبار ER هذا التغير في المقاومة الكهربائية مع مرور الوقت.

يتم بعد ذلك حساب معدل التآكل من هذا التغير المقاس في المقاومة، مع الأخذ في الاعتبار مساحة المقطع العرضي الأولية، وطول عنصر الاستشعار، ومقاومة المادة. المقاومة هي خاصية للمادة وهي معروفة مسبقا.

دعونا نفكر في مثال في صناعة النفط والغاز، حيث يتم استخدام مسبار التآكل بالمقاومة الكهربائية (ER) لمراقبة التآكل في خط أنابيب ينقل النفط الخام.

لنفترض ما يلي:

1. تبلغ مساحة المقطع العرضي الأولي (A1) لعنصر الاستشعار 1 ملليمتر مربع.
2. طول (L) لعنصر الاستشعار هو 10 ملم.
3. تبلغ المقاومة (ρ) لمادة عنصر الاستشعار (مثل خط الأنابيب) 0.1 أوم-ملليمتر^2/ملليمتر.

وباستخدام قانون أوم يمكن حساب المقاومة الأولية (R1) لعنصر الحساس كما يلي:

R1 = ρ * (L / A1) = 0.1 * (10 / 1) = 1 أوم.

الآن، بعد شهر من التشغيل، لنفترض أن المقاومة زادت إلى 1.1 أوم. وهذا يعطي تغيراً في المقاومة ΔR = R2 – R1 = 1.1 – 1 = 0.1 أوم.

يتوافق هذا التغيير في المقاومة مع التغير في مساحة المقطع العرضي (ΔA). يمكن حساب ذلك باستخدام الصيغة:

ΔA = A1 * (R2 / R1 – 1) = 1 * (1.1 / 1 – 1) = 0.1 ملليمتر مربع.

يتم بعد ذلك تحديد معدل التآكل عادةً من حيث التغير في سمك المعدن سنويًا. إذا افترضنا أن عنصر الاستشعار يبلغ عرضه 1 ملليمتر (لذا في البداية، كان سمكه أيضًا 1 ملليمتر)، فإن التغيير في مساحة المقطع العرضي بمقدار 0.1 ملليمتر مربع يتوافق مع تغير في السمك بمقدار 0.1 ملليمتر.

وبتحويل معدل التآكل الشهري هذا إلى معدل سنوي، نحصل على معدل تآكل قدره 0.1 * 12 = 1.2 ملليمتر سنويًا. يعد هذا معدل تآكل كبير، مما يشير إلى أنه قد تكون هناك حاجة لصيانة أو استبدال خط الأنابيب قريبًا لمنع الفشل.

هذه الأرقام افتراضية. وتعتمد القيم الفعلية على الخصائص المحددة لخط الأنابيب والمواد وظروف التشغيل.

الفرق بين قسيمة التآكل ومسبار التآكل

تعتبر كوبونات التآكل ومسبارات التآكل من الطرق المستخدمة على نطاق واسع لمراقبة معدلات التآكل في مختلف الصناعات. ومع ذلك، فإنها تعمل وفقًا لمبادئ مختلفة وتقدم مزايا مختلفة.

كوبونات التآكل

كوبونات التآكل عبارة عن قطع معدنية صغيرة وموحدة يتم إدخالها في نظام لمراقبة التآكل. عادة ما يكون المعدن المستخدم في القسيمة هو نفس المعدن المستخدم في النظام الذي تتم مراقبته. يتم ترك الكوبون في النظام لمدة محددة مسبقا، ثم يتم إزالته وتحليله. ويتم تحديد كمية التآكل عن طريق قياس الفقد في وزن القسيمة والذي يمكن من خلاله حساب معدل التآكل.

تشمل مزايا استخدام كوبونات التآكل ما يلي:

• أنها توفر مقياسًا مباشرًا للكمية الإجمالية لخسارة المواد بسبب التآكل.
• ويمكن استخدامها لتقييم فعالية مثبطات التآكل.

ومع ذلك، فإن كوبونات التآكل لها أيضًا العديد من القيود:

• أنها توفر فقط بيانات متقطعة، وليس الرصد في الوقت الحقيقي.
• بمجرد إزالة القسيمة للتحليل، لا يمكن إعادة استخدامها.
• يمكن أن تستغرق عملية إزالة القسيمة وتحليلها وقتًا طويلاً وقد تتطلب إيقاف تشغيل النظام.

مجسات التآكل

توفر مجسات التآكل، مثل مسبار المقاومة الكهربائية (ER)، مراقبة في الوقت الحقيقي لمعدلات التآكل. وهي تعمل عن طريق قياس التغيرات في المقاومة الكهربائية لعنصر الاستشعار، والتي ترتبط بسمك العنصر. ومع حدوث التآكل يقل سمك عنصر الحساس مما يزيد من مقاومته. يمكن استخدام هذا التغيير في المقاومة لحساب معدل التآكل.

تشمل مزايا استخدام مجسات التآكل ما يلي:

• أنها توفر مراقبة في الوقت الحقيقي لمعدلات التآكل.
• ويمكن استخدامها في الموقع دون الحاجة إلى إيقاف تشغيل النظام لإزالتها وتحليلها.
• ويمكن أن تكون أكثر حساسية للتغيرات في معدلات التآكل من قسائم التآكل.

ومع ذلك، فإن مجسات التآكل لديها أيضًا بعض القيود:

• وقد لا تكون دقيقة مثل كوبونات التآكل لقياس إجمالي الخسارة المادية.
• وقد تتطلب أدوات أكثر تعقيدًا وتفسير البيانات.

باختصار، يعتمد الاختيار بين قسائم التآكل ومسبارات التآكل على المتطلبات المحددة للنظام الذي تتم مراقبته، بما في ذلك الحاجة إلى البيانات في الوقت الفعلي، وجدوى إيقاف تشغيل النظام للتحليل، وتعقيد الأجهزة وتفسير البيانات التي يمكن أن يتم استيعابها.

استنتاج

يلعب مسبار ER دورًا حاسمًا في مراقبة التآكل في الوقت الفعلي، حيث يقدم العديد من معلمات الأداء الرئيسية مثل التغيرات في المقاومة الكهربائية وسمك عنصر الاستشعار. يحسب المسبار معدلات التآكل من خلال تحليل الزيادة في المقاومة الكهربائية بسبب انخفاض مساحة المقطع العرضي لعنصر الاستشعار، مما يوفر صورة واضحة وفي الوقت المناسب لتطور التآكل. عند مقارنة مسبار ER مع كوبونات التآكل، تكمن ميزة الأول في قدرته على توفير بيانات مستمرة في الوقت الفعلي، مما يلغي الحاجة إلى إيقاف تشغيل النظام. ومع ذلك، فإن الاختيار بين مجسات الطوارئ وكوبونات التآكل يعتمد في النهاية على متطلبات محددة، بما في ذلك الحاجة إلى المراقبة في الوقت الفعلي، وجدوى إيقاف تشغيل النظام، وتعقيد تفسير البيانات.