Beschreibung

Einleitung

Die Messung des elektrischen Widerstands (ER) ist eine hochentwickelte Erkennungsmethode, die auf der Quantifizierung von Metallverlusten basiert. Die Technik misst die Korrosionsrate, indem sie kontinuierlich Änderungen im Widerstandswert der Sonde verfolgt. Die Vielseitigkeit dieser Methode ermöglicht ihre Anwendung in verschiedenen Umgebungen, unabhängig von der Art des Prozesses. Die empfindlichen Elemente der ER-Korrosionssonde weisen verschiedene Designs auf, darunter Ring-, Rohr-, Ring-Rohr-, Flachkopf- und Streifenformen, die typischerweise aus Edelstahl 316 gefertigt sind. Die Materialauswahl für das empfindliche Element kann jedoch individuell an unterschiedliche Überwachungsumgebungen angepasst werden.

Historische Entwicklung

Die Entstehung der Korrosionsüberwachungstechnologie mit Fremdwiderstandssonden reicht bis in die 1950er Jahre zurück. Die Sonde fungierte als empfindliches Element und war der interessierenden Umgebung ausgesetzt. Im Laufe der Zeit verbesserten Verbesserungen der Sondenstruktur deren Auflösung und Empfindlichkeit. Bedeutende Fortschritte wurden von Forschern in Europa und den Vereinigten Staaten erzielt. In den 1960er Jahren kam es in den Vereinigten Staaten zu einem Aufschwung patentierter Technologien zur Korrosionsüberwachung mit Widerstandssonden, was die Reife der Technologie für die industrielle Umsetzung markierte. In den 1970er Jahren entwickelte sich die Technologie zu einem Reifegrad, der sich durch erhöhte Empfindlichkeit und Präzision auszeichnete und sie für die Überwachung von Umgebungen mit geringer Korrosionsrate wie atmosphärischer Korrosion geeignet machte. Allerdings führten technologische Einschränkungen und andere Faktoren in den 1980er und 1990er Jahren zu einem Plateau bei der Messgenauigkeit im Mikrometerbereich.

Überwachungsprinzip

Die Electric Resistance (ER) Probe Technology ist eine Korrosionsüberwachungsmethode, die die Widerstandsänderung in einem Metallteststück während der Korrosion misst. Mit fortschreitender Korrosion nimmt die Dicke des leitfähigen Metallblechs ab und erhöht dadurch seinen Widerstand, da die Korrosionsprodukte, überwiegend Metalloxide, im Allgemeinen nicht leitend sind. Der anfängliche Widerstand des Metallprüfstücks wird anhand der Formel R=ρl/A berechnet, wobei ρ die elektrische Leitfähigkeit bezeichnet, R den Widerstand symbolisiert, A die Querschnittsfläche darstellt und l für die Länge des Metallprüfstücks steht. Die ER-Sonden-Technologie findet in verschiedenen Medien Anwendung, beispielsweise in Flüssigkeiten (Elektrolyt oder Nicht-Elektrolyt) und Gas. Die Technologie zeichnet sich durch einfache Bedienung, einfache Wartung und unkomplizierte Datenanalyse sowie die Erfassung und Übertragung von Korrosionsdaten in Echtzeit aus. Aufgrund seiner hohen Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit findet es umfangreiche Anwendung in Branchen wie der Öl- und Gasförderung, Pipelines, der chemischen Industrie, der Erhaltung kultureller Relikte und der Energieerzeugung.

Merkmale Elektrischer Widerstandssonde

• Funktioniert effektiv unter allen Umgebungsbedingungen.
• Kompatibel mit verschiedenen auf dem Markt erhältlichen Standard-Installationsschnittstellen (ER-Sonde, Schwerelosigkeits-Coupon).
• Ununterbrochene kontinuierliche Überwachung trotz Änderungen der Standortbedingungen
• Echtzeitüberwachung der Lochfraß-, allgemeinen Korrosions- und Spaltkorrosionsraten
• Möglichkeit zur Anzeige von Lochfraß-Korrosionsalarmen.
• Liefert Signale, die die Lebensdauer der ER-Sonde anzeigen.

Entwicklung und Anwendung der Korrosionsüberwachungstechnologie für elektrische Widerstandssonden

Korrosion ist ein kostspieliges globales Problem. Die Vereinigten Staaten beispielsweise verlieren jährlich 276 Milliarden US-Dollar durch Korrosion, was etwa 3,1 % ihres BIP entspricht. In anderen Ländern belaufen sich die gesamten jährlichen Korrosionskosten auf 5 % des BIP. Darüber hinaus können Sicherheitsvorfälle aufgrund der Verschlechterung der Materialeigenschaften katastrophale Folgen haben.

Solche Unfälle werden normalerweise durch ein Erdgasleck verursacht, das durch Korrosion in einer Rohrleitung verursacht wird, die in einen Hauptabwasserkanal eindringt. Auch durch Korrosion kommt es immer wieder zu schweren Sicherheitsunfällen. Beispielsweise kam es im Jahr 2013 zu einem Leck und einer Explosion in der Ölpipeline Sinopec Qingdao Donghuang, hauptsächlich aufgrund eines Korrosionsversagens der Pipeline.

Als am häufigsten verwendetes Grundmaterial in Branchen wie Produktion und Baugewerbe sind Metalle in ihrer Arbeitsumgebung zwangsläufig Korrosion ausgesetzt. Um die enormen wirtschaftlichen Verluste zu reduzieren und das Auftreten schwerwiegender Sicherheitsunfälle zu verhindern, ist es notwendig, den Korrosionsprozess von Materialien unter den Einsatzbedingungen zu überwachen. Die Korrosionsüberwachung ist ein Mittel zur Gewinnung von Informationen über Korrosionsveränderungen und ein wichtiger Bestandteil der Korrosionstechnologie und des Korrosionsschutzes.

Die Korrosionsüberwachungstechnologie mit Widerstandssonden ist eine Korrosionserkennungsmethode zur Messung der Änderung des Metallwiderstands während der Korrosion. Es ist in der Lage, kontinuierliche Korrosionsdaten in Echtzeit zu überwachen, verfügt über ein einfaches Funktionsprinzip, eine breite Anwendbarkeit und spielt eine wichtige Rolle bei der Überwachung der Materialkorrosion.

Zukünftige Entwicklungen und Innovationen bei ER-Sonden

Der Bereich der elektrischen Widerstandssondentechnologie (ER) ist reif für innovative Fortschritte, insbesondere in den Bereichen Datenanalyse, Materialzusammensetzung und Integration mit neuen Technologien. Die Komplexität der Datenanalysetools nimmt rasant zu und damit einher geht das Potenzial für eine differenziertere Interpretation von ER-Sondendaten. Algorithmen für maschinelles Lernen könnten genutzt werden, um Korrosionstrends vorherzusagen, ungewöhnliche Muster zu identifizieren und rechtzeitig Warnungen auszulösen, um so kostspielige Schäden oder Geräteausfälle zu verhindern.

Auch die Materialwissenschaft verspricht große Chancen für die Entwicklung von ER-Sonden. Die Erforschung korrosionsbeständigerer Materialien oder Legierungen könnte die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Sonden verbessern. Darüber hinaus könnte die Entwicklung der Nanotechnologie die Entwicklung noch kleinerer und empfindlicherer Sonden ermöglichen, die die Erkennung von Korrosion in einem früheren Stadium ermöglichen.

Schließlich könnte die Integration von ER-Sonden mit Technologien des Internets der Dinge (IoT) und der künstlichen Intelligenz (KI) die Korrosionsüberwachung revolutionieren. IoT-Konnektivität würde eine Fernüberwachung von Sonden ermöglichen, die an schwer zugänglichen oder gefährlichen Orten installiert sind, während KI die Analyse riesiger Datenmengen automatisieren und in umsetzbare Erkenntnisse umwandeln könnte.

Überlegungen zu Umweltauswirkungen und Sicherheit

Detektoren für elektromagnetische Strahlung spielen eine entscheidende Rolle dabei, der Industrie dabei zu helfen, Umweltvorschriften einzuhalten und die Sicherheit am Arbeitsplatz zu verbessern. Durch die Bereitstellung von Echtzeitdaten zur Korrosion ermöglichen diese Tools die frühzeitige Erkennung und Behebung potenzieller Geräteausfälle, die zu schädlichen Lecks oder Verschüttungen führen könnten. Dieser proaktive Ansatz schützt nicht nur die Umwelt, sondern schützt auch die Mitarbeiter vor gefährlichen Situationen.

Der Einsatz von ER-Sonden erfolgt jedoch nicht ohne Umwelt- und Sicherheitsaspekte. Beispielsweise sollte der Herstellungsprozess der Sonde sorgfältig auf mögliche Umweltauswirkungen wie Abfallerzeugung oder Energieverbrauch überprüft werden. Aus Sicherheitsgründen kann die Installation und Wartung von ER-Sonden in manchen Umgebungen riskant sein und erfordert die Einhaltung strenger Sicherheitsprotokolle.

Schlussfolgerung

Kurz gesagt, die Widerstandssondentechnologie (ER) ist ein Eckpfeiler im Kampf gegen Korrosion, ein häufiges Problem, mit dem unzählige Branchen konfrontiert sind. Diese fortschrittliche Technologie liefert verwertbare Echtzeitdaten, die ein rechtzeitiges Eingreifen ermöglichen, um Geräteausfälle zu verhindern, die Umwelt zu schützen und die Sicherheit der Arbeitnehmer zu gewährleisten.

Mit Blick auf die Zukunft ist die Zukunft außerirdischer Sonden rosig und aufregend. Die Konvergenz von Datenanalysen, fortschrittlichen Materialien und neuen Technologien wie dem Internet der Dinge und künstlicher Intelligenz verspricht, eine neue Ära der Korrosionsüberwachung einzuläuten. Da sich die Branche ständig weiterentwickelt und vor neuen Herausforderungen steht, wird die Rolle von ER-Sonden zweifellos an Bedeutung gewinnen. Wir haben daher die Verantwortung, weiterhin in diese entscheidende Technologie zu investieren und sie voranzutreiben.“