Beschreibung

ER-Sonde zur Korrosionsüberwachung

Die elektrische Widerstandssonde (ER) zur Korrosionsüberwachung ist ein hochentwickeltes und hocheffizientes Werkzeug, das zur Überwachung und Verwaltung von Korrosion in Echtzeit entwickelt wurde. Dieses robuste und widerstandsfähige Gerät wurde speziell für den Betrieb unter Hochdruckbedingungen entwickelt und liefert wertvolle Einblicke in die Korrosionsrate. So unterstützt es die Industrie bei der Aufrechterhaltung der Systemintegrität und Langlebigkeit, selbst in den anspruchsvollsten Umgebungen.

Überblick

Die Ferndatenerfassung zur Online-Korrosionsüberwachung EMT-CP-0 ist eine der Hauptkomponenten des Online-Erkennungssystems für Widerstandskorrosion. Das Funktionsprinzip des Systems besteht darin, den Metallverlust der empfindlichen Elemente durch Messung der Änderung des Widerstandswerts des empfindlichen Elements der Korrosionssonde zu berechnen. Wenn das Material des empfindlichen Elements der Korrosionssonde in etwa dem Material der Rohrleitung oder Ausrüstung entspricht, entspricht die berechnete Korrosionsrate der empfindlichen Elemente durch Anhäufung des Metallverlusts der empfindlichen Elemente über einen bestimmten Zeitraum ungefähr dem Korrosionsrate der Rohrleitung oder Ausrüstung, wodurch eine Online-Korrosionsüberwachung der Rohrleitung oder Ausrüstung erreicht wird. Der Kollektor ist eine versiegelte, explosionsgeschützte Struktur, die für den Einsatz in der petrochemischen Industrie geeignet ist.

Die Datenerfassungseinheit besteht aus Modulen wie Stromversorgung, Mess- und Steuerlogik und Datenübertragung. Nach der Konfiguration entsprechend der bei der Herstellung bereitgestellten ID kann es in den normalen Betriebszustand übergehen.

Signalübertragung

1. Zwei verdrahtete Formen, die Arbeitsstromversorgung ist eine 24-V-DC-Stromversorgung vor Ort und der Ausgang ist ein RS485-Signal oder 4-20 mA.
2. Drahtlose Form mit Bluetooth, die funktionierende Stromversorgung ist eine eigene Lithiumbatterie, und die gesammelten Daten werden im internen Speicher gespeichert und über ein explosionsgeschütztes Bluetooth-Gerät heruntergeladen.

Die technischen Vorteile

Die technischen Vorteile des Widerstandskorrosions-Online-Detektionssystems 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;
• Stromversorgung: 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

Berechnung der Korrosionsrate der ER-Sonde

The Electrical Resistance (ER) Probe calculates the corrosion rate by leveraging the principle of electrical resistance, specifically its dependence on the physical dimensions of the conductor. This technique is based on Ohm’s law, which states that the resistance (R) of a conductor is directly proportional to its length (L) and inversely proportional to its cross-sectional area (A).

As corrosion progresses, the effective cross-sectional area of the probe’s sensing element, which is in contact with the corrosive medium, decreases. This reduction in cross-sectional area increases the electrical resistance of the sensing element. The ER Probe measures this change in electrical resistance over time.

Aus dieser gemessenen Widerstandsänderung wird dann die Korrosionsrate berechnet, wobei die anfängliche Querschnittsfläche, die Länge des Sensorelements und der spezifische Widerstand des Materials berücksichtigt werden. Der spezifische Widerstand ist eine Materialeigenschaft und im Voraus bekannt.

Let’s consider an example in the oil and gas industry, where an Electrical Resistance (ER) Corrosion Probe is used to monitor corrosion in a pipeline transporting crude oil.

let’s assume the following:

1. Die anfängliche Querschnittsfläche (A1) des Sensorelements beträgt 1 Quadratmillimeter.
2. Die Länge (L) des Sensorelements beträgt 10 Millimeter.
3. The resistivity (ρ) of the sensing element material (same as the pipeline) is 0.1 ohm-millimeter^2/millimeter.

Using Ohm’s Law, the initial resistance (R1) of the sensing element can be calculated as follows:

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

Now, after a month of operation, let’s say the resistance has increased to 1.1 ohms. This gives a change in resistance of ΔR = R2 – R1 = 1.1 – 1 = 0.1 ohms.

This change in resistance corresponds to a change in cross-sectional area (ΔA). This can be calculated using the formula:

ΔA = A1 * (R2 / R1 – 1) = 1 * (1.1 / 1 – 1) = 0.1 square millimeters.

Die Korrosionsrate wird dann typischerweise als Änderung der Metalldicke pro Jahr angegeben. Wenn wir davon ausgehen, dass das Sensorelement eine Breite von 1 Millimeter hat (also anfangs auch seine Dicke 1 Millimeter betrug), entspricht eine Änderung der Querschnittsfläche von 0,1 Quadratmillimetern einer Dickenänderung von 0,1 Millimetern.

Wenn wir diese monatliche Korrosionsrate in eine jährliche Rate umrechnen, erhalten wir eine Korrosionsrate von 0,1 * 12 = 1,2 Millimeter pro Jahr. Dies ist eine erhebliche Korrosionsrate, die darauf hindeutet, dass möglicherweise bald eine Wartung oder ein Austausch der Rohrleitung erforderlich sein könnte, um einen Ausfall zu verhindern.

Diese Zahlen sind hypothetisch. Die tatsächlichen Werte hängen von den spezifischen Eigenschaften der Rohrleitung, dem Material und den Betriebsbedingungen ab.

Unterschied zwischen Korrosionscoupon und Korrosionssonde

Korrosionscoupons und Korrosionssonden sind weit verbreitete Methoden zur Überwachung von Korrosionsraten in verschiedenen Branchen. Sie funktionieren jedoch nach unterschiedlichen Prinzipien und bieten unterschiedliche Vorteile.

Korrosionsgutscheine

Korrosionsproben sind kleine, standardisierte Teststücke aus Metall, die in ein System zur Überwachung der Korrosion eingesetzt werden. Das im Coupon verwendete Metall ist normalerweise das gleiche wie das, das im überwachten System verwendet wird. Der Coupon bleibt für einen vordefinierten Zeitraum im System, wird dann entnommen und analysiert. Das Ausmaß der Korrosion wird durch Messung des Gewichtsverlusts des Probestücks bestimmt, woraus die Korrosionsrate berechnet werden kann.

Zu den Vorteilen der Verwendung von Korrosionscoupons gehören:

• Sie liefern ein direktes Maß für die Gesamtmenge des Materialverlusts aufgrund von Korrosion.
• Mit ihnen lässt sich die Wirksamkeit von Korrosionsinhibitoren beurteilen.

Allerdings haben Korrosionscoupons auch mehrere Einschränkungen:

• Sie liefern nur intermittierende Daten, keine Echtzeitüberwachung.
• Sobald der Coupon zur Analyse entfernt wurde, kann er nicht wiederverwendet werden.
• Das Entfernen und Analysieren des Coupons kann zeitaufwändig sein und möglicherweise ein Herunterfahren des Systems erfordern.

Korrosionssonden

Korrosionssonden wie die Electrical Resistance (ER) Probe ermöglichen eine Echtzeitüberwachung der Korrosionsraten. Sie messen Änderungen im elektrischen Widerstand eines Sensorelements, die mit der Dicke des Elements zusammenhängen. Wenn Korrosion auftritt, nimmt die Dicke des Sensorelements ab, was den Widerstand erhöht. Aus dieser Widerstandsänderung lässt sich die Korrosionsrate berechnen.

Zu den Vorteilen der Verwendung von Korrosionssonden gehören:

• Sie ermöglichen eine Echtzeitüberwachung der Korrosionsraten.
• Sie können vor Ort verwendet werden, ohne dass das System zum Entfernen und Analysieren heruntergefahren werden muss.
• Sie können empfindlicher auf Änderungen der Korrosionsraten reagieren als Korrosionsproben.

Allerdings haben Korrosionssonden auch einige Einschränkungen:

• Sie sind möglicherweise nicht so genau wie Korrosionsproben zur Messung des gesamten Materialverlusts.
• Sie erfordern möglicherweise eine komplexere Instrumentierung und Dateninterpretation.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Wahl zwischen Korrosionsproben und Korrosionssonden von den spezifischen Anforderungen des überwachten Systems abhängt, einschließlich der Notwendigkeit von Echtzeitdaten, der Machbarkeit einer Systemabschaltung zur Analyse und der Komplexität der Instrumentierung und Dateninterpretation, die möglich ist untergebracht werden.

Schlussfolgerung

The ER Probe plays a critical role in real-time corrosion monitoring, offering several key performance parameters such as changes in electrical resistance and thickness of the sensing element. The probe calculates corrosion rates by analyzing the increase in electrical resistance due to a reduction in the cross-sectional area of the sensing element, providing a clear and timely picture of corrosion progression. When comparing the ER Probe with Corrosion Coupons, the former’s advantage lies in its ability to provide continuous, real-time data, eliminating the need for system shutdowns. However, the choice between ER Probes and Corrosion Coupons ultimately depends on specific requirements, including the need for real-time monitoring, system shutdown feasibility, and the complexity of data interpretation.