Описание

ER-зонд для мониторинга коррозии

Датчик электрического сопротивления (ER) для мониторинга коррозии — это сложный и высокоэффективный инструмент, разработанный для мониторинга и управления коррозией в режиме реального времени. Это прочное и отказоустойчивое устройство, специально разработанное для работы в условиях высокого давления, предоставляет ценную информацию о скорости коррозии, помогая отраслям промышленности поддерживать целостность и долговечность системы даже в самых сложных условиях.

Обзор

Система удаленного сбора данных онлайн-мониторинга коррозии ЕМТ-CP-0 является одним из основных компонентов системы онлайн-обнаружения стойкой коррозии. Принцип работы системы заключается в расчете потерь металла чувствительных элементов путем измерения изменения значения сопротивления чувствительного элемента коррозионного зонда. Когда материал чувствительного элемента коррозионного зонда примерно такой же, как материал трубопровода или оборудования, за счет накопления потерь металла чувствительных элементов за определенный период времени расчетная скорость коррозии чувствительных элементов приблизительно представляет собой скорость коррозии трубопровода или оборудования, что обеспечивает онлайн-мониторинг коррозии трубопровода или оборудования. Коллектор представляет собой герметичную взрывозащищенную конструкцию, пригодную для использования в нефтехимической промышленности.

Блок сбора данных состоит из таких модулей, как источник питания, логика измерения и управления, а также передача данных. После настройки в соответствии с идентификатором, предоставленным во время изготовления, он может перейти в нормальное рабочее состояние.

Передача сигнала

1. Две проводные формы, рабочий источник питания — локальный источник питания постоянного тока 24 В, выходной сигнал — сигнал RS485 или 4–20 мА.
2. Беспроводная форма с Bluetooth, рабочим источником питания является собственная литиевая батарея, а собранные данные хранятся во внутренней памяти и загружаются через взрывозащищенное устройство Bluetooth.

Технические преимущества

Технические преимущества системы онлайн-обнаружения стойкой коррозии ЕМТ-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;
• Источник питания: 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

Расчет скорости коррозии зонда ER

Датчик электрического сопротивления (ER) рассчитывает скорость коррозии, используя принцип электрического сопротивления, в частности его зависимость от физических размеров проводника. Этот метод основан на законе Ома, который гласит, что сопротивление (R) проводника прямо пропорционально его длине (L) и обратно пропорционально площади его поперечного сечения (А).

По мере развития коррозии эффективная площадь сечения чувствительного элемента зонда, контактирующего с агрессивной средой, уменьшается. Такое уменьшение площади поперечного сечения увеличивает электрическое сопротивление чувствительного элемента. ER Probe измеряет это изменение электрического сопротивления с течением времени.

Затем на основе этого измеренного изменения сопротивления рассчитывается скорость коррозии с учетом начальной площади поперечного сечения, длины чувствительного элемента и удельного сопротивления материала. Удельное сопротивление является свойством материала и известно заранее.

Давайте рассмотрим пример из нефтегазовой отрасли, где датчик коррозии электрического сопротивления (ER) используется для мониторинга коррозии в трубопроводе, транспортирующем сырую нефть.

предположим следующее:

1. Начальная площадь поперечного сечения (А1) чувствительного элемента составляет 1 квадратный миллиметр.
2. Длина (L) чувствительного элемента составляет 10 миллиметров.
3. Удельное сопротивление (ρ) материала чувствительного элемента (такого же, как и трубопровода) составляет 0,1 Ом-миллиметр^2/миллиметр.

Используя закон Ома, начальное сопротивление (R1) чувствительного элемента можно рассчитать следующим образом:

R1 = ρ*(L/A1) = 0,1*(10/1) = 1 Ом.

Сейчас, спустя месяц эксплуатации, допустим, сопротивление увеличилось до 1,1 Ом. Это дает изменение сопротивления ΔR = R2 – R1 = 1,1 – 1 = 0,1 Ом.

Это изменение сопротивления соответствует изменению площади поперечного сечения (ΔA). Это можно рассчитать по формуле:

ΔA = A1 * (R2/R1 – 1) = 1 * (1,1/1 – 1) = 0,1 квадратного миллиметра.

Скорость коррозии обычно выражается в виде изменения толщины металла за год. Если предположить, что чувствительный элемент имеет ширину 1 миллиметр (поэтому изначально его толщина тоже была 1 миллиметр), то изменение площади поперечного сечения на 0,1 квадратного миллиметра соответствует изменению толщины на 0,1 миллиметра.

Преобразовав эту месячную скорость коррозии в годовую, получим скорость коррозии 0,1*12=1,2 миллиметра в год. Это значительная скорость коррозии, указывающая на то, что в ближайшее время может потребоваться техническое обслуживание или замена трубопровода, чтобы предотвратить выход из строя.

Эти цифры являются гипотетическими. Фактические значения будут зависеть от конкретных характеристик трубопровода, материала и условий эксплуатации.

Разница между купоном коррозии и зондом коррозии

Коррозионные купоны и коррозионные зонды широко используются для мониторинга скорости коррозии в различных отраслях промышленности. Однако они действуют на разных принципах и предлагают разные преимущества.

Купоны на коррозию

Купоны на коррозию представляют собой небольшие стандартизированные образцы металла для испытаний, которые вставляются в систему для мониторинга коррозии. Металл, используемый в купоне, обычно тот же, что и металл, используемый в контролируемой системе. Купон остается в системе на заданный период, затем удаляется и анализируется. Степень коррозии определяют путем измерения потери веса купона, на основании чего можно рассчитать скорость коррозии.

Преимущества использования купонов на коррозию включают в себя:

• Они обеспечивают прямую оценку общего объема потерь материала из-за коррозии.
• Их можно использовать для оценки эффективности ингибиторов коррозии.

Однако купоны на коррозию также имеют ряд ограничений:

• Они предоставляют только периодические данные, а не мониторинг в реальном времени.
• После того как купон будет удален для анализа, его нельзя будет использовать повторно.
• Процесс удаления и анализа купона может занять много времени и потребовать завершения работы системы.

Коррозионные зонды

Датчики коррозии, такие как датчик электрического сопротивления (ER), обеспечивают мониторинг скорости коррозии в режиме реального времени. Они работают путем измерения изменений электрического сопротивления чувствительного элемента, которое зависит от толщины элемента. По мере возникновения коррозии толщина чувствительного элемента уменьшается, что увеличивает сопротивление. Это изменение сопротивления можно использовать для расчета скорости коррозии.

Преимущества использования зондов коррозии включают в себя:

• Они обеспечивают мониторинг скорости коррозии в режиме реального времени.
• Их можно использовать на месте без необходимости выключения системы для удаления и анализа.
• Они могут быть более чувствительны к изменениям скорости коррозии, чем купоны на коррозию.

Однако зонды коррозии также имеют некоторые ограничения:

• Они могут быть не такими точными, как купоны на коррозию для измерения общих потерь материала.
• Они могут потребовать более сложного оборудования и интерпретации данных.

Таким образом, выбор между коррозионными купонами и коррозионными зондами зависит от конкретных требований контролируемой системы, включая потребность в данных в реальном времени, возможность остановки системы для анализа, а также сложность приборов и интерпретацию данных, которые могут быть размещены.

Заключение

ER Probe играет решающую роль в мониторинге коррозии в режиме реального времени, предлагая несколько ключевых рабочих параметров, таких как изменения электрического сопротивления и толщины чувствительного элемента. Зонд рассчитывает скорость коррозии, анализируя увеличение электрического сопротивления из-за уменьшения площади поперечного сечения чувствительного элемента, обеспечивая четкую и своевременную картину развития коррозии. При сравнении ER Probe с Corrosion Coupons преимущество первого заключается в его способности предоставлять непрерывные данные в режиме реального времени, устраняя необходимость отключения системы. Однако выбор между датчиками ER и купонами на коррозию в конечном итоге зависит от конкретных требований, включая необходимость мониторинга в реальном времени, возможность отключения системы и сложность интерпретации данных.