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: Один раз в любом интервале
• Сертификация опасной зоны: Exd IICT4 ГБ

Расчет скорости коррозии зонда ER

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.

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.

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. Начальная площадь поперечного сечения (А1) чувствительного элемента составляет 1 квадратный миллиметр.
2. Длина (L) чувствительного элемента составляет 10 миллиметров.
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.

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

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.