Новицкий В.С., Писчик Л.М. Коррозионный контроль технологического оборудования

Подождите немного. Документ загружается.

указаны причины их изменения.

Широко применяются в промышленном коррозионном мониторинге

измерительные устройства “Corratep” (Rohrback Cosasco Systems, США), Sycopel

(Великобритания), МР 100 (Atel, Италия), MOP-52W (Польша). Сообщается (Китай)

о разработке портативного прибора, управляемого одночиповым микропроцессо ром,

для коррозионного мониторинга технологического оборудования [94].

В России разработан ЛПС-прибор для измерения скорости коррозии

«КАРТЭК-00025» [95], который обеспечивает высокую точность результатов, на что

указывает их согласование с измерениями прибора «Corrater BCS 9000»

и гравиметрическими данными. «КАРТЭК-00025» работает в потенциостатическом

режиме в комплекте с двух- и трехэлектродными (сталь СтЗ) датчиками, диапазон

измеряемой скорости коррозии 0,001—20 мм/год.

Новые приборы, реализующие метод линейного поляризационного сопротивления,

разработанные в последние годы для промышленного коррозионного мониторинга,

отличаются высокой точностью измерения (0,02 мм/год при разрешающей способности

0 — 40 мм/год) [96], измерения могут проводиться при температуре до 200 °С и давлении до

27 МПа, а результаты фиксируются цифровым прибором или выводятся на экран

дисплея (Микрокор) [53].

На базе приборов Р5035 и Р5126 созданы коррозионно-индикаторные установки

промышленного назначения УК-1 и УК-2, УК-3 [97, 98].

Установка УК-1 (Р5035, набор датчиков со вспомогательными устройствами)

предназначена для оценки коррозионной агрессивности нейтральных

высокоминерализованных Н

S-содержащих сред (сточные воды нефтепромыслов).

С помощью УК-1 можно оперативно получить данные о кинетике коррозионных

процессов и формировании защитных пленок на углеродистой стали в мор ской воде

с солесодержанием 11—36 г/л, а также в водооборотной системе нефтеперерабатывающего

завода при температуре 20— 50 °С и скорости потока 1—5 м/с [99]. Применение ограничено

температурой, при 70 °С и выше наблюдается деформация элементов зонда. Кроме того,

ручная настройка индикатора Р5035 и недостаточное быстродействие (8—10 мин) [100] не

всегда соответствуют промышленным требованиям.

Созданная на базе прибора Р5126 установка УК-2 может применяться при

температуре до 100 °С в водных средах теплосетей и электростанций, системах

оборотного водоснабжения предприятий [92, 100, 101]. Определение зависимости

коэффициента пропорциональности К низкоуглеродистой стали от температуры

в нейтральной среде [102] позволило получить более корректные результаты коррозионных

измерений.

Индикаторная установка УК-2 также может быть применена для экспресс-

определения защитной способности гальванических покрытий и содержания поверхностно-

активных веществ в электролитах в производственных условиях [103].

Установка УК-3, кроме Р5126 и датчиков, включает устройство для выбора канала

измерения и регистратор, предназначенный для автоматической регистрации

коррозионности среды и ее изменения под воздействием различных факторов (температуры

и концентрации кислорода, хлоридов, сульфатов, ингибитора). Диапазон определения

скорости коррозии установками УК-2 и УК-3 — 0,0006 —50 мм/год, длительность

измерения — 1—5 мин [98].

С самого начала практического применения метода линейного поляризационного

сопротивления он широко использовался для оценки защитного действия ингибиторов

[74,82,98,99,104—107]. Установки УК-1 и УК-2 определяют эффективность ингибиторов по

данным измерения R

неингибированных и ингибированных технологических сред. Для

обслуживания установок требуется оператор, который проводит измерения (считывает

показания) и принимает решение об изменении дозировки ингибитора.

Для автоматического регулирования работы дозирующих насосов или другого

оборудования разработана автоматическая микропроцессорная система измерения

коррозионной агрессивности (АМСИК) [108—110]. Система работает в средах со

следующими характеристиками: солесодержание не менее 0,01 г/л, скорость потока до 2 м/с,

давление в трубопроводе до 15 МПа, температура среды 5—200 °С, рН 0—14. Работа

системы основана на методе поляризационного сопротивления (диапазон измерения R

1 Ом — 100 кОм). Диапазон определения коррозионной агрессивности среды 0,001—10

мм/год (коррозионная агрессивность может характеризоваться плотностью тока). Диапазон

измерения омического сопротивления этой среды между электродами 0,5 Ом — 50 кОм,

разности стационарных потенциалов электродов — ±100 мВ. Время измерения 1 мин,

продолжительность непрерывной работы 24 часа, измерительных каналов восемь.

В состав системы входят: комплект электрохимических преобразователей (датчиков)

с приспособлениями для их установки в трубопроводы и другое технологическое

оборудование, автоматический микропроцессорный измеритель поляризационного сопро-

тивления, интерфейсные блоки, регистрирующее и запоминающее устройства. Первичную

информацию об агрессивности технологической среды дает электрохимический

преобразователь, работающий как двухэлектродная электрохимическая ячейка.

Полученные данные выводятся на цифропечатающее устройство. Функциональные

возможности измерителя системы и индикатора Р5126 совпадают, но точность измерения

первого выше вследствие конструктивных особенностей и программного обеспечения.

Включение и выключение прибора осуществляется таймером по заданной программе.

Полученная информация хранится в памяти измерителя. Длина соединительных кабелей

между измерителем и электрохимическим преобразователем может достигать 200 м.

Возможны два типа контроля коррозионной агрессивности с помощью системы —

локальный или распределенный. В первом случае все связи — информационные, управление

замыкается в точке контроля. Этот тип системы применим тогда, когда точки измерения,

управления и регистрации находятся друг от друга на небольшом расстоянии (около 10 м).

Если необходим сбор измерительной информации от удаленных друг от друга

объектов, целесообразнее использовать другой тип системы: измерительная информация от

микропроцессорного контроллера через интерфейсные блоки и линии связи (длиной

в несколько километров) поступает в диспетчерскую на центральную ЭВМ, где

обрабатывается по заданной программе. Управляющая информация поступает обратно на

микропроцессорный контроллер, который управляет устройством регулирования.

Программное обеспечение, используя банк данных и текущую измерительную

информацию, с помощью компьютера производит оптимальное регулирование

коррозионной агрессивности среды и скорости коррозии оборудования ТЭЦ, тепловых сетей

(подающие и обратные линии), систем горячего и холодного водоснабжения, оборотной

воды различных предприятий [108].

В последние годы все большее применение в коррозионном мониторинге

в химической промышленности находят автоматические системы с использованием метода

линейного поляризационного сопротивления как отдельно, так и в комбинации с другими

методами контроля коррозии. Так, при защите от коррозии хранилищ азотных удобрений

контроль оптимальной концентрации ингибитора и ее регулирование осуществляется

автоматической системой с использованием прибора, измеряющего поляризационное

сопротивление [104].

Автоматическая система телемониторинга коррозии, основанная на измерении

поляризационного сопротивления, применена на установке получения синтез-газа [111].

Датчики установлены в пяти критических точках установки и управляются центральным

коррозиметром. Данные, полученные с помощью ЛПС-системы, соответствовали

гравиметрическим измерениям и позволили установить оптимальный состав

технологического раствора Бен-фильда, снизить опасность коррозионных разрушений

и практически исключить непредвиденные простои установки.

На содовом заводе при определении эффективности нового ингибитора коррозии

с помощью автоматической системы LPR-Corrdata [112] были использованы графики

скорость коррозии — время (рис.14) с интервалом 30 мин (устройство регистрации данных

Corrater).

Как видно из графика непрерывного измерения скорости коррозии, наблюдалось ее

увеличение от 5 до 200 мм/год в течение 4-х часов. Такое быстродействие мониторинга

дало возможность оперативно установить взаимосвязь технологических параметров,

действия ингибитора и коррозии оборудования и принять превентивные меры.

Метод линейного поляризационного сопротивления совместно с измерением

потенциала был использован [114] в передвижной электрохимической микропроцессорной

системе коррозионного мониторинга внешних поверхностей магистральных нефте- и га-

зопроводов для измерения мгновенной скорости коррозии металла трубы. Такая система

может применяться для контроля всех подземных и подводных металлических сооружений.

В современных системах коррозионного контроля, использующих комбинацию

методов мониторинга и компьютерную технику, что позволяет накапливать

и анализировать данные датчиков, расположенных в различных точках технологического

оборудования, успешно применяются и сенсоры поляризационного сопротивления:

в химической [63, 115—117], бумагоделательной [118] промышленности, в теплоэнергетике

[115], при обработке сточных вод в химической и нефтехимической промышленности [116],

при мониторинге внутренней поверхности трубопроводов [117,119].

Метод линейного поляризационного сопротивления совершенствуется, сферы его

применения расширяются. Так, портативный ЛПС-индикатор коррозии ПИК-1 входит

в установку ЩИТ-2, которая используется при протекторной (магниевый электрод) защите

от коррозии систем горячего водоснабжения [120].

В основе разработанного коррозионно-измерительного стенда, управляемого ПК [121]

и применяемого для изучения токообменных процессов в равновесных системах, лежит

метод линейного поляризационного сопротивления. С его помощью определяют влияние

температуры, состава и скорости движения среды на коррозию сплавов [74]; склонность

сплавов к локальной коррозии; измеряют скорость коррозии сварных соединений

в условиях образования отложений на поверхности.

В ранней работе Джонса и Грина [122] было показано, что данные измерений

линейного поляризационного сопротивления могут быть использованы для контроля

возникновения питтинга или других видов локальной коррозии. Склонность

к питтингообразованию, так называемый питтинговый индекс, определяется как разность

силы тока при катодной и анодной поляризации [123].

На основе метода измерения анодного поляризационного сопротивления предложена

система мониторинга питтинговой коррозии алюминиевого сплава, контактирующего со

сталью, в растворе хлорида натрия [124]. При отработке системы контроля состояние

поверхности исследовалось с помощью растровой электронной микроскопии. Мониторинг

локальной коррозии с использованием электрохимических методов, в том числе

и линейного поляризационного сопротивления, применяется в аэрокосмической технике

[125]. Автоматизированный коррозиметр «КАРТЭК-00025» позволяет мгновенно

определить «питтинговый индекс» с выводом данных на дисплей [95].

Для оценки коррозионной стойкости сварных соединений предложено устройство

[126], представляющее собой размещенную между плоскими металлическими электродами

эластичную втулку, заполненную агрессивной жидкостью, которая имеет форму

усеченного конуса и одним из оснований (5=1 см

) обращена к сварному соединению, а

другим (S = 10 см

) — к основному металлу. Передвигая втулку поперек сварного

соединения, приборами Р5035 [127] или Р5126 [97] измеряют R

ячейки: основной металл —

выбранное место сварного соединения.

С использованием двухэлекгродной схемы измерено поляризационное сопротивление

сварных соединений сплавов титана, в том числе с различной термообработкой,

и Zr — 2,5Nb. Полученные данные сопоставляли с другими электрохимическими и

весовыми измерениями [128—130]. Определены коэффициенты пропорциональности К

между Rp и скоростью коррозии в зонах шва и основного металла.

Отработана методика измерения приборами Р5035 и Р5126 поляризационного

сопротивления в электрохимической ячейке с разнородными электродами, которая

моделирует основной металл и сварной шов [131]. Измеряемое значение R

равно сумме R

каждого из электродов, если они не слишком различаются по коррозионной стойкости.

Примеры успешного осуществления контроля коррозии сварных зон трубопроводов

в нефтегазовой промышленности ЛПС-коррозиметрами [106] подтверждают возможность

их использования для коррозионного мониторинга сварных соединений.

Метод линейного поляризационного сопротивления эффективно используется для

измерения скорости коррозии трубопроводов, теплообменников и другого оборудования

водооборотных циклов химического завода в условиях осаждения на поверхности твердых

частиц [71,105]. Запатентован способ контроля агрессивности раствора для очистки от

коррозионных отложений парогенераторов АЭС методом измерения поляризационного

сопротивления [132].

При проведении мониторинга в условиях образования толстых пленок продуктов

коррозии, которые влияют на значения R

и К, необходимы дополнительные исследования.

Так, при составлении алгоритма программы работы АМСИК [133] изучено влияние тока и

времени поляризации на измерения, что позволило выбрать оптимальный режим измерений

для получения более достоверных значений R

Постоянное совершенствование ЛПС-приборов обеспечивает широкое и успешное

применение их для промышленного коррозионного мониторинга и оценки эффективности

антикоррозионной защиты в системах водоснабжения коммунального хозяйства, ГРЭС,

ТЭЦ и АЭС (в том числе в горячих зонах АЭС [61]), в химической, нефтедобывающей,

нефтеперерабатывающей, нефтегазовой (в том числе в многофазных потоках [134])

промышленности, в морской воде (в том числе в присутствии сульфатвосстанавливающих

бактерий [135]).

1.17. МЕТОД КОНТРОЛЯ ПОТЕНЦИАЛА

КОРРОЗИИ

1.17.1. НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

Коррозионная стойкость конструкционных материалов оборудования,

эксплуатируемого в различных агрессивных средах, в большинстве случаев обусловлена

их пассивным состоянием, характеризующимся низкой скоростью коррозии.

Коррозионно-электрохимические исследования в сочетании с другими физическими и

физико-химическими методами изучения природы пассивности, механизма

и закономерностей пассивации металлов позволили установить ведущую роль

электродного потенциала при пассивации и активации поверхности металла.

Для

пассивирующихся

металлов и сплавов

специфично наличие на

кривой зависимости

скорости растворения of

потенциала областей

активного, пассивного

и транспассивного

состояний (рис.15).

Состояние, в котором

будет находиться

поверхность корроди-

рующего металла, а следовательно, и скорость его коррозии будут

определяться соотношением критической плотности тока пассивации i

кр

и плотности тока

восстановления окислителя при Е

кр

(кривые А и i

к1

— i

к3

, рис.15, а). Если i

> i

кр

, то

металл находится в устойчивом пассивном состоянии, при i

кр

< i

кр

— кроме состояния ак-

тивного растворения может установиться неустойчивое пассивное состояние (i

кр

> i

Поскольку процессы активно-пассивного перехода поверхности металла

сопровождаются существенным изменением потенциала (несколько сотен милливольт),

метод контроля E

кор

может успешно применяться для оценки коррозионного состояния

такого оборудования.

Коррозионных систем, в которых в зависимости от изменения условий эксплуатации

происходит переход контактирующей с агрессивной средой поверхности металла из

активного состояния в пассивное и наоборот, очень много. В качестве примеров приведем

наиболее распространенные [136]:

• углеродистая сталь — растворы щелочи, концентрированная серная кислота,

аммиачные удобрения, карбонатные и моноэтаноламиновые растворы;

• нержавеющие стали — растворы фосфорной, серной, уксус ной кислот в широком

интервале концентраций и температур, многокомпонентные среды производства

сложных удобрений, промышленные растворы сульфата марганца, аммиачно-

карбонатные среды и др.;

• сплавы титана — растворы серной, соляной, фосфорной, плавиковой, уксусной

кислот и их смеси, хлоридные среды, среды, содержащие фториды и др.

В случае локального активирования электрода, происходящего в области,

ограниченной критическими значениями потенциалов, например, питтингообразования

и репассивации поверхности, характер и скорость растворения металла также

определяются скоростью деполяризующего процесса (рис.15, б), а в конечном счете

зн а че н и ем Е

к о р

;

Зная влияние различных факторов на закономерности активно-пассивного перехода

сплавов или значения критических потенциалов активации локального коррозионного

процесса и контролируя Е

кор

поверхности оборудования, можно прогнозировать

коррозионное состояние последнего и регламентировать оптимальные условия

применения данного метода коррозионного контроля.

Одним из важных достоинств метода является то, что контролируется поверхность

оборудования, а не зонда, структура и состояние поверхности которого могут отличаться

от таковых для металла корпуса аппарата.

При известной зависимости скорости растворения конструкционного материала от его

потенциала в условиях работы оборудования этот метод — один из самых приемлемых для

промышленного коррозионного контроля. Его применение не требует вмеша

тельства

в коррозионную систему, дает информацию о коррозионном состоянии

непосредственно аппарата или коммуникаций, не разрушает металл, не нарушает

технологический процесс, обеспечивает быстродействие и позволяет

автоматизировать процесс коррозионного контроля.

Для оценки коррозионного состояния оборудования и возможной скорости его

коррозии необходимо определить, в какой области потенциалов в момент измерения

находится E

кор

поверхности. Если в исследуемой коррозионной системе

обнаруживается область потенциалов, где металл растворяется с достаточно низкой

скоростью, то установка контроля Е

кор

может быть основой системы защиты от

коррозии путем регулирования E

коp

поверхности аппарата. Смещение Е

кор

в область защитных потенциалов и поддержание его в требуемых пределах может

осуществляться за счет поляризации от внешнего источника тока

(электрохимическая защита), введения в раствор ингибиторов, изменения

технологических параметров (температуры, концентрации, скорости потока).

Если материал аппарата выбран конструкторами правильно и его поверхность

находится в устойчивом пассивном состоянии, переход последней в активное

состояние может произойти только при отклонении условий эксплуатации от

предусмотренных технологией (чаще всего это изменение температуры, давления,

попадание примесей и пр.). В этих случаях появляется возможность контроля

параметров технологического процесса.

1.17.2. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ В

КОРРОЗИОННОМ МОНИТОРИНГЕ

Несмотря на преимущества метода измерения E

кор

для организации

непрерывного промышленного коррозионного контроля, используется он

сравнительно редко. Это связано с тем, что метод дает качественную оценку

состояния поверхности оборудования и не позволяет измерить скорость коррозии

металла, а также с трудностями подбора надежных датчиков потенциала. Требуются

тщательное изучение поляризационных характеристик материала и разработка

конструкции электрода сравнения и узлов его ввода в оборудование для каждой

конкретной коррозионной системы. Метод контроля потенциала коррозии

положен в основу ускоренного метода определения склонности нержавеющих

сталей к межкристаллитной коррозии [137]. На основании коррозионно-

электрохимических исследований некоторых промышленных коррозионных

систем и измерений Е

кор

поверхности оборудования показаны рациональность

и эффективность данного метода для контроля коррозионного состояния ряда

аппаратов в агрессивных средах производства красителей [138]. Применен этот

метод и для регулирования подачи воздуха в рабочий раствор производства

мочевины с целью защиты оборудования от коррозии [139].

Описан [140] пример успешного привлечения метода для определения

коррозионной стойкости сварных соединений сталей. Для измерений использовался

сканирующий по поверхности капилляр Луггина. Значение потенциала коррозии

коррозионностойкого наплавленного металла должно быть положительнее, чем

у основного металла. Если он отрицательнее, может произойти селективное

растворение наплавленного металла, а также развиться межкристаллитная

и ножевая коррозия.

По изменению потенциала коррозии во времени контролируют

биологическую коррозию, чаще локальную, поверхности конструкций из

нержавеющих сталей, погруженных в морскую воду [134].

С помощью вибрирующего игольчатого электрода из хромоникелевой

проволоки измеряют потенциал коррозии металлической поверхности под

полимерным покрытием [141], значения которого для неповрежденных участков

и участков с отслоением от подложки существенно различаются.

Запатентован метод мониторинга агрессивности внешней среды (атмосферы)

и коррозии конструкционных материалов различных сооружений, автомобилей,

самолетов [142] с использованием комплексного чувствительного элемента,

изготовленного по технологии микросхем. Чувствительный элемент состоит из

электрохимических датчиков, позволяющих контролировать не только потенциал

коррозии металла конструкции или сооружения, но и рН дождевых осадков,

содержание агрессивных примесей в воздухе.

Для проведения измерений комплексный чувствительный элемент закрепляется

в необходимых местах и информация с него либо считывается переносным прибором, либо

передается по радиосвязи или через спутник.

Метод измерения потенциала коррозии в коррозионном мониторинге химического

и теплоэнергетического оборудования рассматривается уже как традиционный

и опробованный [141, 143, 144], однако отмечается необходимость долговременной стабиль-

ности электродов сравнения в эксплуатационных условиях [143], а также конструктивных

особенностей датчиков потенциала [115]. На практике целесообразно применение этого

метода одновременно с методами непосредственного измерения скорости коррозии металла

[59]. Например, при совместном применении методов измерения. Е

кор

и акустической

эмиссии для мониторинга ингибиторной защиты газгольдера установок производства

поливинилхлорида и этилена [44] акустическими измерениями выявлено соотношение

между зарождением, скоростью роста коррозионной трещины и потенциалом коррозии.

Эти данные обеспечили объективный коррозионный контроль по значению потенциала

коррозии.

Эффективно совместное применение [145] методов, основанных на измерении

линейного поляризационного сопротивления и потенциала коррозии. Автоматические

устройства, снабженные приборами, реализующими вышеуказанные методы [96], исполь-

зуются для непрерывного наблюдения за коррозией оборудования и трубопроводов

очищенной воды, изготовленных из свинца, меди и углеродистой стали.

Комбинация датчиков E

коp

, линейного поляризационного сопротивления и некоторых

других электрохимических параметров использована в многосенсорной промышленной

системе коррозионного мониторинга [116] оборудования обработки сточных вод

химических и нефтехимических предприятий, на установке десульфуризации дымовых

газов.

Для контроля эффективности катодной защиты магистральных трубопроводов, а также

целостности изоляционных покрытий традиционно применяется метод измерения

потенциала поверхности. Одним из недостатков его использования является необходимость

проведения замеров с небольшим интервалом (не более 10м) вдоль трубы [146].

Последние годы в коррозионном мониторинге нефте- и газотрубопроводов используются

усовершенствованные системы, реализующие методы измерения Е

кор

и линейоного поля-

ризационного сопротивления, например электрохимическая микропроцессорная станция

[114], бесконтактный измеритель токов [146], комплексная технология измерения

потенциала в зоне блуждающих токов [147].

Надежный контроль потенциала поверхности оборудования при использовании

анодной защиты (A3) от коррозии — одно из важнейших условий ее успешного применения

[148—153].

Как указывалось выше, метод регулирования значения Е

кор

металла при наличии у него

области потенциалов с низкой скоростью растворения (как правило, область пассивного

состояния) может быть основой системы электрохимической защиты от коррозии.

К сожалению, примеров использования таких систем коррозионного контроля и защиты

оборудования сложной конфигурации, эксплуатирующегося в агрессивных средах при

повышенных температуре и давлении, немного.

Комплекс научно-исследовательских и инженерно-конструкторских работ,

проведенных в НИПИ «Химтехнология» (г.Северодонецк) в 70—80-х годах, послужил

основой создания и широкого промышленного освоения систем контроля потенциала по-

верхности оборудования и его защиты регулированием потенциала коррозии с помощью

поляризации током, введения ингибиторов или изменения технологических параметров

процесса в допустимых пределах. Далее описаны некоторые системы коррозионного

контроля и защиты, особенности их аппаратурного оформления, сферы применения и др.

1.17.3. УСТАНОВКА КОНТРОЛЯ ПОТЕНЦИАЛА

КОРРОЗИИ

Электроды сравнения

Основа промышленных автоматических систем коррозионного контроля

и электрохимической защиты — установка контроля Е

кор

(рис.16, [154]).

Обязательным

элементом установки

является электрод срав-

нения, устанавливаемый

в аппарат или трубопровод

с помощью специальных

узлов ввода. Для

коррозионного контроля

используется ряд

электродов сравнения

погружного и выносного

типов. Универсальных для

всех сред электродов сравнения нет, однако можно сформулировать общие требования

к ним и выбрать наиболее подходящие для различных технологических сред [148, 155].

Основные требования к электродам сравнения следующие:

• обратимость потенциалопределяющей реакции;

• стабильность потенциала;

• воспроизводимость значения его потенциала.

Надежность работы электродов сравнения зависит как от правильного выбора типа

электрода, так и от правильного конструктивного исполнения узлов ввода его

в контролируемый аппарат.

Для контроля коррозионного состояния оборудования в хлоридсодержащих средах

применяется хлорсеребряный электрод. В сернокислотных средах хорошо зарекомендовал

себя ртутно-сульфатный электрод, представляющий собой электрохимическую

цепь (Pt)|Hg,Hg

|SO

. Из электродов, в которых используется ртуть, следует отметить

также ртутно-фосфатный, ртутно-оксидный и ртутно-ацетатный, которые можно

эффективно применять соответственно в фосфатных, щелочных, ацетатных средах.

Широкое применение этих электродов сдерживается необходимостью использования

платины.

В ряде сред для коррозионного контроля используются металл-оксидные электроды,

отличающиеся простотой в изготовлении и эксплуатации при удовлетворительной

стабильности потенциала. Погружные электроды сравнения имеют сравнительно простую

конструкцию, эксплуатируются в тех же условиях, что и контролируемая поверхность

аппарата, поэтому в промышленности они применяются значительно чаще, чем выносные.

Электроды сравнения часто имеют фторопластовый корпус и вводятся в аппараты через

специальные штуцеры, обеспечивающие необходимые уплотнение и электроизоляцию,

что позволяет эксплуатировать их при давлении в аппарате до 15 МПа.

Для каждой промышленной коррозионной системы необходима тщательная

разработка датчиков потенциала, конструкция и тип которых обеспечат надежность

данных и возможность применения их в самых сложных технологических условиях.

Приборы

Оборудование установки контроля потенциала коррозии составляют недорогие

контрольно-измерительные приборы. Она проста в обслуживании и не требует высоких

технологической культуры производства и квалификации обслуживающего персонала.

При организации непрерывного коррозионного контроля в установке помимо электродов

сравнения используются высокоомный преобразователь и регистрирующее устройство.

Известны примеры применения созданного на базе промышленного рН-метра

прибора для контроля потенциала коррозии оборудования с электродами сравнения,

позволяющими использовать их в аппаратах с давлением до 7 МПа и температуре

до 100 °С.

В рассматриваемых ниже системах контроля коррозионного состояния

технологического оборудования кроме промышленных приборов регистрации параметров

используется специально разработавшая (г. Северодонецк) аппаратура. Она

предназначена как для настройки, так и для непрерывной работы систем контроля,

обеспечивая измерение параметров и сигнализацию об увеличении скорости коррозии.

С целью обеспечения высокого входного сопротивления вторичных приборов,

необходимых при измерении потенциала поверхности оборудования, применяются

промышленные высокоом-ные (R

вх

>107 Ом) преобразователи П-205, и П-205И, П-201

и П201И, П-215 и П-215И (с цифровой индикацией), а также одно-, трех-

и шестиканальные высокоомные преобразователи, разработанные в г. Северодонецке.

Промышленный преобразователь П-205 (П-205И) представляет собой устройство для

преобразования ЭДС чувствительных элементов в унифицированный выходной сигнал

постоянного тока. П-205И выполнен во взрывозащищенном варианте.

В комплекте с чувствительным элементом преобразователь предназначен для

измерения окислительно-восстановительных потенциалов технологических растворов

в системах непрерывного контроля и автоматического регулирования параметров техноло-

гических процессов, а также для измерения ЭДС источников постоянного тока

с внутренним сопротивлением до 1 ГОм.

Прибор имеет выходы по напряжению и току для подключения самопишущих

потенциометров с пределами измерения от 10 до 100В.

Пределы измерения потенциала:

• нижний -1400 мВ;

• верхний+1500 мВ.

Преобразователь представляет собой усилитель постоянного тока с глубокой

отрицательной обратной связью по выходному току, чем и обеспечивается высокое

входное сопротивление. Усилитель построен по схеме преобразования постоянного

напряжения в переменное с последующей демодуляцией. ЭДС электродной системы

преобразуется в выходной ток, измеряемый миллиамперметром.

Приборы П-205 и П-205И могут использоваться для работы с серийно выпускаемыми

чувствительными элементами, в том числе электродами сравнения, не имеющими

собственного источника питания, индуктивности или емкости.

Преобразователь П-201 (П-201 И) по устройству и принципу действия аналогичен

вышеописанным П-205 и П-205И. Различие состоит в том, что приборы серии П-201

предназначены для измерения p/Sf(pH) технологических растворов.

Пределы измерения рХ (рН) Потенциал, мВ

нижний - 1 -58,164

верхний -14 -814,296

Преобразователи П-215, П-215И имеют выходы по напряже нию и току для

подключения самопишущих потенциометров с пределами измерений от 10 до

100 мВ, а также вторичных записывающих и регулирующих токовых приборов.

Пределы измерения от -1990 до +1990 мВ. Предусмотрена возможность настройки

приборов для работы в различных диапазонах в указанных выше пределах

входного сигнала.

Преобразователь П-215, в отличие от П-201 и П-205, конструк тивно состоит

из двух отдельных блоков: блока преобразования и входного усилителя.

Входной усилитель П-215 предназначен для преобразования постоянного

напряжения от высокоомного источника сигналов в выходной сигнал

относительно земли. Блок преобразования служит для трансформации сигнала

постоянного тока в унифицированные электрические сигналы. Отличительной

особенностью преобразователя П-215 (П-215И) является наличие цифровой

индикации входного сигнала.

Разработанный для систем контроля коррозионного состояния

технологического оборудования высокоомный преобразователь имеет входное

сопротивление порядка 10

Ом. Коэффициент усиления определяется как и равен 7.

Преобразователь работает следующим образом. Входной сигнал через резистор

поступает на неинвертирующий вход дифференциального усилителя, при этом

обеспечивается высокое входное сопротивление усилителя.

Конструктивно высокоомные преобразователи изготавливаются в закрытом корпусе и

не имеют наружных органов управления. Конструкция преобразователя позволяет

выполнять его 1— 6-канальным.

Сигнализатор коррозии

Измерение потенциала поверхности контролируемого аппарата и светозвуковая

сигнализация при переходе его поверхности из области потенциалов пассивного состояния

в область активного растворения может осуществляться сигнализатором коррозии СКТ1-

12 [154].

Сигнализатор коррозии СКТ1-12 имеет следующие характеристики:

количество подключаемых электродов сравнения — до 4;

диапазон измеряемых потенциалов, мВ — 0 ±1000;

входное сопротивление прибора, Ом — не ниже 10

;

питание, В — 220;

потребляемая мощность, Вт — 60;

габариты, мм —400 х 285 х 140.

Погрешность измерения и установки уровня сигнализации прибора составляет 1%.

Кроме того, он обладает высоким входным сопротивлением, малыми входными токами,

внутренней частотной коррекцией и нормированным уровнем шумов.

Приборы предусматривают два уровня сигнализации: «предаварийную» световую

и «аварийную» светозвуковую. Предусмотрена возможность срабатывания сигнализации

при любом изменении потенциала поверхности контролируемого объекта. Световое табло

сигнализации устанавливается отдельно от прибора. Возможно подключение установки

коррозионного контроля к цеховой системе сигнализации.

Предусмотрена возможность вывода информации о потенциале поверхности