过程工业行业的腐蚀监测一直是摆在专业腐蚀工程师面前的一块硬骨头,腐蚀现象也是经过训练的专家们重点研究并且在金属合金材料和化学反应过程当中有大量体验的一个问题。这些专家和工程师们过去常常采用的腐蚀评估方法包括对放置在管道中的挂片进行分析。在被暴露在过程介质之前,这些挂片都经过了精确的称重测量,然后专家们对挂片进行分析,研究金属材料的流失程度和挂片的其它缺损。这是确定整个过程的均匀腐蚀率和局部腐蚀率的基础。在更多的地方放置更多的挂片可以获得大量的数据用于腐蚀评估,这样可以取得更加精确的设备腐蚀图像。经过多年的发展www.cechina.cn,腐蚀评估工具已经能够帮助腐蚀工程师使他的或她的工作具有更高的效率。这些工具还可以为腐蚀专家提供高水平的数据用来判断腐蚀程度。不过到目前为止这种数据只对腐蚀专家有用,设备操作人员或是控制系统工程师还无法利用这些数据。将来,一种可以方便的在标准控制室建筑中运行的腐蚀监测系统一定会出现。
腐蚀监测的未来
Pepperl+Fuchs 公司的CorrTran™ 是第一种既可以评估均匀腐蚀情况www.cechina.cn,也可以评估局部腐蚀情况的两线制4~20mA变送器
腐蚀监测技术
腐蚀过程是基于这样一种现象,当一块金属/合金被浸入一种导电液体当中的时候,金属/合金将会通过一种电化学过程被腐蚀。下面的例子说明了金属(铁)溶解于一种酸性溶液时的一个简单反应:
Fe—>Fe2++2e-
2H++2e-—>H2
由于铁离子的作用,当正在被腐蚀的管道或储罐表面的金属进入邻近的溶液(这种液体正在造成腐蚀)中时会产生一个阳极。这个过程会导致金属表面的电子出现过剩。这些过剩的电子流向邻近的阳极点,这样就形成了腐蚀电流Icorr。然后这些过剩的电子会被腐蚀性溶液中的氧化物消耗掉。在金属的整个被腐蚀表面,阳极点和阴极点不断的变换位置并且保持存在。这种随机的状况使得人们没有办法直接测量腐蚀电流Icorr。为了克服这种限制CONTROL ENGINEERING China版权所有,人们把一种由三个电极构成的探头放入腐蚀性溶液当中,这三个探头由相同的金属材料制作而成。使用这种探头,人们可以利用电极之间很小的电位差来测量产生的电流。这个电流会受到腐蚀电流Icorr的影响。如果电极以很快的速度被腐蚀,那么金属离子(在这个例子当中是Fe2+)就会很容易进入溶液当中,并且只需很小的电势差作用于电极上就能够产生与Icorr 成比例的很大的电流。与此种情况相类似,如果电极以比较低的速度被腐蚀,那么离子进入溶液的速度就会比较缓慢,作用于电极上的微小电势差所产生的电流也比较小。通过复杂的算法和数据分析,CorrTran™可以将这种关于腐蚀的信息转变成工厂工程师可以利用的4~20mA 形式的标准信号。
CorrTran™ 变送器的操作
CorrTran™变送器的核心是代表了当代技术发展水平的、获得专利保护的算法和数据分析技术,可以精确测量腐蚀速度和局部腐蚀程度(点蚀)。谐波畸变分析(HDA)技术被用于提高工业界普遍接受的线性极化电阻法(LPR)腐蚀速度测量技术的性能。为了进一步提高性能,还可以针对特定的应用将Stern Geary 值(B-value)存储在变送器里。事实上B-value 还可以由用户自己进行调整以便更加精确地表现用于过程的管道和材料。在一个测量周期当中,CorrTran™变送器会执行一种独特的电化学噪声(ECN)测量技术,这种测量技术与腐蚀率数据结合后能够为用户提供点蚀率的测量值。在每一个完整的测量周期当中,CorrTran™变送器都会计算相应的腐蚀率或点蚀率控制工程网版权所有,并且以4~20mA 标准信号的形式呈现给工厂当中的有关人员。
线性极化电阻法(LPR)腐蚀率测量技术成为工业界关于总体腐蚀程度监测的标准方法已经有很长时间了CONTROL ENGINEERING China版权所有,这种方法的理论基础是Stern-Geary关系式。这种B-value关系将产生出来的电位差和被测的腐蚀电流关联起来,从而产生一个极化