Организация контроля скорости коррозии тепловых сетей.

Более половины аварий и неполадок на оборудовании теплосети вызваны коррозионными повреждениями.

Традиционно, для определения скорости коррозии в трубопроводах сетевой воды используют Блок Индикаторных Пластин. В конденсатно-питательном тракте устанавливают индикаторы коррозии, изготовленные из того же материала, что и контролируемое оборудование. При вскрытии контролируемых участков трубопроводов, образцы извлекают и подвергают анализу, по результатам которого оценивают скорость и характер коррозии металла за время нахождения образцов в тракте.

Рис 5.1 Блок Индикаторных Пластин

Контрольные пластины представляют собой круглые диски диаметром 60 и толщиной 3 мм с отверстием в центре. Поверхность пластин шлифуется и промывается раствором щелочи, спиртом и эфиром. Перед установкой в трубопровод высушенные образцы взвешивают с точностью до 0,0001г. Пластины надевают на стержень и отделяют друг от друга дистанционирующими патрубками. Стержень с набором пластин устанавливают по оси трубопровода и фиксируют в нём с помощью бобышек и фланца.

В настоящее время появились новые методы определения скорости коррозии, в которых устранены недостатки предыдущего метода.

Основным недостатком БИП является долгосрочность определения скорости коррозии. По этой причине, персонал не сможет оперативно отреагировать на опасную ситуацию, что может привести к аварии на теплосети.

Датчик CorrTran^TM является первым двухпроводным датчиком с уровнем сигнала 4-20 мА, который в состоянии измерять как общую, так и локальную (точечную) коррозию в едином промышленном корпусе. Он предназначен для проведения замеров коррозии вне лаборатории с целью ежедневного контроля за скоростью коррозии.

Процесс коррозии основан на том факте, что металлы и сплавы, погруженные в электропроводящую жидкость, разрушаются ею в результате электрохимических процессов. Покажем простейшую реакцию для металла (железа), растворяющегося в кислом растворе:

Рис 5.2 Датчик обнаружения коррозии CorrTran^TM

Сторона анода образуется, когда металл с поверхности корродирующей трубы или сосуда попадает в прилегающий к нему раствор (жидкость, вызывающую коррозию) в виде ионов (Fe²⁺). В результате процесса на поверхности металлов образуется избыток электронов. Избыточные электроны перетекают в близко расположенную точку катода, что приводит к возникновению тока коррозии, I_corr. Эти избыточные электроны затем поглощаются окисляющим агентом коррозионного раствора. Анодные и катодные точки непрерывно создаются и меняют положение на проводящей поверхности (металле). Случайная их конфигурация делает прямое измерение I_corr невозможным. Чтобы преодолеть это ограничение, в коррозийный раствор помещается электрический датчик, содержащий три измерительных электрода из того же металла. Используя датчик, можно создавать между электродами малые потенциалы и измерять полученные токи. На эти токи оказывает влияние тот же коррозионный процесс, который отвечает за ток I_corr. Если электрода корродируют с высокой скоростью, ионы металла (Fe²⁺ в данном случае) легко переходят в раствор и малый потенциал, приложенный к электродам, создаёт большой ток, пропорциональный I_corr. Аналогично, если электроды корродируют медленно, и ионы переходят в раствор медленно, малый потенциал, приложенный к электродам, создаёт малый ток. Используя сложный алгоритм анализа данных, датчик CorrTran^TM интерпретирует информацию о коррозии и передаёт её в виде сигнала 4-20 мА.

Рис 5.3 Химическая реакция, включённая в растворение металла

В основе работы датчиков CorrTran^TM лежат современные алгоритмы и методы анализа данных, позволяющие точно измерять скорость общей и локальной (точечной) коррозии. В ходе цикла измерения датчик CorrTran^TM осуществляет измерение уникального электрохимического шума, который в сочетании с данными о скорости коррозии обеспечивает измерение точечной коррозии. При завершении каждого цикла измерения вычисляется соответствующая скорость коррозии или значение точечной коррозии в форме сигнала 4-20 мА.

Оперативная информация с помощью управляющего сигнала 4-20 мА позволяет определить состояние коррозии. Можно сравнить архивные данные о скорости коррозии с текущей скоростью и быстро определить изменения в качестве воды, химические изменения и эффективность ингибитора коррозии.

Чтобы измерение было точным, электроды должны быть сделаны из того же материала, что и труба или сосуд, в котором осуществляется измерение. На расходуемые электроды наводится небольшой сигнал, и они помещаются непосредственно в коррозионную среду. Чтобы получить точные сведения о коррозии, сигналы электродов отслеживаются и анализируются датчиком в течение 7 минут.