3. СОСТАВ ИЗДЕЛИЯ И КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ
3.1. При поставке индикатора скорости коррозии в комплект входят:
Индикатор скорости коррозии MONICOR-3-GSM-LPR с картой microSD емкостью 2- 4 ГБ
Экранированный кабель для связи с датчиками LPR
Блок питания индикатора от сети переменного тока 220 В
Паспорт и инструкция по эксплуатации
Программное обеспечение для организации Веб-сервера «Web-monicor» для работы прибора в режиме online ( при желании заказчика организовать собственный Веб-сервер)
Программное обеспечение для загрузки и анализа данных, полученных в режиме offline с SD-карты.
Примечания:
Программное обеспечение для загрузки а анализа данных через SD можно скачать с сайта http://www.monicor.ru/ru/doc/ (раздел Загрузка – Программа для приема данных с Monicor-3-GSM-LPR)
Программное обеспечение для организации Веб-сервера передается администратору заказчика по каналам электронной почты в исходных кодах с правом его изменения и доработки при условии сохранения товарного знака «Моникор» в названии Веб-сервера.
При заказе промыслового варианта прибора рекомендуется заказывать стальной контейнер «Моникор-Изобокс» и оговаривать тип питания в нем: аккумуляторы повышенной емкости (14 А*ч), от блока питания 220/5..12 В. Для взрывозащищенного исполнения класса Exd прибор поставляется с сертифицированным корпусом данного вида защиты.
При заказе следует выбрать один из вариантов исполнения прибора: А - с внешней антенной (снижается класс защиты от внешних климатических воздействий с IP65 до IP63, но появляется возможность использования прибора в зоне неуверенного приема и подключение выносной антенны) , Б - без внешней антенны, при этом используется внутренняя антенна; в зоне уверенного приема GSM этот вариант предпочтительнее, т.к. при этом корпус не теряет герметичности.
4. ПРИНЦИП РАБОТЫ ИНДИКАТОРА
4.1. Функционирование прибора основано на принципе Штерна-Гири, полученном теоретически, путем дифференцирования уравнения поляризационной кривой вблизи стационарного потенциала коррозии и подтвержденного практически.
В общем случае этот принцип читается так: Ток коррозии (I) обратно пропорционален поляризационному сопротивлению (Rп) поверхности электрода, измеренному вблизи стационарного потенциала коррозии.
I[мА] = k[мВ]/Rп[Ом].
Теоретический коэффициент пропорциональности для двухэлектродного датчика определяется по формуле:
k = 2 * 0.434 * ba*bк/(ba+bк), (1)
где ba и bк [мВ], соответственно наклоны анодных и катодных тафелевских прямых в полулогарифмических координатах.
Для электродов выполненных из железа или низколегированной стали в соответствии с законом Фарадея перевод токового показателя коррозии в глубинный производится по формуле:
Кор[мм/год]= 11.7*I [мA] / S [см2], (2)
где S [см2] - площадь электрода.
Теоретическая зависимость для скорости коррозии (Кор) запишется в виде:
Кор[мм/год]= 11.7*0.868*ba*bк/(ba+bк)/S * 1/Rп (3)
При площади электродов, поставляемых в комплекте с датчиком, S=4.7 см2 это выражение примет следующую форму:
Кор[мм/год]= К/Rп , (4)
где
К = 2.16*ba*bк/(ba+bк) (5)
является теоретической константой датчика.
При стремлении bk к бесконечности формула 5 преобразуется в
К = 2.16*ba (6)
При стремлении bа к бесконечности формула 5 преобразуется в
К = 2.16*bk (7)
Теоретические константы датчика, просчитанные для различных тафелевских наклонов, приведены в таблице.
bk
ba
|
30
|
50
|
60
|
70
|
90
|
110
|
120
|
150
|
500
|
∞
|
30
|
32,4
|
40,5
|
43,2
|
45,4
|
48,6
|
50,9
|
51,8
|
54,0
|
61,1
|
64,8
|
50
|
40,5
|
54,0
|
58,9
|
63,0
|
69,4
|
74,3
|
76,2
|
81,0
|
98,2
|
108
|
60
|
43,2
|
58,9
|
64,8
|
69,8
|
77,8
|
83,9
|
86,4
|
92,6
|
115,7
|
129,6
|
70
|
45,4
|
63,0
|
69,8
|
75,6
|
85,1
|
92,4
|
95,5
|
103,1
|
132,6
|
151,2
|
90
|
48,6
|
69,4
|
77,8
|
85,1
|
97,2
|
106,9
|
111,1
|
121,5
|
164,7
|
194,4
|
100
|
49,8
|
72,0
|
81,0
|
88,9
|
102,3
|
113,1
|
117,8
|
129,6
|
180,0
|
216
|
120
|
51,8
|
76,2
|
86,4
|
95,5
|
111,1
|
124,0
|
129,6
|
144,0
|
209,0
|
259,2
|
180
|
55,5
|
84,5
|
97,2
|
108,9
|
129,6
|
147,5
|
155,5
|
176,7
|
285,9
|
388,8
|
500
|
61,1
|
98,2
|
115,7
|
132,6
|
164,7
|
194,8
|
209,0
|
249,2
|
540,0
|
1080
|
∞
|
64,8
|
108,0
|
129,6
|
151,2
|
194,4
|
237,6
|
259,2
|
324,0
|
1080,0
|
-
|
Как правило, тафелевские наклоны при коррозии сталей в средах, не содержащих кислород, находятся в пределах 30<150. При наличии в среде кислорода, ba остается в тех же пределах, но т.к. процесс коррозии контролируется диффузионным током восстановления кислорода, то bк стремится к бесконечности и константа определяется только наклоном ba по формуле (6). В случае наличия в среде реагента, он действует, как правило, в виде барьера, уменьшающего количество открытой для электрохимических процессов поверхности и, соответственно, при том же смещении потенциала на электроде, изменение тока будет значительно меньше, т.е. наклоны ba и bk увеличиваются. Однако если какая-то из них уже была в процессе коррозии равна бесконечности, то естественно что ее наклон не изменится. Это, как правило, наблюдается при коррозии черных сталей в кислородсодержащих средах на катодной реакции. В связи с этим в таблице выделены цветом наиболее распространенные условия коррозии и соответствующие им константы датчика. Желтый цвет – вероятные константы коррозии датчика при отсутствии кислорода в среде (водородная деполяризация) без реагентов. Синий цвет - вероятные константы коррозии при наличии кислорода в среде (кислородная деполяризация) с реагентами и без них. Сиреневый цвет - вероятные константы коррозии при наличии кислорода в среде (кислородная деполяризация) с реагентами. Зеленый цвет - вероятные константы коррозии при отсутствии кислорода с реагентом.
Для практических целей в приборе, как правило, устанавливается одна константа для измерений во всех условиях. Следует учесть, что при таком подходе, индуцируемая скорость коррозии в может отличаться от реальной скорости коррозии для сред без ингибиторов до 1,3 раза, а для сред с ингибиторами - занижаться в 1,3-2 раза в средах без кислорода и в 1-3 раза и, в случае очень сильных реагентов, до 6 раз в средах с кислородом. Определение тафелевских наклонов перед каждым изменением условий измерений для уточнения константы возможно, но не практикуется, из-за отсутствия принципиальной необходимости в определении абсолютной величины скорости коррозии. Как показывает опыт использования приборов данного типа в нефтепромысловой практике, отличие измеренной индикатором и средней скорости коррозии в сравнении с классическим методом (по потере масс образцов-свидетелей), в подавляющем большинстве нефтепромысловых сред составляет не более 20-50%. С учетом того, что при измерении коррозии важен порядок получаемых результатов или относительное значение скорости коррозии, такая разница является в подавляющем большинстве случаев приемлемой, т.к. ингибиторы коррозии уменьшают скорость коррозии от 10 до 100 раз, что делает метод LPR на сегодняшний день наиболее востребованным среди всех методов оперативного определения скорости коррозии. Например, при фактическом снижения скорости коррозии с 0,2 до 0,002 мм/год, прибор может показать снижение с 0,14….0,26 до 0,002….0,006 мм/год. Для практических целей, а именно определения эффективности реагента, это не имеет большого значения. При фактической эффективности в данном примере, равной 99%, полученная прибором эффективность может изменяться от 95 до 99%, т.е. показания прибора однозначно свидетельствует о том что реагент показал себя хорошо.
Использование таких относительных характеристик как "защитное действие" и "коэффициент торможения" при оценке ингибиторов коррозии позволяет проводить сравнительный анализ ингибиторов, не прибегая к значению абсолютной скорости коррозии.
На основе проведенных гравиметрических испытаний образцов из стали Ст.3 в нефтепромысловых средах различного физико-химического состава без доступа кислорода, параллельно с измерениями с помощью индикатора, для данного типа приборов определена эмпирическая константа датчика, равная 120 при площади электродов 4,7 см2. Методика определения константы датчика изложена в п.8.2.1. При использовании однотипных сред рекомендуется уточнить константу для типовых сред путем такого рода экспериментов.
При необходимости определения коррозии других металлов и сплавов необходимо заменить электроды датчика на электроды, выполненные из них и ввести новую константу коррозии датчика. Для уточнения новой константы датчика (Кн) необходимо в серии экспериментов определить фактическую скорость коррозии (СК_Ф) по потере веса и среднюю скорость коррозии по показаниям коррозиметра (СК_СрК) за весь период эксперимента при текущей константе (Кт). Изменение веса образцов в эксперименте должно быть не менее, чем на 0,002 г, среда должна соответствовать по составу и наличию газа той, для которой уточняется константа датчика.
Новая константа прибора будет определяться по формуле
Оценочно, отношение Кн/Кт для различных материалов электродов при работе в обычной промышленной воде для охлаждающих систем приведены в следующей таблице. Кт - константа датчика, установленная для углеродистой стали типа сталь Ст. 3, сталь 20 и т.п. и равная 120.
Материал
|
Кн/Кт
|
Нержавеющая сталь
|
0,89
|
Сплав Монель (67% Никеля, 23% Меди)
|
1,13
|
Сплав Инконель 600 (72% Никеля, 14-17% Хрома, 6-10% Железа)
|
0,95
|
Медь
|
2,00
|
Сплав Медь/Никель 90/10
|
1,80
|
Сплав Медь/Никель 70/30
|
1,50
|
Алюминиевая бронза
|
1,62
|
Кремниевая бронза
|
1,48
|
Адмиралтейская бронза
|
1,67
|
Сплавы на основе Алюминия (Алюминия более 99%)
|
0,94
|
Дюралюминий
|
0,86
|
Цинк
|
1,29
|
Сплавы на основе Титана (99%)
|
0,75
|
Свинец
|
2,57
|
Цирконий
|
0,98
|
|
