Katedra Elektrochemii Korozji i Inynierii Materiaowej Wydzia Chemiczny
- Slides: 48
Katedra Elektrochemii, Korozji i Inżynierii Materiałowej Wydział Chemiczny Gdańsk University of Technology Monitorowanie korozji w instalacjach wody spożywczej Juliusz Orlikowski
Monitorowanie korozji n n Konieczność oceny odporności korozyjnej nowych tworzyw. Weryfikacja użyteczności stosowanych rozwiązań zabezpieczeń przeciwkorozyjnych. Ustalenie form zagrożenia w warunkach eksploatacji. Wskazanie (lub ustalenie) mechanizmu danego zjawiska korozyjnego.
Formy korozji w układach wodnych n n n Korozja równomierna Korozja lokalna Korozja podosadowa Korozja selektywna Korozja międzykrystaliczna Pękanie korozyjne
Korozja ogólna
Korozja podosadowa
Korozja selektywna Grafit Rura żeliwna Rok budowy rurociągu - 1897
Korozja lokalna
Pękanie korozyjne
Klasyczne metody oceny agresywności korozyjnej wody n Badania analityczne wody: • badania p. H • badania przewodnictwa • Badania zawartości jonów: Ca+2, Fe+3, Cl - zasadowość ogólna, zawartość tlenu n Wyznaczanie indeksów agresywności korozyjne wody
Indeksy agresywności korozyjnej wody n n Indeks Langeliera: gdzie: LSI – indeks Langerier’a, p. H – odczyn kwasowości badanej wody, p. HS - odczyn kwasowości wody po nasyceniu węglanem wapnia LSI > 0 – woda nieagresywna LSI < 0 – woda agresywna
Indeksy agresywności wody n n Indeks Stabilności Ryznara (RSI) Indeks Stiff-Davis (ISD) – analizowane są inne jony Indeks Puckorius’a (PSI) – właściwości buforowe oraz wpływ powstających osadów Indeks Larson-Skold’a (ILS) – badania empiryczne (korozja stali węglowej na terenie wielkich jezior USA)
Wady indeksów korozyjności n n Wpływ bioorganizmów Wpływ oddziaływania powstających związków chemicznych na siebie Związki n n kompleksujących jony jonowe i niejonowe inhibitujące i akcelerujące korozję Wpływ rozpuszczonych gazów
Pomiar bezpośredni szybkości korozji n n n n Metoda polaryzacji liniowej Metoda rezystometryczna Pomiar grawimetryczny Pomiar temperatury Pomiar szumu elektrochemicznego analizy harmonicznej spektroskopii impedancyjnej
Pomiar rezystometryczny n n Metoda polega na umieszczeniu w środowisku korozyjnym sondy korozymetrycznej wyposażonej w czujnik wykonany z metalu będącego przedmiotem badań Szybkość korozji obliczana jest na podstawie pomiarów rezystancji elektrycznej, a nie ubytków masy
Czujnik rezystometryczny
Pomiary rezystometryczne n n Pozwala na wykonywanie pomiarów średniej szybkości korozji w funkcji czasu Im dłuższy czas pomiaru tym większa dokładność Długotrwały pomiar niszczy elementy czujnika Konieczność doboru czujnika pod kątem spodziewanej szybkości korozji wraz z oceną czasu eksploatacji czujnika
Pomiary rezystometryczne
Pomiary rezystometryczne n n n Prostota i łatwość wykonania pomiaru Możliwość uzyskania wyniku w krótkim czasie Możliwość stosowania czujnika w szerokiej gamie środowisk korozyjnych, w tym nieprzewodzących prądu elektrycznego (gazy lub pary) Wiele sond korozyjnych rozmieszczonych w instalacji przemysłowych może być obsługiwana jednym przyrządem Konieczność wykonywania co najmniej dwóch pomiarów w pewnym okresie czasu Sondy są jednorazowe i nie nadają się do regeneracji
Pomiar polaryzacji liniowej n n n Pomiar polega na wykonywaniu badań elektrochemicznych Dokonuje się polaryzacji elektrody czujnika średnio o wartość potencjału równej 10 m. V W wyniku pomiaru uzyskuje się wartość prądu na podstawie której z prawa Faraday’a można wyznaczyć ubytek korozyjny materiału
Czujnik polaryzacyjny
Czujnik polaryzacyjny pozwala na wykonywanie dodatkowych pomiarów: n n n pomiar grawimetryczny (elektrody czujnika można demontować) pomiar potencjału pomiar prądu galwanicznego pomiar szumu elektrochemicznego analiza harmoniczna
Pomiar polaryzacji liniowej n Pozwala na wyznaczenie chwilowej szybkości korozji ?
Pomiar polaryzacji liniowej n n n Nieniszczący charakter pomiarów Możliwość pomiarów b. małych szybkości korozji nieuchwytnych metodami klasycznymi Krótki czas pomiarów (najczęściej kilka minut) Stosowalność metody do środowisk elektrolitycznych (uwaga na przepływy burzliwe), Trudności stosowania w przypadku układów korozyjnych wykazujących: silny dryft potencjału korozyjnego, oscylacje, szumy elektrochemiczne, nieodwracalność polaryzacji anodowej i katodowej (silna histereza)
Pomiar szumu elektrochemicznego n • • • Technika bezinwazyjna, pasywna (nie wprowadzająca zaburzenia do układu korozyjnego) - rejestracja i analiza sygnałów elektrycznych generowanych przez korodujący materiał Umożliwia określenie szybkości korozji jak również ocenę rodzaju zaatakowania. Możliwe jest osiągnięcie dużej dokładności, pomiary liniowego ubytku materiału na poziomie 1 m. Specyficzne wymogi techniki związane z rejestracją sygnałów o bardzo niskich natężeniach oraz małych częstotliwościach (długie czasy pomiaru).
Źródła szumu elektrochemicznego n n n Ruch nośników ładunku elektrycznego: szum, którego gęstość widmowa mocy (PSD) pozostaje stała w szerokim zakresie częstotliwości (wymiana ładunków między nośnikami; szumy termiczne). Procesy zachodzące na powierzchniach elektrod (zwłaszcza na ich niejednorodnościach). Generują szumy o częstotliwościach zwykle poniżej 1 Hz. PSD tego typu fluktuacji zazwyczaj zależy od częstotliwości. Zjawiska powyższe mają charakter stochastyczny i są ściśle związane z molekularną budową materii. Powolne zmiany fizyczne i chemiczne zachodzące w układzie elektrochemicznym (głównie w otoczeniu powierzchni elektrod) przyczyniają się do powstawania dryftu potencjału elektrodowego i prądu – obserwowanych jako ich powolne zmiany.
Konfiguracja układu pomiarowego
Sonda pomiarowa Pomiar fluktuacji potencjału pomiędzy dwoma zwartymi elektrodami roboczymi i elektrodą odniesienia. Pomiar prądu zwarcia pomiędzy dwoma jednakowymi elektrodami. Uniwersalne sondy trójelektrodowe na których mogą być prowadzone pomiary różnymi technikami (impedancja, polaryzacja liniowa)
Analiza statystyczna Parametry statystyczne przebiegów szumowych umożliwiają określenie szybkości korozji. Uznaną miarą jest rezystancja szumowa, wielkość odwrotnie proporcjonalna do szybkości korozji. Odchylenie standardowe szumu potencjałowego Odchylenie standardowe szumu prądowego Analiza widmowa
Korozja lokalna (realizacja procesu niestacjonarnego) Rejestr szumu prądowego odpowiadający korozji stali stopowej 0 H 18 N 9 w środowisku 0, 6 M Fe. Cl 3 (A). Widma fourierowskie dla fragmentów sygnału (B i C)
Wykorzystanie analizy niestacjonarnej
Wżerowanie metastabilne a lokalne spektrogramy STFT. . . Fragment przebiegu prądowego szumu elektrochemicznego (stal 0 H 18 N 1 T w 0, 5 M roztworze chlorku żelaza (III). ) Spektrogram STFT powyższego przebiegu. (Fs=50 Hz, okno typu Hanninga, 128 punktów)
Analiza harmoniczna n n n Wykorzystanie nieliniowego charakteru procesów elektrochemicznych. Pobudzenie z wykorzystaniem jednej lub dwóch (intermodulacja) sinusoid potencjałowych. Odpowiedź prądowa w postaci zbioru sinusoid prądowych
Sygnał pobudzający
Odpowiedź prądowa
Struktura intermodulacyjna
Możliwości n n n Układy kontrolowane aktywacyjnie kontrolowane dyfuzyjnie aktywno-pasywne
Automatyczny system monitorowania korozji Czujniki Komputer przemysłowy: analiza danych System sterowania i kondycjonowania sygnału Centralna sterownia: szybkość korozji Transfer danych: • Sieć komputerowa • Modem • Sieć bezprzewodowa: GSM (GPRS), SMS
System sterowania i kondycjonowania danych
Komputerowy system pomiarowy
Komunikacja bezprzewodowa Przemysłowy komputer pomiarowy Pliki pomiarowe Terminal GPRS telefonia komórkowa Serwer www, ftp Dostęp do danych poprzez www, wap Transmisja FTP
Instalacja ciepłej wody – basen pływacki Wpływ dodatków bakteriobójczych na szybkość korozji
Wyniki pomiaru szybkości korozji Wyraźny cykl dobowy ----- przyczyny ? ? ? Analiza szybkości przepływu wody na proces korozji
Wyniki pomiarów szybkości korozji wykonanych za pomocą automatycznego systemu monitorowania korozji, kolorem czarnym zaznaczono typowy przebieg dobowy, krzywa purpurowa – operacja termicznego usuwania bakterii Legionella
Geotermia Podhalańska S. A. Dobór materiałów konstrukcyjnych na nowe instalacje
Automatyczny system monitorowania – sieć wodociągowa miasta Gdańsk
Analiza skuteczności działania inhibitorów korozji bez inhibitora
Analiza zasięgu działania inhibitora korozji
Wnioski : • Wykorzystanie automatycznego systemu monitorowania korozji umożliwia wykonywanie ciągłych pomiarów szybkości korozji. • Z racji zastosowania prostych rozwiązań system charakteryzuje się dużą uniwersalnością (możliwość stosowania różnych czujników) oraz bardzo niską ceną • System bezprzewodowego systemu komunikacji umożliwia zdalne wykonywanie pomiarów i ciągłą ocenę szybkości korozji, ponadto możliwe jest sterowanie pracą systemu i ocena jego stanu. • System zapewnia obok pomiaru chwilowych szybkości korozji pomiar temperatury, pomiar zawartości tlenu, pomiar stężenia jonów chlorkowych, pomiar p. H wody. • Konstrukcja czujników korozyjnych umożliwia ocenę ubytków wagowych elektrod (pomiar grawimetryczny) oraz wizualną ocenę charakteru uszkodzeń korozyjnych.
- Niemetaliczne powłoki ochronne
- Jakie metale ulegają korozji
- Definicja korozji
- Ac symbol chemiczny
- Podkarpacki konkurs chemiczny im łukasiewicza
- Budowa wodorotlenków
- Argon pierwiastek
- Charakter chemiczny wodorotlenków
- V symbol chemiczny
- Najtwardszy minerał krzyżówka
- Podkarpacki konkurs chemiczny im łukasiewicza
- Symbol chemiczny wegla kamiennego
- Minerał lub pierwiastek chemiczny
- Katedra za srpsku knjizevnost
- Katedra w chartres labirynt
- Katedra za elektroniku
- Instytut zoologii pan
- Ujep psychologie
- Katedra za mehanizaciju
- Katedra biofizyki cmuj
- Zakon o mpp
- Katedra didaktiky prif uk
- Medicinski fakultet banja luka
- Gesta per aes et libram
- Pollub katedra informatyki
- Co robi mechatronik
- Katedra za alatne strojeve
- Modelovanje poslovnih procesa fon
- Fsv katedra matematiky
- Ukrainistyka uw
- Katedra optiky
- Katedra psychologie ped muni
- Katedra za astronomiju
- Katedra se lizbona
- Financijsko pravo i financijska znanost
- Stobiecki agh
- Katedra za pravnu informatiku
- Katedra za rimsko pravo
- Katedra zdrowia kobiety
- Katedra za alatne strojeve
- Katedra za elektroniku
- Turnusi
- Umcs katedra prawa finansowego
- Slidetodoc.com
- Katedra elektroniki agh
- Katedra farmakologii ump
- Katedra didaktiky prif uk
- Katedra dróg kolei i inżynierii ruchu
- Katedra za tjelesni ffzg