Η μακροχρόνια-έκθεση σε υψηλή-θερμοκρασία, πλούσια σε χλωριούχα-, όξινα και ρέοντα βιομηχανικά μέσα προκαλεί σταδιακά παθητική λέπτυνση μεμβράνης, τοπική εκκίνηση οπών, μείωση του πάχους τοιχώματος και διακοκκώδη φθορά σε σωλήνες θέρμανσης από ανοξείδωτο χάλυβα 316. Οι παραδοσιακές μέθοδοι ανίχνευσης, όπως η οπτική επιθεώρηση και η χειροκίνητη μέτρηση πάχους τοιχώματος, μπορούν να εντοπίσουν μόνο μακροσκοπική διαρροή και προφανή ελαττώματα αραίωσης, αποτυγχάνοντας να συλλάβουν τη μικροσκοπική κρυφή διάβρωση, συμπεριλαμβανομένης της παθητικής υποβάθμισης του φιλμ, της πρώιμης δημιουργίας ρωγμών και της διάβρωσης λόγω τάσης. Αυτά τα αόρατα ελαττώματα διάβρωσης θα επεκταθούν γρήγορα σε αστοχία διείσδυσης υπό συνεχές φορτίο συντήρησης, οδηγώντας σε ξαφνικό κλείσιμο του εξοπλισμού και σε κινδύνους για την ασφάλεια. Πολλές επιχειρήσεις βασίζονται αποκλειστικά στην επιθεώρηση καταστροφικής δειγματοληψίας εκτός σύνδεσης για να κρίνουν τις συνθήκες διάβρωσης, οι οποίες όχι μόνο καταναλώνουν υψηλό κόστος δοκιμών αλλά διακόπτουν επίσης τα κανονικά προγράμματα παραγωγής. Ως εκ τούτου, η υιοθέτηση μη-μη καταστροφικών τεχνολογιών ηλεκτροχημικής ανίχνευσης είναι ζωτικής σημασίας για την πραγματοποίηση πραγματικού-χρόνου, ακριβούς αξιολόγησης της κατάστασης διάβρωσης των σωλήνων θέρμανσης και την υποστήριξη της λήψης επιστημονικών αποφάσεων συντήρησης{10}}.
Η ηλεκτροχημική ανίχνευση χαρακτηρίζει την απόδοση διάβρωσης συλλαμβάνοντας το σήμα αντίδρασης διεπιφανείας μεταξύ του υποστρώματος από ανοξείδωτο χάλυβα και του ηλεκτρολύτη. Το άθικτο-πολύ παθητικό φιλμ σε χρώμιο παρουσιάζει υψηλή σύνθετη αντίσταση, υψηλό κρίσιμο δυναμικό διάτρησης και χαμηλή πυκνότητα ρεύματος διάβρωσης. Μόλις το προστατευτικό στρώμα καταστραφεί ή συμβεί τοπικό άνοιγμα, οι ηλεκτροχημικές παράμετροι αλλάζουν σημαντικά: η τιμή της σύνθετης αντίστασης μειώνεται απότομα, το ρεύμα διάβρωσης αυξάνεται και το κρίσιμο δυναμικό διάτρησης μετατοπίζεται αρνητικά. Παρακολουθώντας αυτούς τους χαρακτηριστικούς ηλεκτροχημικούς δείκτες, οι ερευνητές μπορούν να αξιολογήσουν ποσοτικά τη συμπαγή του παθητικού φιλμ, να προβλέψουν την τάση εντοπισμένης διάβρωσης και να εντοπίσουν περιοχές υψηλού{4}κίνδυνου διάβρωσης χωρίς να καταστρέψουν τη δομή του σωλήνα θέρμανσης.
Αυτή η μελέτη εισάγει τέσσερις ευρέως εφαρμοσμένες τεχνολογίες ηλεκτροχημικών δοκιμών κατάλληλες για-ανίχνευση επί τόπου-σωλήνων θέρμανσης σε υπηρεσία: φασματοσκοπία ηλεκτροχημικής αντίστασης (EIS), δοκιμή ποτενσιοδυναμικής πόλωσης, αντίσταση γραμμικής πόλωσης (LPR) και μέτρηση ηλεκτροχημικού θορύβου.
Η φασματοσκοπία ηλεκτροχημικής σύνθετης αντίστασης (EIS) είναι η προτιμώμενη τεχνολογία για την αξιολόγηση της ακεραιότητας του παθητικού φιλμ. Εφαρμόζοντας σήματα εναλλασσόμενου ρεύματος διαφορετικών συχνοτήτων, λαμβάνονται ο συντελεστής σύνθετης αντίστασης και η γωνία φάσης της διεπιφάνειας μεταλλικού- ηλεκτρολύτη. Μια υψηλή τιμή σύνθετης αντίστασης χαμηλής-συχνότητας υποδηλώνει ένα πυκνό, άθικτο παθητικό φιλμ με ισχυρή αντι- ικανότητα διείσδυσης έναντι ιόντων χλωρίου. Μια σημαντική πτώση της σύνθετης αντίστασης συνεπάγεται λέπτυνση του φιλμ, τοπική ρήξη ή πρόωρη διάβρωση. Αυτή η τεχνολογία μπορεί να εφαρμοστεί διαδικτυακά χωρίς να σβήσει ο εξοπλισμός, ο οποίος είναι πολύ κατάλληλος για την τακτική παρακολούθηση της υγείας των σωλήνων θέρμανσης στα κυκλοφορούντα χημικά συστήματα.
Η δοκιμή ποτενσιοδυναμικής πόλωσης υιοθετείται για τη μέτρηση του κρίσιμου δυναμικού διάτρησης και της πυκνότητας του ρεύματος διάβρωσης. Όσο υψηλότερο είναι το κρίσιμο δυναμικό διάνοιξης, τόσο ισχυρότερη είναι η αντίσταση του υλικού στο χλώριο-που προκαλείται από διάτρηση. Μια μεγάλη πυκνότητα ρεύματος διάβρωσης αντιπροσωπεύει γρήγορο ρυθμό διάλυσης μετάλλου. Σε συνδυασμό με τη σάρωση τοποθέτησης επιφανειών, αυτή η μέθοδος μπορεί να κλειδώσει γρήγορα θέσεις που έχουν υποστεί σοβαρή διάβρωση, όπως ζώνες που επηρεάζονται από τη θερμότητα συγκόλλησης-, τμήματα κάμψης και αρμούς σπειρώματος, παρέχοντας μια αξιόπιστη βάση για στοχευμένη συντήρηση και τοπική προστασία ενίσχυσης.
Η τεχνολογία γραμμικής αντίστασης πόλωσης (LPR) πραγματοποιεί ταχεία παρακολούθηση του ρυθμού διάβρωσης σε πραγματικό χρόνο. Μέσα σε ένα μικρό εύρος δυναμικού κοντά στο δυναμικό αυτο-διάβρωσης, η αντίσταση πόλωσης είναι αντιστρόφως ανάλογη με τον στιγμιαίο ρυθμό διάβρωσης του θερμαντικού σωλήνα. Μπορεί να παρακολουθεί συνεχώς τη διακύμανση του ρυθμού διάβρωσης σε πραγματικό χρόνο που προκαλείται από αλλαγές στη μέση θερμοκρασία, τη συγκέντρωση χλωρίου και την ταχύτητα ροής, βοηθώντας τους χειριστές να προσαρμόσουν τις παραμέτρους λειτουργίας για να επιβραδύνουν έγκαιρα την υποβάθμιση της διάβρωσης.
Η ηλεκτροχημική μέτρηση θορύβου συλλέγει αυθόρμητα σήματα ρεύματος και πιθανών διακυμάνσεων που παράγονται κατά τη διάρκεια τοπικής διάβρωσης. Αυτή η τεχνολογία δεν απαιτεί εξωτερικό εφαρμοσμένο ρεύμα ή τάση, αποφεύγοντας αποτελεσματικά τις τεχνητές παρεμβολές στο αρχικό σύστημα διάβρωσης. Είναι πολύ ευαίσθητο στην επώαση ρωγμών πρώιμης διάβρωσης και διάβρωσης, η οποία μπορεί να συλλάβει κρυφά σήματα διάβρωσης που δεν μπορούν να εντοπιστούν με συμβατικές μεθόδους ανίχνευσης, συνειδητοποιώντας έγκαιρη προειδοποίηση κινδύνου για αστοχία του σωλήνα θέρμανσης.
Η συγκριτική επαλήθευση πεδίου δείχνει ότι η ηλεκτροχημική ανίχνευση μπορεί να προβλέψει την αστοχία διάβρωσης του σωλήνα θέρμανσης 6–12 μήνες νωρίτερα, με ακρίβεια ανίχνευσης άνω του 95% για έγκαιρη εντοπισμένη διάβρωση. Συμπερασματικά, οι τεχνολογίες ηλεκτροχημικών μη{4}}μη καταστροφικών δοκιμών επιτυγχάνουν ποσοτικό χαρακτηρισμό της απόδοσης παθητικού φιλμ και παρακολούθηση ρυθμού διάβρωσης σε πραγματικό-χρόνο για 316 σωλήνες θέρμανσης από ανοξείδωτο χάλυβα. Η τακτική ηλεκτροχημική επιθεώρηση μπορεί να εντοπίσει με ακρίβεια πιθανούς κινδύνους διάβρωσης στο αρχικό στάδιο, να διαμορφώσει στοχευμένες στρατηγικές συντήρησης, να αποφύγει απροσδόκητα ατυχήματα ρήξης εξοπλισμού και να βελτιώσει σημαντικά το επίπεδο ασφάλειας και οικονομικής λειτουργίας των βιομηχανικών συστημάτων θέρμανσης.
