目前,在線腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)包括線性極化電阻法(LPR)、電阻法(ER)、滲氫監(jiān)測(cè)法、線性極化法、失重法(COU-PON)等。
電阻法 在腐蝕性介質(zhì)中,作為測(cè)量元件的金屬絲被腐蝕后,金屬絲長(zhǎng)度不變、直徑減小,電阻增大,通過(guò)測(cè)試電阻的變化來(lái)?yè)Q算出金屬絲的腐蝕減薄量。當(dāng)所用金屬絲的材質(zhì)與所測(cè)量的設(shè)備材質(zhì)相同時(shí),就可用金屬絲的腐蝕率近似地代表設(shè)備的腐蝕率;緶y(cè)量原理為,屬材料在某一溫度下電阻值即:R=ρ×L/S(ρ為材料的電阻率L、為材料的長(zhǎng)度S、為材料的截面積)。據(jù)此,長(zhǎng)度一定的金屬材料在腐蝕減薄后其截面積減少,電阻值增大,我們只要測(cè)得其電阻的變化值,即可算出其減薄量。由于金屬材料電阻率是隨溫度變化的,為避免因介質(zhì)溫度變化引起的測(cè)量誤差,在探頭桿內(nèi)置入溫度補(bǔ)償元件,并與測(cè)量元件串連在電路中,溫度的影響可完全消除。在測(cè)量時(shí)利用腐蝕前和腐蝕后被測(cè)量元件與溫度補(bǔ)償元件電阻比值來(lái)推算腐蝕減薄量,也可以把腐蝕前和腐蝕后的電阻比值看成是第一次測(cè)量和第二測(cè)量的電阻比值。
滲氫監(jiān)測(cè)法 在酸性環(huán)境中,腐蝕的產(chǎn)生往往伴隨有原子氫,當(dāng)陰極反應(yīng)是析氫反應(yīng)時(shí),可以用這個(gè)現(xiàn)象來(lái)測(cè)量腐蝕速度。此外,陰極反應(yīng)產(chǎn)生的氫本身能引起生產(chǎn)設(shè)備的破壞,析氫產(chǎn)生的問(wèn)題包括氫脆、應(yīng)力破裂和氫鼓泡,在集輸管線以及某些化工過(guò)程裝置會(huì)發(fā)生這類(lèi)問(wèn)題,這三種破壞都是由于鋼構(gòu)件吸收了腐蝕產(chǎn)生的原子氫或在高溫下吸收了工藝介質(zhì)中的氫原子。氫監(jiān)測(cè)所測(cè)量的是生成氫的滲入傾向,從而表明結(jié)構(gòu)材料的危險(xiǎn)趨勢(shì)。
常見(jiàn)的氫探針是金屬棒,其中心鉆有一個(gè)小而深的孔,把這個(gè)金屬棒插入設(shè)備中,氫原子滲過(guò)金屬棒壁,進(jìn)入圓形空間,在這里形成氫分子,連接在這個(gè)圓形空間的壓力表反映了此空間的氫氣壓力變化情況,氫氣壓力變化速度反映了材料對(duì)滲氫的敏感性和腐蝕反應(yīng)的劇烈程度。
線性極化法 線性極化法是根據(jù)腐蝕電化學(xué)原理而發(fā)展起來(lái)的一種測(cè)量金屬腐蝕速度的方法。通過(guò)在探針電極加載一低電壓,使探針的電極電位發(fā)生偏移,測(cè)量其電流而計(jì)算腐蝕速度。此方法和電阻法類(lèi)似,也需將所測(cè)定的金屬制成電極探頭,裝入設(shè)備內(nèi),而且只適合于在電解液中發(fā)生電化學(xué)腐蝕的場(chǎng)合,基本上還只能測(cè)定全面腐蝕,但它能測(cè)定瞬時(shí)腐蝕速度,較其他方法更有效。
電感探針 圖1為電磁感應(yīng)測(cè)量原理圖,當(dāng)交流信號(hào)加至線圈兩端時(shí),在線圈周?chē)蜁?huì)產(chǎn)生電磁場(chǎng)。而置于其中的金屬導(dǎo)磁材料就會(huì)影響磁場(chǎng)強(qiáng)度,間接影響線圈電感量⊿L。金屬試樣厚度及材質(zhì)不同,對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度影響也不同,帶來(lái)的線圈電感量⊿L也不同。
所以,將金屬試片置于測(cè)試線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)中,當(dāng)金屬試片腐蝕減薄時(shí),會(huì)影響測(cè)試線圈的等效電感及感抗,通過(guò)檢測(cè)電感變化量⊿L,就可推算出金屬試片的腐蝕減薄量。