Pitkäaikainen-altistuminen korkeille-lämpötiloille, kloridi-rikkaille, happamille ja virtaaville teollisille väliaineille aiheuttaa vähitellen passiivisen kalvon ohenemisen, paikallisen pistesyöpymisen, seinämän paksuuden pienenemisen ja rakeiden välisen vaurion 316 ruostumattomasta teräksestä valmistettuun lämmitysputkeen. Perinteiset havaitsemismenetelmät, kuten visuaalinen tarkastus ja manuaalinen seinämän paksuuden mittaus, voivat tunnistaa vain makroskooppiset vuodot ja ilmeiset ohenemisvirheet, eivätkä ne pysty kaappaamaan mikroskooppista piilokorroosiota, mukaan lukien passiivinen kalvon hajoaminen, varhainen pistekorroosio ja jännityskorroosion halkeamien alkaminen. Nämä näkymättömät korroosiovirheet laajenevat nopeasti tunkeutumishäiriöiksi jatkuvassa käyttökuormituksessa, mikä johtaa äkilliseen laitteiston sammutukseen ja turvallisuusriskeihin. Monet yritykset luottavat pelkästään offline-tilassa tapahtuvaan tuhoavaan näytteenottotarkastukseen korroosioolosuhteiden arvioimiseksi, mikä ei ainoastaan kuluta korkeita testauskustannuksia, vaan myös keskeyttää normaalit tuotantoaikataulut. Siksi -tuhoamattomien sähkökemiallisten ilmaisutekniikoiden käyttöönotto on ratkaisevan tärkeää, jotta voidaan arvioida reaaliaikaista- tarkkaa lämmitysputkien korroosiotilaa ja tukea tieteellistä huoltopäätöstä{10}}.
Sähkökemiallinen havaitseminen luonnehtii korroosion suorituskykyä sieppaamalla rajapinnan reaktiosignaalin ruostumattoman teräksen alustan ja elektrolyyttiväliaineen välillä. Ehjä kromi-rikas passiivinen kalvo tarjoaa korkean impedanssin, korkean kriittisen pistesyöpymispotentiaalin ja alhaisen korroosiovirrantiheyden. Kun suojakerros on vaurioitunut tai paikallista pistekuormitusta esiintyy, sähkökemialliset parametrit muuttuvat merkittävästi: impedanssiarvo laskee jyrkästi, korroosiovirta kasvaa ja kriittinen pistepotentiaali siirtyy negatiivisesti. Seuraamalla näitä ominaisia sähkökemiallisia indikaattoreita tutkijat voivat kvantitatiivisesti arvioida passiivikalvon tiiviyttä, ennustaa paikallisen korroosion taipumusta ja paikantaa korkean -korroosioriskin alueita vahingoittamatta lämmitysputken rakennetta.
Tässä tutkimuksessa esitellään neljä laajalti käytettyä sähkökemiallista testaustekniikkaa, jotka soveltuvat käytettävien lämmitysputkien-paikannukseen: sähkökemiallinen impedanssispektroskopia (EIS), potentiodynaaminen polarisaatiotestaus, lineaarinen polarisaatiovastus (LPR) ja sähkökemiallinen kohinan mittaus.
Sähkökemiallinen impedanssispektroskopia (EIS) on suositeltava tekniikka passiivisen kalvon eheyden arvioinnissa. Käyttämällä eri taajuuksisia vaihtovirtasignaaleja saadaan metallielektrolyyttirajapinnan impedanssimoduuli ja vaihekulma. Korkea matalataajuinen-impedanssiarvo ilmaisee tiheää, ehjää passiivikalvoa, jolla on vahva anti-läpäisykyky kloridi-ioneja vastaan. Merkittävä impedanssin lasku tarkoittaa kalvon ohenemista, paikallista repeämistä tai varhaista pistekorroosiota. Tämä tekniikka voidaan ottaa käyttöön verkossa ilman laitteiden sammuttamista, mikä soveltuu erittäin hyvin kiertokemiallisten järjestelmien lämpöputkien säännölliseen kunnon seurantaan.
Potentiodynaaminen polarisaatiotestaus on otettu käyttöön kriittisen pistepotentiaalin ja korroosiovirrantiheyden mittaamiseksi. Mitä suurempi kriittinen pistekorkeuspotentiaali on, sitä vahvempi materiaali kestää kloridin -aiheuttamaa pistesyöpymistä. Suuri korroosiovirran tiheys edustaa nopeaa metallin liukenemisnopeutta. Yhdessä pintapaikannusskannauksen kanssa tämä menetelmä voi nopeasti lukita vakavasti syöpyneet kohdat, kuten hitsauslämmön-vaikutusalueet, taipuvat osat ja kierreliitokset, mikä tarjoaa luotettavan perustan kohdistetulle huollolle ja paikalliselle vahvistukselle.
Lineaarinen polarisaatiovastus (LPR) mahdollistaa nopean{0}}reaaliaikaisen korroosionopeuden seurannan. Pienellä potentiaalialueella lähellä itse-korroosiopotentiaalia polarisaatiovastus on kääntäen verrannollinen lämmitysputken hetkelliseen korroosionopeuteen. Se voi seurata jatkuvasti reaaliaikaisia-korroosionopeuden vaihteluita, jotka johtuvat väliaineen lämpötilan, kloridipitoisuuden ja virtausnopeuden muutoksista, ja auttaa käyttäjiä säätämään toimintaparametreja korroosion hajoamisen hidastamiseksi oikea-aikaisesti.
Sähkökemiallinen kohinan mittaus kerää paikallisen korroosion aikana syntyviä spontaaneja virta- ja potentiaalivaihtelusignaaleja. Tämä tekniikka ei vaadi ulkoista virtaa tai jännitettä, mikä estää tehokkaasti keinotekoisen häiriön alkuperäiseen korroosiojärjestelmään. Se on erittäin herkkä varhaiselle piste- ja jännityskorroosiohalkeamien inkubaatiolle, mikä voi siepata piilossa olevia korroosiosignaaleja, joita ei voida tunnistaa perinteisillä havainnointimenetelmillä, jolloin varhainen varoitus lämmitysputken rikkoutumisesta.
Kenttävertailu osoittaa, että sähkökemiallinen havaitseminen voi ennustaa lämmitysputkien korroosion vaurioitumisen 6–12 kuukautta etukäteen, yli 95 %:n tunnistustarkkuudella varhaisessa paikallisessa korroosiossa. Yhteenvetona voidaan todeta, että sähkökemialliset -tuhoamattomat testaustekniikat mahdollistavat passiivisen kalvon suorituskyvyn kvantitatiivisen karakterisoinnin ja reaaliaikaisen-korroosionopeuden seurannan 316 ruostumattomasta teräksestä valmistetun lämmitysputken osalta. Säännöllinen sähkökemiallinen tarkastus voi tunnistaa tarkasti mahdolliset korroosioriskit alkuvaiheessa, muotoilla kohdennettuja huoltostrategioita, välttää odottamattomia laitteiston rikkoutumisonnettomuuksia ja parantaa huomattavasti teollisuuden lämmitysjärjestelmien turvallisuutta ja taloudellisuutta.
