Korrosionsövervakningssystem finns i en mängd olika typer, från enkla provtagningar och bärbara dataloggers till sofistikerade, helt integrerade övervakningsenheter som kan fjärrstyra och hantera data. Systemens komplexitet korrelerar ofta med deras kostnad, men även enklare system kan ge betydande ekonomiska fördelar. Företag kan därför välja en övervakningslösning som passar deras budget och samtidigt uppnå mätbara förbättringar i tillgångarnas integritet.

En grundläggande komponent i alla korrosionsövervakningssystem är korrosionssensorn, ofta kallad ett instrumenterat prov. Naturen hos dessa sensorer varierar beroende på de specifika övervakningsteknikerna som används. Återvinningsbara korrosionsprober är bland de vanligaste typerna och kan sättas in i ett enda högtrycksanslutningsfäste. Införsel och extraktion av dessa sensorer under pressade arbetsförhållanden kräver vanligtvis specialiserade instrument och skicklig personal som är tränad att hantera dem säkert.

När korrosionssensorerna har installerats måste de data de genererar ofta genomgå någon form av bearbetning. Detta kan inkludera signalfiltrering, genomsnittlig beräkning och enhetsomvandlingar för att producera meningsfulla resultat. I vissa system måste en ingångssignal interagera med sensorens yta för att skapa ett korrosionssignalutdata. Tidigare använde äldre system elektroniska sensorledningar för dessa funktioner, vilket förmedlade signalerna från sensorerna till en central signalbehandlingsenhet. Men utvecklingen inom mikroelektronik har lett till utvecklingen av integrerade mikrochips som underlättar signalbehandling direkt i sensorernas enheter. Denna teknologiska utveckling har också möjliggjort trådlös dataöverföring, vilket ökar kapaciteten hos korrosionsövervakningsenheterna.

För effektiv online och realtidsövervakning av korrosion är ett datainsamlingssystem avgörande, oavsett vilken sensor som används. Många anläggningar använder bärbara laboratorier som är konstruerade för att vara inneboende säkra för datainsamling. Dessa system är kapabla att fånga korrosionsdata effektivt och säkerställa att informationen finns tillgänglig för analys. Realtidskorrosionsmätningar är mycket känsliga, och signalresponsen kan ofta dyka upp nästan omedelbart. Studier har visat att korrosionsskador sällan förblir konstanta över tid. Faktum är att realtidsövervakningsprogram i olika sektorer visar att betydande korrosionsskador är mer benägna att uppstå när driftparametrarna avviker från normala förhållanden. Dessa onormala driftsfönster kan endast identifieras genom en realtidsövervakningsmetod, vilket gör den ovärderlig för att förhindra allvarliga korrosionsrelaterade incidenter.

För att hantera och bearbeta de data som genereras av korrosionssensorerna används vanligtvis ett datorsystem. En databehandlingsteknik konverterar den råa korrosionsövervakningsdatan, som initialt har låg inneboende värde, till mer värdefull information som kan informera beslutsfattande. För att förbättra kvaliteten på denna information kan korrosionssensorer kompletteras med ytterligare data från andra relevanta källor, såsom uppgifter om processparametrar och inspektionsrapporter. Genom att utnyttja avancerad databashantering och datapräsentationsteknologier omvandlar detta system primär korrosionsdata till handlingsbar förvaltningsinformation som gör det möjligt för organisationer att fatta välgrundade beslut om korrosionsrisk och underhållsstrategier.

När man etablerar strategier för korrosionsövervakning och inspektion är det avgörande att definiera de specifika tekniker som ska användas. Dessa tekniker kan klassificeras utifrån om de är invasiva – dvs penetrerar utrustning eller processer – eller icke-invasiva, vilket innebär att mätningar tas externt. Dessutom kan de delas upp i kontinuerliga, som ger realtidsdata från sonder eller sensorer som exponeras för korrosiva miljöer, eller periodiska, där data samlas vid regelbundna intervall från sonder eller sensorer som måste extraheras för analys, som till exempel korrosionsprov eller bio-studsar.

Korrosionsövervakningstekniker kan klassificeras i flera kategorier beroende på olika faktorer, som direkt kontra indirekt, intrusiv kontra icke-intrusiv, och online kontra offline-metoder. En teknik anses vara direkt om den mäter de faktiska effekterna av korrosion, medan en indirekt teknik bedömer faktorer som korrelerar med korrosion men inte mäter den direkt. När man väljer en övervakningsmetod är det viktigt att beakta flera faktorer, såsom de specifika övervakningsmålen, lämpligheten av nya tekniker i relation till den förväntade korrosionen, kompatibiliteten mellan dessa metoder och befintliga inspektions- och övervakningsprotokoll, samt de tillgängliga sensortyperna, oavsett om de är portabla eller automatiska.

En rad övervakningstekniker kan användas för att bedöma enhetlig eller generell korrosion. Att övervaka lokala korrosionsformer, som pitting, har historiskt sett varit en utmaning. Emellertid har nyare framsteg inom elektrokemiska metoder, som elektrokemiskt brus (EN) analys, gjort sådan övervakning mer genomförbar. Trots dessa framsteg saknar många ingenjörer formell utbildning i elektrochemistry, vilket kan hindra antagandet av elektrokemiskt baserade övervakningssystem. Tekniker som elektrokemisk impedansspektroskopi (EIS) och EN är särskilt komplexa, och även om mjukvarulösningar kan förenkla tolkningen av data, kan de grundläggande principerna för dessa tekniker vara dåligt förstådda av nya användare, särskilt i avlägsna områden.

Den globala marknaden för korrosionsövervakningsutrustning (exklusive inspektion) beräknas nå cirka 25 miljoner dollar fram till 2025, inklusive hjälpverktyg och tillbehör. I USA var de första tillverkarna av korrosionsövervakningsutrustning främst specialkemiska företag, särskilt de som var involverade i korrosionsinhibitorer. Dessa företag såg korrosionsövervakning som ett komplement till sina produkter och marknadsförde instrument som tillhandahöll parametrar för att bedöma effektiviteten hos inhibitorer och optimera doseringsnivåerna. Ursprungligen betraktades produktionen och leveransen av dessa instrument inte som vinstcenter, vilket resulterade i begränsad finansiering och stöd. Kemisk industri var en av de pionjärer som började använda korrosionsövervakning, där flera stora företag använde elektrokemiska potentialmätningar för att övervaka passiva material. Även om denna metod inte gav korrosionshastigheter, möjliggjorde den för operatörer att justera processförhållandena för att bibehålla materialens passivitet.

Hur kan effektiv korrosionsövervakning förbättra säkerheten och minska kostnaderna i industriella miljöer?

Korrosion är ett ofrånkomligt fenomen som påverkar både ekonomiska och säkerhetsmässiga aspekter av industrin. Enligt en studie från NACE kostar korrosion Indien cirka 4,2% av dess BNP, vilket reflekterar den enorma ekonomiska börda som denna process medför för olika nationer. Förutom de ekonomiska konsekvenserna har korrosion lett till flera strukturella misslyckanden som innebär allvarliga risker för människors hälsa och säkerhet, samt för miljön. Katastrofala infrastrukturfel, som rörledningsbrott, broar som kollapsar och andra kritiska system, har ofta orsakat olyckor, skador och till och med dödsfall. De miljömässiga kostnaderna för korrosion är svåra att kvantifiera eftersom de ofta sträcker sig bortom omedelbara finansiella förluster. Korrosionsrelaterad miljöskada, som läckage från rörledningar och haverier i förvaringssystem, kan leda till långvarig kontaminering av ekosystem.

Därför är korrosionskontroll inte enbart en fråga om ekonomisk effektivitet, utan också en kritisk fråga för både offentlig säkerhet och miljöskydd. Ett effektivt korrosionshanteringssystem kan minska antalet olyckor, spara material och reducera miljöföroreningar, vilket i sin tur ger bredare samhällsnytta.

En effektiv övervakning av korrosion är avgörande när ett anläggning är i drift för att förhindra potentiella haverier och optimera underhållsarbete. Korrosionsövervakning hjälper till att minska risker, förbättra anläggningens säkerhet och förbättra den ekonomiska prestandan. Övervakningsteknikerna varierar i sofistikering, kostnad och lämplighet beroende på anläggningens design, de förväntade korrosionsmekanismerna och de potentiella konsekvenserna av ett misslyckande. Det är viktigt att identifiera de mest utsatta delarna av anläggningen, eller de delar där katastrofala fel kan inträffa, och ge dem noggrant övervakning.

Den mest grundläggande och traditionella metoden för att övervaka korrosion är genom regelbundna fysiska inspektioner. Det är viktigt att föra detaljerade register över alla byggmaterial som används i anläggningen och att dessa uppdateras när reparationer genomförs. Visuella inspektioner av både externa och interna ytor under planerade driftstopp kan identifiera de flesta korrosionssymtom, som läckage eller sprickor, vilket ger tidiga varningssignaler innan katastrofala haverier inträffar. Utöver visuella inspektioner kan flera icke-destruktiva provningstekniker (NDT) användas för att detektera och kvantifiera korrosion.

Ultraljudstester är en teknik som mäter väggtjockleken för att övervaka generell korrosion, upptäcka sprickor och identifiera väteblåsor. Detta är lämpligt för undersökningar på plats, men mindre effektivt vid temperaturer över 80°C. Magnetpartikelinspektion används för att upptäcka ytor och underskrifts sprickor i ferromagnetiska material. Färgdoppprovning, å andra sidan, är en enkel metod som kräver minimal operatörsträning och är användbar för att identifiera fina sprickor, som de som orsakas av kloridstresskorrosion i rostfria stål.

För att bedöma korrosionsbeteendet under specifika driftförhållanden kan man använda sig av exponeringcouponer och elektriska resistansprober. Exponeringcouponer är små metallprover som hängs i processflödet och tas bort periodiskt för analys, vilket ger ett genomsnittligt korrosionsmått över en viss exponeringstid. Elektriska resistansprober innebär att materialtrådar sätts in i processflödet, och deras elektriska resistans övervakas över tid. Resistansen ökar när korrosionen minskar materialets tvärsnittsarea, vilket ger realtidsdata om korrosionshastigheten.

Elektrokemisk korrosionsövervakning ger ett mer omedelbart mått på korrosionshastigheten och kan vara särskilt användbart i dynamiska miljöer där korrosionshastigheterna fluktuerar med förändrade processförhållanden. Teknikerna omfattar polarisationresistans, impedansspektroskopi och elektrokemisk brusmätning. Dessa metoder erbjuder möjlighet att upptäcka lokaliserad korrosion som pitning och spänningskorrosionssprickning.

För mer specialiserade applikationer används tunnskiktsaktivering, där en radioaktiv yta appliceras på anläggningens utrustning. När korrosion sker löses radioaktiva isotoper av byggmaterialet upp i processflödet, och deras detektion gör det möjligt att kvantifiera korrosionshastigheten. Denna metod är fortfarande inte allmänt använd, men har visat lovande resultat inom flera industrier för att ge data om lokaliserad korrosionshastighet.

Genom att använda en kombination av dessa olika övervakningstekniker kan anläggningsoperatörer få en omfattande förståelse för de korrosionsprocesser som sker i deras system. Övervakning gör det möjligt att ingripa i tid för att förhindra allvarliga skador, förbättra säkerheten och optimera den ekonomiska prestandan genom minskad driftstopp och underhållskostnader.

Det är viktigt att förstå att en effektiv korrosionshantering inte bara handlar om att reducera kostnader utan också om att skydda liv och miljö. Den långsiktiga nyttan av ett välunderhållet system är en förlängd livslängd för kritisk infrastruktur, vilket är av största betydelse för samhällets välfärd.

Är en fyradagars arbetsvecka en hållbar lösning för företag och anställda?
Hur kognitiv belastning påverkar inlärning och design av användargränssnitt
Hur design och drift av soltermiska ånggeneratorer påverkar effektiviteten och hållbarheten
Hur fungerar värde- och referenstyper i Swift?