WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 11 |

Информационно – измерительная система для определения параметров процесса промышленной коррозии с измерительным преобразователем на основе ядерно-физических методов

-- [ Страница 4 ] --

Ультразвуковые методы применяют для измерения остаточной толщины стенок технологического оборудования (в химической, нефтеперерабатывающей промышленности и в других отраслях), корпусов танкеров и судов, позволяет проводить измерения при одностороннем доступе к оборудованию. Кроме того, метод применяют для выявления скрытых дефектов (раковин, трещин и др.).

В заводских условиях возникает проблема обеспечения плотного контакта датчика с металлом стенки оборудования, что приводит к спорным и не точным результатам [4]. Перед измерениями важна подготовка поверхности оборудования. При высоких температурах стенок оборудования используют специальные датчики.

Открытие явления радиоактивности нашло применение в различных сферах человеческой деятельности [31- 36, 98, 99], в том числе в коррозионной науке, исследованиях и практическом применении радионуклидных меток («меченых» атомов), источников ионизирующих излучений и регистрации различных видов излучений и их энергетических спектров.

медицина, сельское хозяйство, строительные материалы, химия, приборостроение, коррозии, где получили развитие методы с применением радионуклидов и источников ионизирующего излучения, в которых используются:

убывание интенсивности гамма-излучения образца изделия в процессе коррозии [7, 37-41, 56-58];

возрастание удельной активности радиоактивных продуктов коррозии в среде [6, 10, 33, 38, 42-45];

накопление радиоактивного изотопа коррозионного агента на поверхности исследуемого образца [33, 35, 46];

ослабление и рассеяние образцом (изделием) проникающего гамма – излучения [33, 47];

эффект Мёссбауэра [49, 50].

Идея использования радионуклидов для количественного определения вещества, переходящего из одной фазы в другую, была выдвинута Hevesy G. при определении растворимости труднорастворимых солей [34, 51]. В исследованиях кинетики растворения металлов в сочетании с электрохимическими измерениями радионуклиды нашли применение в работах [10, 41-46], проводимых в НИФХИ им.

Л. Я. Карпова [6, 10].

Методы с применением радионуклидов оказываются удобными при необходимости длительных автоматических измерений, при изучении кинетики растворения металлов в коррозионных средах (в том числе селективного растворения), роста окисных и защитных ингибиторных плёнок на поверхности металла [41]. Принцип заключается в применении меченых соединений различных компонентов коррозионной среды, которые в дальнейшем участвуют в образовании на поверхности металла окисных и защитных плёнок совместно с радиоактивной меткой, позволяющей их идентифицировать.

материала (в данном случае металла) через границу фаз, вследствие чего продукты реакции всегда оказываются в иной фазе, нежели исходное вещество (металл). Принцип заключается в предварительном введении радиоактивной метки в исследуемый образец. Далее образец помещают в коррозионную (исследуемую) среду и подвергают испытанию, в процессе которого измеряют уровень радиоактивности среды. По скорости накопления радиоактивности в коррозионной среде судят о парциальной скорости растворения меченого компонента образца. При исследовании коррозионного поведения образцов сложного химического состава вводят в них не одну, а несколько метокрадиоизотопов присутствующих элементов [41].

Убывание интенсивности ионизирующего излучения образца в 1.6. Метод применяется при измерении излучения непосредственно от корродирующего образца с предварительно введённой в него радиоактивной меткой, получают информацию о свойствах коррозионной среды и (или) материала образца.

Для контроля коррозии наземного оборудования (трубопроводов и аппаратов) применяли зонды (Рисунок 1.1) с радиоактивным покрытием [38, 42].

Для измерения уровня излучения от корродирующего радиоактивного покрытия зонда применяли соответствующие детекторы, например счётчики ГейгераМюллера. В процессе коррозии или эрозии покрытия зонда происходит потеря его массы, соответственно снижается уровень излучения, что и фиксирует детектор.

Авторами [40] предложен дистанционный радиометрический способ контроля коррозии химико-технологического оборудования, состоящий в активации контролируемых участков (аппаратов и трубопроводов) ускоренными заряженными частицами, дистанционном измерении убыли - активности в процессе коррозии материала (Рисунок 1.2) и сопоставлении полученных результатов с кривой распределения активности по глубине испытуемого образца (Рисунок 1.3). Метод радиационно-безопасен и опробован на действующем оборудовании северодонецкого производственного объединения «Азот» [40].

Результаты подтверждают его применимость и перспективность, в частности, для химической промышленности [39, 40, 52, 56-58]. Метод разработан в Физико – энергетическом институте, г. Обнинск.

Возрастание удельной активности радиоактивных Авторами в работе [41] рассмотрен радиометрический метод (РМ) исследования коррозионных процессов, где показаны общие принципы применения РМ в коррозионных исследованиях, его возможности и ограничения. Приведены примеры конкретных исследований, иллюстрирующих РМ. Показано использоваРисунок 1.2-Схема измерения: Рисунок 1.3-Тарировочные кривые для 1- радиоактивная метка на внутренней определения коррозии:

поверхности труб; 2 - детектор - излучения алюминия (1) и стали (2) по убыли ние радионуклидов в исследовании некоторых явлений в коррозии, определяющих её кинетику и механизм. Авторами сформулированы основные преимущества метода РМ при изучении коррозионных процессов.





Накопление радиоактивного изотопа коррозионного агента из среды 1.6. Эффективность различных замедлителей коррозии исследовали в ВНИИЖТ по осаждению карбоната кальция СаСО 3 на стальных образцах установлено то, что скорость осаждения карбоната кальция СаСО 3 находится в прямой зависимости от интенсивности коррозионного процесса. Для контроля коррозионную среду добавляли радионуклид Са-45 в виде раствора СаСl 2.

Активность (количество) карбоната кальция СаСО 3, осаждённого на стальных образцах, измеряли торцовым счётчиком типа МСТ-17 и радиометрическим прибором.

Ослабление и рассеяние образцом (изделием) проникающего Измеряя ослабление и рассеяние образцом (изделием) проникающего гамма – излучения определяют толщину стенок трубопроводов и ёмкостей переносным - толщиномером, например ТОР-3. Так, как плотность потока квантов обратно-рассеяного излучения пропорциональна толщине измеряемого материала, то значение сигнала от детектора, измеряемого вторичным прибором, также пропорциональна этой толщине. - толщиномер, например, ТОР-3 удобен для периодических измерений толщины стенок оборудования и трубопроводов.

Ядерный гамма-резонанс (ЯГР), - испускание и поглощение квантов ядрами атомов, связанными в твёрдом теле, при которых практически нет расхода энергии на «отдачу» ядра.

Энергия возбужденного атома или ядра при испускании кванта передается ему не полностью: часть ее тратится на отдачу, т. е. переходит в кинетическую энергию движения атома (или ядра). Это следствие закона сохранения количества движения.

Спектральные линии упругого испускания и поглощения -лучей чрезвычайно узки (10–5–10–10 эВ). Это обстоятельство позволяет использовать эффект Мёссбауэра для измерения малых сдвигов энергии (частоты) -квантов, вызванных теми или иными воздействиями на ядро [49]. В работе [50] использовали эффект Мессбауэра при изучении процессов коррозии.

инфракрасного излучения, определение количества выделяющегося водорода или поглощённого кислорода [4, 6, 8, 13].

Приборы, регистрирующие инфракрасное излучение, позволяют опре-делить участки оборудования и трубопроводов подверженные коррозии. «Горячие места»

указывают на утончение стенок технологического оборудования [4].

Методы определения количества выделяющегося водорода или по поглощению кислорода [4, 6, 8, 13] применяют в лабораторных условиях при ограниченных объёмах среды и отсутствии быстрого связывания или растворения указанных газов.

ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЯ ПО ГЛАВЕ

Рассмотрены известные методы и средства контроля и испытаний коррозии (визуальный, весовой гравиметрический, контрольно-регистрирующий, натурные испытания, электрохимический, электрический, электромагнитный, ультразвуковой, и методы с применением радионуклидов и др.), позволяющие регистрировать и фиксировать коррозионные потери и коррозионные параметры.

Одни из указанных методов, хотя и обладают достоинством прямого измерения коррозионных потерь (механические методы), не оперативны, что увеличивает временной интервал регистрации и не позволяет своевременно принять соответствующие меры, снижающие коррозионные потери.

(электрохимические методы), но их зависимость от других факторов не позволяет получать в промышленных условиях достоверную информацию о коррозии, и её скорости. Известные решения с применением радионуклидов (зарекомендовавшие себя в лабораторных условиях) из-за несовершенства применяемых датчиков (высокая погрешность, снижение чувствительности во времени, недостаточный ресурс), также не нашли широкого применения в промышленности. Низкие значения метрологических параметров обусловлены неравномерностью распределения (в образце-свидетеле) введённого радионуклида или его малым периодом полураспада.

достаточной точностью, позволяющего проводить коррозионные измерения в промышленности, отслеживая как, короткие «залповые» (от нескольких минут до часа) значения скорости коррозии, так и продолжительные (от нескольких часов до суток), не создаёт условий, не только безаварийного использования в полной мере возможностей технологического оборудования, но и сохранение его ресурса, особенно когда переработки подвергаются высококоррозионные и токсичные технологические среды.

Коррозию, имеющую значение выше допустимого (отдельно, для каждого конкретного оборудования или прибора) необходимо контролировать, измеряя непродолжительные по времени, на первый взгляд, «незначимые» скорости коррозии. При наборе их некоторого числа, повышается вероятность и создаются предпосылки для появления более высоких и продолжительных значений скорости коррозии и так далее, нарастающими темпами к серьёзной и необратимой аварийной ситуации.

прогнозировать их метрологические возможности с учётом условий коррозионного процесса, которые в дальнейшем могут повлиять на качество получаемой информации, и её пригодность для дальнейшего использования.

Достоверную информацию о параметрах процесса промышленной коррозии необходимо получать гравиметрическим методом, не зависящим от влияющих факторов и механизма её протекания. Проводить (традиционно) непрерывные прецизионные измерения, с извлечением образца-свидетеля из технологического оборудования обеспечивая необходимую статистику, затруднено.

Для реализации положительных возможностей гравиметрического метода и проведения непрерывных прецизионных измерений дополнить его достоинствами ядерно-физического метода, позволяющего бесконтактно и непрерывно передавать информацию от объекта измерения к детектору.

Равномерное распределение радионуклида в образце-свидетеле и его представительность обеспечиваются изготовлением (известным способом) его из материала оборудования, и облучением в потоке нейтронов. При облучении нейтронами сталей на основе железа в материале образца-свидетеля образуется

2 РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЗНАЧЕНИЙ ИЗМЕРЯЕМОГО

ПАРАМЕТРА-ЗНАЧЕНИЙ МАССЫ

ОБРАЗЦА-СВИДЕТЕЛЯ (ДАТЧИКА КОРРОЗИИ-ПЕРВИЧНОГО

ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ) ЧЕРЕЗ РАДИОНУКЛИДНУЮ

МЕТКУ В ЗНАЧЕНИЯ ВЫХОДНОЙ ВЕЛИЧИНЫ



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 11 |
 


Похожие работы:

« Фесько Юрий Александрович РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕХМЕРНОЙ ФОРМЫ ОБЪЕКТОВ 05.11.07 – Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель – кандидат технических наук, профессор Тымкул Василий Михайлович Новосибирск – 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение 1 Аналитический обзор научно-технической и патентной литературы по оптическим и оптико-электронным ...»

« ЛАРИН АЛЕКСЕЙ АНДРЕЕВИЧ СПОСОБЫ ОЦЕНКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ Специальность: 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель -кандидат технических наук, старший научный сотрудник Бакулин В.Н. Научный консультант - кандидат технических наук, доцент Резниченко В.И. Москва 2013 2 Содержание ...»








 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.