WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 11 |

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

-- [ Страница 7 ] --

г) отдел технического надзора-планирование осмотров оборудования, прогноз его ресурса;

д) служба экологии-прогноз экологической ситуации, упреждающая защита окружающей среды;

е) муниципальная структура - выработка экономических решений, снижающих отрицательные воздействия промышленности на окружающую среду, среду обитания человека и основные фонды.

Для учёта температурной зависимости блоков (Д, Ф и УФИ-находятся в условиях зима-лето -20оС -/- +40о С) установлены датчики температуры (t), опрашиваемые коммутатором (К) с передачей значений температуры, через вторичный прибор (ВПТ) на обработку в ЭВМ, с последующей корректировкой выходной величины ИИС;

16. Толщиномер (бстТ) стенки технологического оборудования для проведения (в идентичных условиях: температура, напряжение питания) периодической автоматической поверки информационно-измерительной системы.

ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ГЛАВЕ

Разработана структурно-блочная схема информационно-измерительной системы определения параметров процесса промышленной коррозии с измерительным преобразователем на основе ядерно-физических методов.

Разработано техническое решение (Авт. св. СССР № 1753374) для индикации полной коррозии образца-свидетеля известной толщины (в результате его разрушения) для проведения периодической автоматической поверки информационно-измерительной системы;

5 ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ КОРРОЗИИ В

ПРОМЫШЛЕННЫХ УСЛОВИЯХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЯДЕРНОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ

Технология проведения контроля коррозии, основанная на измерении массы прокорродировавшего материала и использующая для количественного определения измеряемой величины (бесконтактным методом), радионуклидную метку, позволяет получать информацию доступную для понимания и отражаю-щую суть процесса коррозии. Такой подход позволяет проводить адекватные действия по снижению коррозионных потерь с подтверждением результата этих действий, прогнозировать коррозионную ситуацию и не допускать преждевременного коррозионного разрушения технологического оборудования.

Материалы, для изготовления технологического оборудования выбирают исходя из условий эксплуатации, состава технологических сред и ожидаемой скорости коррозии. Такими материалами являются: чугун, углеродистая сталь, легированная сталь, нержавеющая сталь, сплавы и цветные металлы. В их состав могут входить различные химические элементы, определяющие как физико-механические свойства материала будущего оборудования, так и его коррозионную стойкость. Отсюда необходим метод, позволяющий судить о коррозии (в условиях близких к реальным) конкретного материала, из которого изготовлено оборудование.

Образцы-свидетели, изготовленные из материала оборудования или материала, аналогичного по составу и свойствам материалу оборудования, для введения в их состав радионуклидной метки, облучают в потоке нейтронов.

В результате облучения конструкционных сталей в потоке тепловых нейтронов образуется не только «целевой» радионуклид (например, 59 Fe или Co ), по которому будут проводиться измерения количества образца-свидетеля в процессе коррозионных испытаний, но и другие [83] (сопутствующие) активности в образце-свидетеле в десятки ( 64Cu ) и в сотни ( 56Mn ) раз, это обстоятельство значительно снижает точность измерений.

Сопутствующие радионуклиды в сравнении с «целевыми» (период полураспада и их коррозионные свойства позволяют проводить коррозионные измерения с заданными метрологическими параметрами) имеют значительно меньшие периоды полураспада, по этой причине происходит уменьшение значения выходной величины не связанное с коррозией, и снижается чувствительность метода.

предварительная их выдержка, что позволит снизить активность сопутствующих радионуклидов до приемлемого уровня. Кроме того, предварительная выдержка транспортировки и при других операциях с ними.

Необходимую активность образцов-свидетелей определяли из условий их измерения (геометрия измерения, плотность технологической среды, толщина радионуклида (являющегося радиоактивной меткой), толщины образца-свидетеля промышленных условиях [72] радиоактивный образец-свидетель в виде диска (Рисунок 5.1.) создаёт в точке детектирования плотность потока - квантов, определяемую из выражения:

где: плотность потока квантов в точке измерения, см 2 с 1 ; ф - полный выход квантов источника (образца-свидетеля), с 1 ; R расстояние от образцасвидетеля до места измерения, см.

где: a -активность источника, с 1 ; n -квантовый выход на распад.

ослабляться коррозионной средой и стенкой аппарата или трубопровода, для этого в формулу (5.1) введём коэффициенты К1 и К 2, тогда:

квантов в точке детектирования связаны выражением:

эффективность кристалла детектора.

Из решения выражений (5.3) и (5.4) находим значение активности образца-свидетеля:

Удельная активность искусственного радионуклида (в беккерелях на 1 г нейтронов без учёта «выгорания» определяется по формуле:

элементе, в долях; акт сечение активации облучаемого изотопа, барн (1 барн = 10 24 см 2 / атом ); Ф - плотность потока тепловых нейтронов, нейтрон /(см 2 с) (чаще всего на реакторах предоставляется канал с плотностью потока полураспада образующегося искусственного радионуклида, ч.

Перейдём к определению активности образца-свидетеля, для этого При этом погрешность определения активности образца-свидетеля будет менее 10%.





которых T1 / 2, соответственно, равны 5,27года и 44,6дня ) это время значительно активации находим из выражения:

При облучении конструкционных сталей в потоке тепловых нейтронов активируются другие изотопы химических элементов (содержащиеся в стали), материалах и полученных из них радионуклидов приведены в таблице 5.1.

Значения активностей образовавшихся радионуклидов определим по формуле (5.7). Значения активностей радионуклидов в процессе выдержки определим из выражения:

Ядерно-физические характеристики изотопов химических элементов, присутствующих в конструкционных материалах и полученных из них радионуклидов [73, 74] № Химический Процентное Ядерная реакция Сечение Период Энергия Выход Гаммап.п. элемент содержание в при облучении активации, полураспада где: t продолжительность выдержки, час; а0 активность радионуклида на момент окончания облучения.

Мощность поглощённой дозы на расстоянии R от одного образцасвидетеля определим из выражения [72]:

где: P -мощность поглощённой дозы, аГр.с 1 ; аi -активность i -го радионуклида в образце-свидетеле, с 1 ; Г i -гамма-постоянная i -го радионуклида, аГр.м 2.с 1.Бк 1 ; R расстояние от образца-свидетеля до места измерения, м.

нейтронов, которое можно организовать на реакторах в ГНЦ РФ «НИИАР».

Поставляемые радионуклиды приведены в таблице 5.2.

лабораторных условиях (Рисунок 5.2) с целью определения распределения радиоактивной метки по толщине образца-свидетеля, кроме того, определяют радиоизотопную чистоту (активность примесных радионуклидов).

Примерный перечень радионуклидов, поставляемых промышленностью Установка для проведения лабораторных испытаний Испытуемый образец-свидетель 4 (с радионуклидной меткой) помещают в проточную ёмкость лабораторной установки (Рисунок 5.2). Проточная ёмкость с радиоактивным образцом 4 находится в свинцовой защите 7, в которую помещён детектор - излучения 2 для измерения плотности потока -квантов (регистрируемой активности) от радиоактивного образца 4. Коррозионная среда, например раствор соляной кислоты, при помощи насоса 1 циркулирует буферную ёмкость 5. Насос 1 приводится в действие магнитной мешалкой 9.

При необходимости ведётся контроль температуры, давления и расхода жидкости. В процессе растворения радиоактивного образца в коррозионной среде, происходит накопление в ней радиоактивных продуктов коррозии, и вызывает увеличение плотности потока -квантов от контролируемого объёма 3 (находится в свинцовой защите). Измерение плотности потока -квантов (регистрируемой активности) от радиоактивных продуктов коррозии, циркулирующих через контролируемый объём 3, производят при помощи радиометра, детектор - излучения 2 которого помещён в свинцовую защиту 7.

Испытуемый образец периодически извлекается из проточной ёмкости и взвешивается на аналитических весах типа ВЛА-200. При необходимости производят отбор проб коррозионной среды для радиометрирования.

В процессе проведения лабораторных испытаний определяли растворение радионуклидной метки, образца-свидетеля и накопление радионуклидной метки в коррозионной среде.

5.2 Методы проведения промышленных исследований Измерение коррозии с применением образцов-свидетелей с радионуклидной меткой, корродирующих с двух сторон.

Образцы-свидетели, изготовленные из материала оборудования или материала, аналогичного по составу материалу оборудования, с предварительно введенной радионуклидной меткой (например, кобальт-60) помещают в коррозионную среду (в технологическое оборудование). Установка образцасвидетеля производится через предварительно смонтированный штуцер с применением специальных шлюзовых устройств (Рисунок 5.3). Шлюзовые устройства позволяют устанавливать образцы-свидетели под давлением, во время работы оборудования. При установке образцов-свидетелей как показано на рисунке 5.3 образец-свидетель корродирует с двух сторон.

конструкции, составу и способу установки ) образцов-свидетелей.

Образец-свидетель (площадью от 3 до 5 кв. см.) вплавляют в стенку технологического аппарата (Рисунок 5.4.).

Непрерывный контроль коррозии стенок трубопроводов и аппаратов Образцы-свидетели из материала, аналогичного по составу материалу трубопроводов с предварительно введенной изотопной меткой кобальта- вплавляются в стенку трубопровода («метка» площадью от 3 до 5 кв. см.). После чего проводят необходимую обработку (механическую и термическую).

технологическое оборудование, пропорциональные их остаточной толщине (массе), измеряют высокочувствительными сцинтилляционными детекторами, закреплёнными с наружной стороны стенки оборудования (трубопровода).

Непосредственный контакт детектора с образцом-свидетелем не требуется. Чем выше коррозионная активность среды и чем менее защищены стенки оборудования и образец-свидетель от коррозии, тем быстрее корродирует (растворяется) материал стенок аппаратов и трубопроводов и, растворяется подобно материалу стенок образец-свидетель. Коррозионное растворение материала (уменьшение толщины (массы) образца-свидетеля) приводит к снижению интенсивности его излучения, что непрерывно регистрируется детектором.

Метод позволяет значительно повышать чувствительность, так как толщину образца-свидетеля можно уменьшить, вплоть до нанесения его тонким слоем на корродирующую поверхность. Детектор, измеряющий -излучение от образца свидетеля не требует с ним непосредственного контакта, измерения проводят дистанционно через толстые стенки трубопроводов. Система проста в эксплуатации и надежно защищена от различных помех. Метод надежно работает в различных технологических установках, в условиях высоких температур и давлений и взрыво-пожароопасных сред.

5.3 Реализация контроля промышленной коррозии Для проведения промышленных испытаний были подготовлены радиоактивные образцы-свидетели с радионуклидом Co из материалов: сталь ст.3, сталь ст. 20 и нержавеющих сталей Х18Н10Т и Х17Н13М2Т.

реакторах (г. Москва, г. Обнинск, г. Димитровград, г. Улукбек, г. Минск).

алюминиевый пенал (Рисунок 5.5) для облучения их в потоке нейтронов.

Рис. 5.5 - Образцы-свидетели подготовленные к облучению: 1-алюминиевый пенал для проведения облучения образцов-свидетелей; 2-пробка алюминиевого пенала; 3-образцы-свидетели.



Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 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.