קורוזיה במי קירור מתגלה בדרך כלל פעמיים: פעם אחת כשמוציאים ושוקלים את מתקן הקופונים, ופעם שנייה, הרבה יותר מאוחר, כשפותחים מחליף חום. שתי הפעמים הן בדיעבד. כשקופון של 90 יום מודיע שקצב הקורוזיה הוכפל, שלושת השבועות של שארית מעכב ירודה שגרמו לזה כבר מאחורינו, וכך גם כל סיכוי לקשור את המספר למה שבאמת קרה במגדל.
חיישן קצב קורוזיה מקוון משנה את מטרת המדידה. במקום תיעוד של מה שהמים עשו לפס מתכת ברבעון שעבר, מקבלים אות חי שמגיב למינון, למחזורי הסמכה ולכל מה שהשתבש בסוף השבוע האחרון. המדריך הזה מכסה מה לחפש בבחירת חיישן כזה, אילו פרמטרים נלווים הופכים את מספר הקורוזיה לניתן לפירוש, ואיך החיישן נכנס למערכת בקרה במגדל שמעולם לא תוכנן לכך.
מה קופונים לא יכולים לספר
קופונים אינם שגויים והם לא הולכים להיעלם. הם שיטת הייחוס, עלות הפעלתם נמוכה, והם מייצרים ממצא פיזי שאפשר לצלם ולהראות למבטח. מה שהם לא יכולים לעשות הוא להפריד בזמן.
קופון מסכם את כל מה שקרה במהלך החשיפה שלו. מערכת שרצה נקי אחד עשר שבועות וגרוע שבוע אחד מייצרת את אותו ממוצע כמו מערכת שרצה גרוע במידה מתונה לאורך כל התקופה, ושתיהן דורשות תגובה שונה לחלוטין. קופונים גם לא מפרידים בין קורוזיה כללית לתקיפה מקומית בלי בדיקה ויזואלית בדיעבד, והם לא אומרים דבר כל עוד הם עדיין במתקן.
התוצאה המעשית היא שתוכנית קופונים מודדת את הביצועים הממוצעים של תוכנית הטיפול, בעוד שחיישן מקוון מודד את הביצועים הנוכחיים שלה. רוב האתרים רוצים את שניהם: הקופון כייחוס בר ביקורת, החיישן כדבר שמפעיל שיחת טלפון.
LPR ו-EIS: מה כל שיטה מודדת
שתי שיטות אלקטרוכימיות שולטות במדידת קורוזיה מקוונת, וההבחנה ביניהן חשובה כשמשווים מפרטים.
התנגדות קיטוב לינארית (LPR) מפעילה הפרעת מתח קטנה על האלקטרודה ומודדת את הזרם שזורם בתגובה. היחס בין השניים נותן את התנגדות הקיטוב, שהיא ביחס הפוך לקצב הקורוזיה. LPR מהירה, חוזרת על עצמה היטב ומתאימה לקורוזיה כללית אחידה, שהיא צורת התקיפה הדומיננטית במערכת קירור מעוכבת כראוי. זו השיטה שמאחורי רוב מכשירי הקורוזיה המקוונים בעלי שיטה יחידה.
ספקטרוסקופיית עכבה אלקטרוכימית (EIS) מפעילה טווח תדרי AC ומנתחת כיצד עכבת האלקטרודה מגיבה לאורכו. התגובה הזו נושאת מידע ש-LPR לבדה לא נותנת: האם קיימת שכבת מעכב מגנה ושלמה, האם ציפוי מתפרק, והאם לתקיפה יש אופי מקומי ולא אחיד.
הסיבה שזה משנה מסחרית היא שמספר LPR עולה עם שכבה שלמה משמעו דבר אחר ממספר LPR עולה עם שכבה מתפוררת. הראשון מרמז על התאמת כימיה, השני מרמז שהמעכב יוצר השכבה כבר לא עושה את עבודתו. אלקטרודת קצב הקורוזיה FSL-100 משלבת את שתי השיטות בבדיד אחד, ולכן היא מדווחת קצב ומנגנון ולא רק קצב.
המפרטים שבאמת מכריעים את הבחירה
רוב מפרטי חיישני הקורוזיה נראים דומים עד שמשווים את השדות שמגבילים את ההתקנה.
טווח מדידה, שנבחר במכוון. ל-FSL-100 ארבעה טווחים ניתנים להגדרה: 0 עד 0.25, 0 עד 0.5, 0 עד 1 ו-0 עד 5 mm/a. מכיוון ש-1 mm/a שווה בדיוק ל-39.37 mpy, אלה מקבילים בקירוב ל-0 עד 9.8, 0 עד 19.7, 0 עד 39.4 ו-0 עד 197 mpy. מערכת מטופלת היטב עם פלדה רכה יושבת נמוך בתחום הזה, ולכן הטווחים הצרים ממקדים את רזולוציית המכשיר במקום שבו הקריאות באמת נמצאות. בחירת הטווח הרחב ביותר כי הוא מרגיש בטוח יותר מבזבזת בדיוק את הרגישות שבגללה נקנה החיישן.
רזולוציה וחזרתיות מול התנועה הצפויה. רזולוציה של 0.0001 mm/a וחזרתיות של ±0.001 mm/a חשובות כי האות המעניין הוא לרוב סחיפה איטית ולא שינוי מדרגה. מכשיר שאינו מסוגל להפריד מגמה עולה הדרגתית יתריע רק כשהבעיה כבר ברורה בדרכים אחרות.
סחיפה בין כיולים. ב-FSL-100 היא מוגדרת כ-0.3% מהטווח המלא לכל 24 שעות לכל היותר. הסחיפה היא שקובעת אם אפשר להשוות קריאה בת שלושה חודשים לקריאה של היום בלי ביקור שירות, ובמגדל על גג זו עלות תפעולית אמיתית.
חומר במגע ואופן ההתקנה. פלדת אל-חלד 316L והברגה של 1 אינץ’ NPT מכניסות את הבדיד לטי צנרת סטנדרטי, ללולאת מדידה צדדית או לתא זרימה בלי ייצור מיוחד. דירוג IP68 מכסה את מציאות האגן והארון החיצוני, ולא שולחן מעבדה.
טווח טמפרטורה מול הלולאה בפועל. טווח עבודה של 0 עד 75°C מכסה מי עיבוי בצד החוזר של רוב מערכות מיזוג הנוחות ושל חלק גדול מהשימושים התהליכיים. כדאי לבדוק אותו מול טמפרטורת הצד החם שלכם ולא להניח, כי זה המפרט שפוסל מכשירים בשקט.
זמן תגובה בהקשר. תגובה של 50 שניות מהירה ביחס לקצב שבו כימיית מי קירור משתנה. קצב קורוזיה אינו לולאת בקרה שנסגרת בשניות, ולכן הערך של תגובה מהירה הוא נאמנות המגמה בזמן חריגה, לא בקרה במהירות גבוהה.
הפרמטרים שהופכים את מספר הקורוזיה לקריא
קצב קורוזיה לבדו אומר שמשהו קורה. הפרמטרים סביבו אומרים מה. במי קירור, ארבעה חיישנים עושים את רוב העבודה הזו, וכולם חולקים את אותו קו RS485 Modbus חזרה לבקר.
pH קובע אם המים נוטים לאבנית או לקורוזיה, וזה הדבר הראשון שבודקים כשמגמת הקורוזיה זזה. בדיד ה-pH התעשייתי PH-110 קורא 0 עד 14.00 pH בדיוק של ±0.02 pH ומציע RS485 Modbus RTU לצד יציאה אנלוגית (0-2V, 0-5V, 0-10V או 4-20mA), מה שחשוב כשלוח קיים מצפה ללולאת זרם.
ORP משקף את הסביבה המחמצנת, ושם נפגשים מינון החומר הביוצידי והקורוזיה: מעט מדי מחמצן מאפשר לביופילם לבסס תקיפה מתחת למשקע, יותר מדי הוא עצמו תוקפני למתכת. בדיד ORP-110 מכסה 1999- עד 1999+ מילי-וולט בדיוק של ±3 מילי-וולט.
מוליכות, שבמגדל קירור היא התחליף המעשי למחזורי ההסמכה, ולכן גם למידת ההתרכזות של המלחים המומסים שמניעים קורוזיה. בחירת קבוע התא היא הפרט שנוטים לפספס כאן. לבדיד המוליכות EC-100 קבוע תא נבחר של 0.1, 1.0 או 10.0 המכסה 0.2 מיקרו-סימנס לס”מ עד 100 מילי-סימנס לס”מ בדיוק של ±1.0% מהטווח המלא, כך שהתא מותאם לתחום המוליכות שבו המגדל באמת פועל במקום להשתמש בתא לטווח גבוה עבור מים בתחום הביניים.
כלוריד, היון הספציפי שעומד מאחורי נקבוביות בפלדת אל-חלד, וזה שמתרכז עם כל מחזור. אלקטרודת היון הסלקטיבית Cl-100 מודדת 1 עד 1000 מ”ג/ליטר כסטנדרט בדיוק של ±5% מהטווח המלא, וניתנת להתאמה לטווחים גבוהים יותר כשמי ההשלמה מלוחים מלכתחילה.
במקומות שבהם התלכלכות וחומר מרחף הם חלק מהתמונה, חיישן העכירות המתנקה TUR-110 מכסה 0.01 עד 3000 NTU עם מגב, וזה מה ששומר על מדידה אופטית שמישה במים מחזוריים לאורך חודשים ולא שבועות.
איך מכניסים את האות למערכת בקרה
שלושה מצבים מכסים את רוב המגדלים.
יש PLC או מערכת ניהול מבנה עם כניסה אנלוגית פנויה. משתמשים ביציאת 4-20mA ומתייחסים לקצב הקורוזיה כמו לכל משתנה תהליך אחר. זו הדרך הפחות פולשנית והיא לא דורשת רשת חדשה.
יש בקר אבל אין כניסות פנויות. RS485 Modbus RTU מאפשר לכמה חיישנים לחלוק זוג מוליכים אחד חזרה לנקודה אחת, וזה בדרך כלל קל יותר מהוספת כרטיסים אנלוגיים. ה-FSL-100 מספק את שתי היציאות במקביל, כך שלולאת 4-20mA ללוח הקיים וקישור Modbus למערכת נתונים יכולים לפעול יחד.
אין כלום במגדל. זה המקרה הנפוץ בהתקנות ותיקות על הגג, שבהן לוח הבקרה הקרוב נמצא כמה קומות משם ומשיכת כבל היא כל עלות הפרויקט. בקר IoT במגדל אוסף את חיישני ה-RS485 מקומית ומשדר בסלולרי. לבקר Omni Genesis יש ארבע כניסות חיישן מודולריות וקישוריות 4G-LTE, Wi-Fi ו-Bluetooth, כך שקצב קורוזיה, pH, ORP ומוליכות מדווחים מארון אחד ליד האגן בלי מעורבות רשת המבנה ובלי שינויים בלוח הבקרה הקיים.
צריכת חשמל נמוכה חשובה במיוחד במקרה האחרון. ה-FSL-100 צורך פחות מ-0.2 ואט באספקה של 12-24 וולט DC, מה ששומר על התקנה בסיוע סולארי מעשית במקום שבו חשמל רשת במגדל היה הופך לפרויקט חשמלי בפני עצמו.
איפה מתקינים את הבדיד
המדידה מייצגת רק את מה שהבדיד רואה, ולכן המיקום קובע את ערך הנתונים.
- במים זורמים, לא בפינת האגן. לולאה צדדית או טי על קו המחזור נותנים מהירות זרימה על האלקטרודה שדומה לתנאים במחליפים. מים עומדים קוראים כימיה מקומית משלהם.
- במורד נקודת ההזרקה הכימית ואחרי ערבוב. ממש בנקודת ההזרקה הבדיד קורא מנה של חומר נקי ולא מים מטופלים.
- על אותה לולאה כמו מתקן הקופונים, היכן שקיים. שמירת שתי השיטות בתנאים דומים מאפשרת לקופון לאמת את החיישן ולחיישן להסביר את הקופון.
- נגיש בלי השבתה. אלקטרודות דורשות ניקוי תקופתי. בדיד שדורש ריקון הלולאה כדי לטפל בו פשוט לא יטופל.
רשימת בדיקה קצרה לבחירה
- ודאו שטמפרטורת הצד החם של הלולאה שלכם נמצאת בתוך טווח העבודה של החיישן.
- בחרו את טווח המדידה לפי החומרה הצפויה, לא לפי האפשרות הרחבה ביותר.
- ודאו שהחומר שבמגע מתאים לכימיית המים, ושחיבור התהליך מתאים לאביזרים שכבר יש לכם.
- החליטו על היציאה לפני ההזמנה: 4-20mA ללוח קיים, RS485 למערכת נתונים, או שניהם.
- החליטו מי מחזיק בסף הקבלה. החיישן מדווח קצב, תוכנית הטיפול מגדירה מה הקצב הזה צריך להיות.
- תכננו את נקודת ההתקנה מבחינת זרימה, ערבוב וגישה באותו זמן, לא אחרי האספקה.
ניטור קורוזיה מצדיק את מקומו כשהוא הופך תחקיר רבעוני לאות שמישהו יכול לפעול לפיו השבוע. המכשיר הוא החלק הקל בזה. בחירת טווח כנה, מתן הכימיה הנלווית שהמספר צריך כדי להיות בר פירוש, והצבת הבדיד במקום מייצג הם מה שהופך את הקריאה לשווה משהו.
אם אתם מאפיינים ניטור קורוזיה או ניטור מי קירור למערכת מסוימת, ספרו לנו את טמפרטורת הלולאה, את המתכות שבה ואיזה ציוד בקרה כבר נמצא במגדל, ונאפיין איתכם את מערך החיישנים.