在海水环境中选用传感器的方法
在海水环境中选用的LVDT位移传感器
15年1月15日
海水攻击金属以不同水深,造成腐蚀由氧,温度,pH,盐度,生物活性,导电性和速度的流速存在于海水中,在不同深度的不同程度加速。
传感器(包括压力传感器和LVDT线性位置传感器),被广泛地用于在不同海水深度水平控制和安全功能用于在海上平台,海水淡化系统,系泊缆,海底井口以及石油和气体收集系统的应用程序。由浅水域英尺以下表面米零点几秒,并在低于1000英尺深的水域 - 在操作过程中,传感器可以在不同的基础上潮汐深处被淹没在海水中。到在这些环境中操作,传感器必须从耐腐蚀性的材料制成,这样的单位可提供海水的敌对的条件下连续信息。
作为传感器的需求成与海水和seafog增加用于诸如装载系统,海底系泊缆,控制阀,扼流圈,海水淡化厂和平台的稳定性,选择正确的传感器材料接触取决于适当选择适合的合金应用程序和服务环境。无论是腐蚀来自不同深度级别,电镀效果或生物攻击,匹配合适的材料服务的应用是重中之重超过了很长一段时间良好的传感器性能。材料的选择往往受系统的可靠性要求,可用性,成本和可制造性。
导致海水腐蚀的特点: 含有高含量的盐,溶解氧,二氧化碳和微生物的生命,海水环境是高度腐蚀性的。腐蚀速率可取决于全球位置,温度和微生物活性的组合。腐蚀的其他来源可以来自停滞或污染条件下,往往促进硫酸盐还原菌(SRB),其可影响传感器材料的性能。含有海水 - 离子的主要成分是氯化物,硫酸盐,溴和碳酸氢盐,而+离子是钠,镁,钙和钾。
海水增加局部的不锈钢和其它活性无源材料的腐蚀溶解氯化物和其它盐的结果。这种类型的腐蚀可以是在点蚀,缝隙或晶间的形式。
腐蚀由微生物在海水中
微生物引起的腐蚀(MIC)是影响传感器的操作基于在传感器结构,特别是低等级的奥氏体不锈钢使用不同的服务条件和材料,一个非常严重的问题。 MIC被焊接接头通常发现,导致焊缝的失败,如果不检查,并及时治疗。 MIC是一项涉及该材料的降解腐蚀过程。
在富含氧气的环境中,好氧菌被激活;厌氧菌可以在低氧气中找到。细菌可以被描述为形成矿泥,产酸,铁氧化,硫酸盐还原,铁和硝酸盐还原。有数以百计的形成MIC细菌的个别品种。 MIC细菌菌落通常形成本地簇与标识为粗糙斑点,夹杂物部位,腐蚀部位或切口在材料表面上的位置的传感器。这些菌落,氧,铁和锰供给,产生一粘糊状。这种粘糊状邀请许多其他生物和非生物物种,反过来,开始攻击传感器表面,导致裂缝,氧和离子浓度细胞形成的,即导致腐蚀。
当环境条件是否适合其生长,从而使其能够硫酸盐转化为有害的硫化物的SRB细菌可以是非常腐蚀性和侵略性。成长,SRB依赖于产酸菌(APB),MIC的主要发起者。 APB消耗氧气,并产生低分子量,有机酸和醇。正是这种有机酸该SRB吃和开始产生硫化氢的过程。硫化物,充当阴极对钢,攻击的传感器的钢表面在电化学腐蚀过程,并开始消耗阳极的铁。这导致了点蚀和创作硬皮上衣或片状的传感器材料的表面上。进程的加快为25°和41°C的海水温度范围,受到世界各地的位置。钛和镍基高温合金报价为防止局部腐蚀传感器更好的保护。在某些情况下,蒙乃尔400和蒙乃尔K料已成功应用于浅水温暖的水域,特别是在中东和非洲。
不锈钢在海水环境中使用
很多常见的不锈钢,例如304和316,不应该被用于传感器,就可以在与海水直接接触。双相钢具有更高的合金含量和耐点蚀当量因子(PREN)值大于40已被使用作为替代不锈钢;然而,这种合金并不能保证长期可靠的传感器寿命在新的深海和极地应用。对于PREN计算,键元件 - 铬(Cr),钼(Mo)和氮(N) - 被用作加权因子,与它的乘数,以确定整体价值。中常用的计算公式 PREN=%的Cr+(3.3×%钼)+(16×%N)
镍基高温合金镍铬合金和镍基合金
铬镍铁合金625和哈氏合金C276是镍基超合金的家庭内的两个主要的合金,提供良好的抗腐蚀由于镍,铬和钼的含量更高。这两种材料构成的材料的传感器,以及所有其它关键部件的选择,当涉及到可靠性和无故障运行多年。
相较于不锈钢和双相钢,这些合金成本更高;然而,他们提供了对局部腐蚀总免疫力,以及氧化性和还原性介质。 Pic.2示出了线性可变位移变压器(LVDT),用于在海底应用中使用非接触式位置传感器。该机构是由耐腐蚀镍基超合金因科镍合金625构成。
总结
当指定一个传感器,这是非常重要的是要考虑到海水环境中,环球,并且其中一个单元必须操作条件的位置。材料必须精心挑选,以承受变量腐蚀特性,提供无故障运行。从长远来看,拥有成本应考虑到一些地方,特别是在海床上,不容易获得更换故障传感器无需花费大量的金钱和停机时间。选择因科镍合金625或哈氏C276材料用于传感器,以代替不锈钢和镍合金是一个聪明的决定在海水环境中工作时。
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