UN NUOVO METODO NON INTRUSIVO PER IL CONTROLLO DELLA CORROSIONE IN LINEA
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- Giancarlo Romani
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1 UN NUOVO METODO NON INTRUSIVO PER IL CONTROLLO DELLA CORROSIONE IN LINEA F. Vullo GE Measurement & Control Solutions, Via Cardano 2, Agrate Brianza (MB) Tel: Cell: Fax: Mail: INTRODUZIONE Una nuova tecnologia non intrusiva per monitorare la corrosione è attualmente disponibile. Questa tecnologia impiega il metodo ultrsonoro, come pure l'uso di software per memorizzare i dati, monitorare i tassi di corrosione e le tendenze, permettendo una pianificazione prima che il guasto accada. Per mantenere la loro attività al 100%, le raffinerie stanno spendendo miliardi di dollari ogni anno attraverso il monitoraggio della corrosione e vari programmi di controllo. Indipendentemente da questa enorme spesa, i guasti continuano a verificarsi, come tutti i sebbene i metodi attualmente utilizzati siano di natura più reattiva. Essi si concentrano sulla rilevazione se il guasto è successo o meno, mentre il metodo ideale sarebbe quello di avere una soluzione che può aiutare a predire il guasto in modo tale che l'azione appropriata possa essere intrapresa prima della rottura catastrofica. Le tecnologie attuali per monitorare la corrosione del settore si basano su metodi intrusivi e misura indiretta dello spessore della parete residua dei tubi. Essi forniscono i dati sulla velocità di corrosione del fluido, ma non forniscono dati precisi sullo spessore della parete. La perdita di metallo in un punto soggetto a corrosione è preso come indicativo della perdita di metallo su tutta la linea. I dati poco affidabili di spessore possono portare ad un dosaggio chimico non ottimizzato. Sulla base di un'indagine effettuata con esperti di corrosione nelle raffinerie differenti si è stimato che applicando alla corrosione tecnologie di controllo di buona qualità si può ottenere un risparmio dal 20 al 25% del costo annuale della corrosione.
2 METODI INTRUSIVI LE TECNOLOGIE DI CONTROLLO DELLA CORROSIONE Alcuni metodi di monitoraggio della corrosione, quali: i campioni di perdita di peso, in cui viene determinata la corrosione dalla perdita di peso in un periodo di tempo; i sensori elettrici che utilizzano ER (resistenza elettrica), LPR (resistenza di polarizzazione lineare), sono attualmente utilizzati per valutare il tasso di corrosione, ma forniscono solo misure indirette. Questo rende difficile da definire e valutare la reale condizione di apparecchiature o di tubazioni danneggiati dalla corrosione. La misura del campione di perdita di peso immerso in un liquido specifico che corre attraverso un gasdotto permette una valutazione globale del processo di corrosione, ma non è correlato in modo diretto e preciso alla corrosione su una parte specifica del tubo. METODI NON INTRUSIVI La tecnica più conosciuta per il controllo di uno spessore è il metodo ad ultrasuoni. Lo strumento a ultrasuoni è calibrato su due spessori come riferimento al fine di ottenere la velocità del suono materiale, e lo spessore viene calcolato attraverso il tempo di volo, cioè il tempo che l'onda ultrasonora impiega per attraversare una parete, come indicato nella figura seguente. La misura può essere presa in servizio, e, a seconda del trasduttore e strumenti utilizzati, è possibile misurare tubi con superfici ad alta temperatura. E 'anche possibile misurare su uno strato vernciato.
3 CONTROLLO DELLA CORROSIONE IN LINEA ATTRAVERSO SENSORI INSTALLATI IN MODO PERMANENTE Il sistema non intrusivo permanente che misura lo spessore attraverso l'uso di ultrasuoni è stato sviluppato come una conseguenza delle limitazioni derivanti dall utilizzo di spessimetri portatili, specialmente quando si ha la necessità di seguire costantemente la misurazione dello spessore di punti specifici. La qualità dei dati della misurazione di spessore manuale mediante misuratori di spessore può essere compromessa per molte ragioni: - L'operatore scrive i dati raccolti su un pezzo di carta, che poi possono o non possono essere inclusi in una banca dati del software - È molto difficile garantire che lo stesso punto sul gasdotto possa essere sempre misurato - Ci possono essere variazioni sulla calibrazione delle apparecchiature - La competenza dell operatore, I sensori permanenti ad ultrasuoni, sono stati progettati per essere montati su una tubazione e raccogliere le misurazioni dello spessore sempre nello stesso punto. La raccolta dei dati può essere eseguita automaticamente e da remoto. Queste misure possono essere memorizzate in un database del software. L operatore del sistema può valutare la tendenza alla corrosione di punti di misura molto specifici. È possibile impostare degli allarmi in modo che quando lo spessore raggiunge un livello critico, il software genera un avviso all'operatore. Poiché il sistema raccoglie i dati automaticamente, la qualità dei dati è costantemente preservata, non c'è alcun rischio per l'ispettore.
4 Dal momento che i sensori sono installati in modo permanente il costo della raccolta dei dati si riduce di volta in volta dato che non ci sono più i costi dei ponteggi e di vari altri accessori. Questo sistema di monitoraggio ad ultrasuoni dello spessore si basa sulla misura del tempo di volo ed è disponibile in due varianti. Sistema a Bassa Temperatura Questa soluzione è una sensore flessibile a striscia che può essere incollato sul tubo ed è adatto per la misura dello spessore in linea di tubi con un range di temperatura da -40 C a 120 C. Il sistema si compone di tre elementi fondamentali: - Il sensore multi elemento (14) M2 ad ultrasuoni multi-elemento del sensore Questo sensore a bassa temperatura è composto da 14 elementi ad ultrasuoni per coprire un area di ispezione di 12mm x 200mm (0.5 "x 7.9"). Non è invadente, e molto semplice da installare. È incollato in modo permanente sui punti critici del tubo, quali le zone colpite dalla corrosione o dall erosione, o di difficile accesso. - Il rilevatore di difetti e data logger DL2,
5 - Software per l'acquisizione dati e per l analisi. Sistema ad Alta Temperatura Il sistema è composto da sensori ad alta temperatura con capacità di operare a temperature estremamente elevate per fornire misure di spessore accurate e affidabili. La sua capacità di misura ad alta temperatura arriva fino a 350 C con elevata precisione, significativamente più alta rispetto ad altri sensori non intrusivi. Il sistema ha una risoluzione di 0,0025 millimetri ed è la più piccola variazione di spessore che possa rilevare. Una versione che lavora a temperature nominale maggiori o uguali a 500 C è in fase di test. Questi sensori sono fissati direttamente sul tubo o serbatoio da monitorare e collegato ad una interfaccia per ogni singolo sensore. Questa interfaccia contiene la strumentazione ad ultrasuoni per gestire i sensori e trasmette i dati ricevuti ad un PC locale tramite una connessione seriale RS485. Gli intervalli di raccolta dei dati sono programmabili per esigenze specifiche e consentono la
6 visualizzazione/download dei dati su richiesta. Un'interfaccia software flessibile consente la comunicazione con una varietà di sistemi di gestione della banca dati delle ispezioni tramite interfacce software aperte e protocolli standard come OPC e MODBUS. Di conseguenza, possono essere effettuate sofisticate analisi dei dati per fornire informazioni di tendenza della corrosione precise e affidabili. Entrambi i sensori e l'interfaccia sensori sono intrinsecamente sicuri per l'uso in aree ATEX zona 1. Un altro grande vantaggio di questa soluzione è che i sensori sono facilmente riposizionabili e quindi spostati in un'altra posizione qualora necessario. Software per Acquisizione e Analisi dei Dati Una volta che i dati vengono raccolti dal sistema, è possibile analizzare in dettaglio le misure registrate. Il software effettua la correzione della temperatura per i dati di spessore e dà lo spessore minimo, massimo e medio insieme al relativo A-Scan. Il software fornisce anche il rateo di corrosione e la massima corrosione a breve e lungo termine, per aiutare nel processo decisionale e tenere sotto controllo la corrosione. È possibile inserire manualmente il valore dello spessore di ingresso nominale, dello spessore critico, e gli allarmi per lo spessore minimo dei tubi monitorati. I dati storici memorizzati sul database consentono la generazione di analisi di tendenza, calcoli della vita residua, e soprattutto comprendere il processo che si sta innescando sul tubo stesso. Per esempio, la misura ripetibile presa sempre nello stesso punto può dimostrare la velocità di corrosione in due periodi di tempo e consente una valutazione dell'efficacia di un inibitore specifico della corrosione. Permette di stabilire un confronto sui diversi fornitori di inibitori e verificare se un inibitore più economico ha generato un costo più elevato per la manutenzione. Poiché il sistema può essere completamente automatizzato, è di grande aiuto nel monitoraggio di luoghi di difficile accesso e dove è necessario un monitoraggio a brevi intervalli dello spessore di parete con un collegamento diretto al sistema SCADA dell impianto.
7 . CONCLUSIONI Il monitoraggio in linea della corrosione mediante ultrasuoni con sensori permanenti è oggi il mezzo più affidabile e preciso per valutare la corrosione, in quanto si tratta di un metodo diretto di misura dello spessore. Con l'avanzamento della tecnologia, i sensori UT disponibili in grado di sopportare temperature elevate e fornisce precise velocità di corrosione. La tecnologia informatica ha anche aiutato a trasmettere dati provenienti da luoghi pericolosi e/o poco accessibili alla sala di controllo. Inoltre questo sistema permette di analizzare i risultati per supportare il processo decisionale e agire prima che una pericolosa rottura si possa verificare. I benefici del passaggio da un approccio reattivo alla modalità proattiva di manutenzione attraverso il monitoraggio on-line sono enormi in quanto riduce i costi operativi dell'impianto e ne aumenta la sicurezza.
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