Korozja nie jedno ma imię. Dlatego też w dzisiejszym artykule chcielibyśmy ją przedstawić w kontekście wykonanych testów szczelności, nazywanych badaniem hydrostatycznym. Ponadto przeanalizujemy problemy związane z korozyjnością procesu.
Test hydrostatyczny – co to takiego?
Osobom, które dotychczas nie miały do czynienia z testem hydrostatycznym, spieszymy z wyjaśnieniem, że jest to próba szczelności zbiorników ciśnieniowych, takich jak: rurociągi, instalacje wodociągowe, butle gazowe, kotły czy zbiorniki paliwa.
Polega on przede wszystkim na sprawdzeniu, czy w instalacjach występują nieszczelności oraz zbadaniu wytrzymałości elementów na zadane im ciśnienie robocze. W przypadku instalacji rurociągowych eksperyment jest przeprowadzany po każdym wykonanym serwisie lub modernizacji. Ma to szczególne znaczenie dla przemysłu Oil&Gas, w którym ryzyko wystąpienia awarii niesie za sobą niewyobrażalne konsekwencje ekologiczne, ekonomiczne oraz wiele innych.
Próby szczelności – jak są przeprowadzane?
Badanie polega na napełnieniu naczynia lub układu rurowego wodą, tak, aby pomóc w wizualnym wykryciu nieszczelności i zwiększeniu ciśnienia naczynia do określonej prężności testowej. W niektórych przypadkach mamy do czynienia z odwrotnym procesem, czyli zbiornik, którego szczelność badamy, zanurza się w wodzie i poszukuje wypływających pęcherzyków powietrza.
Medium, którego możemy użyć do wykonania testu to: woda demineralizowana, woda miejska, woda morska (tylko w szczególnych przypadkach).
Rys. 1 – Typowa procedura przeprowadzania testów hydrostatycznych. Źródło własne.
Rys. 2 – Schemat przeprowadzenia badania. Źródło własne.
Korozja w procesie testów szczelności
Do powstawania ognisk korozyjnych dochodzi wszędzie tam, gdzie medium technologicznym jest woda mająca kontakt z elementem podatnym na powstawanie korozji. Praktycznie niemożliwe jest, całkowite usunięcie cieczy z urządzenia. Woda może pozostać w całym układzie przez bardzo długi czas, ze względu na ograniczone i utrudnione warunki do zupełnego odparowania.
Dwa podstawowe źródła korozji podczas prób hydrostatycznych to:
- Korozja elektrochemiczna
- Korozja biologiczna
Jak zneutralizować lub spowolnić ryzyko powstawania korozji?
Odpowiedź na zadane w tytule pytanie jest prosta i dobrze znana większości naszych Klientów oraz Czytelników. Rozwiązaniem tego problemu są oczywiście inhibitory korozji, które należy wprowadzić do układu, aby zneutralizować zanieczyszczenia jonowe rozpuszczone w wodzie i umożliwić wykorzystanie do tych celów twardej wody.
Wszystkie wymienione wcześniej cechy spełnia produkt – Zerust Axxavis HST-10. Jest to specjalny proszek dodawany do wody wykorzystywanej do przeprowadzania testów hydrostatycznych zbiorników sprężonego powietrza. Zapobiega on powstawaniu korozji poprzez zmniejszenie twardości wody i neutralizację jonów substancji zanieczyszczających – występujących w wodzie wodociągowej chlorków, które powodują powstawanie rdzy i tworzenie osadu na metalach.
Na tym etapie zapewne pojawiły się wątpliwości dotyczące tego, co i w jaki sposób wykorzystać, jakich preparatów użyć, jak testować skuteczność i przede wszystkim, jak kontrolować stan płynu antykorozyjnego w procesie? Odpowiedzi na powyższe pytania znajdują się w dalszej części wpisu.
Badania laboratoryjne pod kątem korozyjności
Metoda 1 – prosta
Specjaliści Zerust®/Excor® z laboratorium w USA starają się niekiedy wykorzystać 100% możliwości „najbardziej zaawansowanej” pod względem technologicznym aparatury do testowania rozwiązań, które otrzymują z działu R&D (w tym przypadku, dla celów naukowo-badawczych wyjątkowo wykorzystane zostało wiaderko :)).
Rys. 3 – Obiekt badawczy. Źródło własne.
Powyższe zdjęcie prezentuje przedmiot badań, który specjalnie na potrzeby wykonywanych testów został wcześniej właściwie przygotowany, poprzez dokładne oczyszczenie i wypiaskowanie. Następnie, wiaderko zostało zalane roztworem składającym się z wody wodociągowej z dodatkiem inhibitorów korozji. Zbiornik zapełniono do ściśle wyznaczonego poziomu, po czym opróżniono go z zawartości i pozostawiono do całkowitego wyschnięcia. Tak przygotowany obiekt badawczy, pozostawał w środowisku silnie korozyjnym przez okres 1 roku.
Obserwacje, jakie zanotowano po upływie zadanego okresu to:
- Brak korozji w obszarach bezpośredniego kontaktu z inhibitorem korozji,
- Korozja w obszarach, które nie miały kontaktu z inhibitorem,
- Biały osad na powierzchni, powstały z uwagi na krystaliczną strukturę preparatu.
Metoda 2 – skomplikowana
Oczywiście sprzęty wykorzystywane powszechnie w gospodarstwie domowym nie stanowią jedynego i podstawowego wyposażenia nowoczesnego i profesjonalnego laboratorium międzynarodowej firmy. W zależności od potrzeb analizy wykonywane są w taki sposób, aby w możliwie najlepszy i najbardziej rzetelny sposób przedstawiały warunki, z jakimi testowane środki muszą się zmierzyć.
Do drugiego testu wykorzystano aparaturę nazywaną przez specjalistów „komorą klimatyczną”. Jest to urządzenie pozwalające na wytworzenie dowolnych warunków środowiskowych, przy pomocy takich parametrów, jak temperatura, wilgotność oraz czas. Najczęściej aparatura ta służy do symulacji trudnych wymagań środowiskowych panujących podczas transportu morskiego.
W tym przypadku zmiany temperatury i wilgotności w czasie dla komory klimatycznej kształtowały się następująco:
Rys. 4 – Parametry komory klimatycznej. Źródło własne.
Do przeprowadzenia badania wykorzystano specjalne panele, wykonane ze stali węglowej AISI 1010. Obiekty umieszczono w dwóch zbiornikach, pierwszy z nich został wypełniony wodą wodociągową (badanie kontrolne), natomiast drugi zalano wodą z roztworem inhibitorów korozji. Pojemniki zostały dokładnie zakręcone i umieszczone w komorze klimatycznej. Następnie po okresie 3, 6 i 7 miesięcy poddano je kontroli wizualnej.
Rys. 5 – Wyniki badania po 3 miesiącach w komorze klimatycznej.
Rys. 6 – Wyniki badania po 6 miesiącach w komorze klimatycznej.
Rys. 7 – Wyniki badania po 7 miesiącach w komorze klimatycznej.
Rys. 8 – badania porównawcze dwóch różnych produktów.
Kontrola jakości parametrów płynu
Ze względów logistycznych, jak i technologicznych w niektórych gałęziach przemysłu woda technologiczna w procesie hydrostatycznego badania może być wykorzystana jedynie raz. Istnieją jednak zastosowania, gdzie może być używana do tego celu wielokrotnie. Tak jak w innych tego typu procesach przemysłowych, należy okresowo kontrolować stan jakościowy roztworu.
W jaki sposób testować parametry kąpieli i jakich narzędzi do tego używać opisałem w moim poprzednim artykule zatytułowanym „6 powodów korozji w Twojej firmie”, do którego lektury serdecznie zapraszam. Na wszelkie pytania z przyjemnością odpowiem poprzez LinkedIn lub e-mail: maciej.bloch@excor.pl