防止腐蚀的石油和天然气工业用3 d光学显微镜

在石油运输和炼油行业,腐蚀被认为降低材料和基础设施成本估计为每年80亿美元。亚博网站下载

有兴趣的工程师和科学家石油生产添加剂和材料,以及这些产品影响腐蚀的程度,要求准确、快速成像和量化结构损伤的技术。亚博网站下载

在这种背景下,准确计量和高质量图像允许工人清楚地记录和跟踪基础设施随着时间的变化,并使他们能够有效地描述添加剂和其他防治方法的影响。

三维光学显微镜从力量提供特殊large-field-of-view还以高分辨率图像,提供高度精确的垂直尺度信息损害腐蚀特征。这些计量和成像能力被认为是非凡的工具来跟踪腐蚀在试图限制或控制这种不可避免的材料和环境的破坏性影响的过程。

腐蚀是不可避免的,但可控的

在炼油行业,一个主要问题,通常是由腐蚀引起的是当地的管理失败压裂和点蚀表面。正在运送原油不会导致腐蚀管道交付他们(美国就有超过250万英里的管道)。相反,腐蚀是造成的不可避免的存在微量的沉积物和水,导致泄漏或故障。

重质原油可能会有更高的硫或酸的内容,这并不是一个主要问题在凉爽的环境运输管道;然而,硫和酸往往成为腐蚀性高温(200°C)精炼的环境。

发现和修复并不理想,一盎司的预防呢?

机械检验设备称为“聪明的猪”或超声波脉冲技术通常用于检查管道环境。这些设备帮助重腐蚀的检测领域,如图1所示。

图1所示。内部管道腐蚀。坑,10毫米深在某些情况下,可以开发。

而“找到并修复它”方法可以防锈,科学家们不断的挑战创造更好的添加剂,材料,和预防措施,以降低并最终控制腐蚀及其不利影响。亚博网站下载

如图2所示,有机涂料把大部分的预防性支出时防止腐蚀。

腐蚀控制成本
材料和服务	范围	平均成本
	(x十亿美元)	(x十亿美元)	(%)
防护涂料 有机 金属的	40.2 - -174.2 1.4	107.2 1.4	88.3 1.2
金属和合金	7.7	7.7	6.3
腐蚀抑制剂	1.1	1.1	0.9
聚合物	1.8	1.8	1.5
阳极和阴极保护	0.73 - -1.22	0.98	0.8
服务	1.2	1.2	1.0
研究与开发	0.020	0.02	< 0.1
教育和培训	0.01	0.01	< 0.1
总	54.16 - -188.65美元	121.41美元	100%

图2。腐蚀预防措施的成本

涂料的功效,坚持表面,应该测试在一个非常小规模的帮助下高度精确的测量仪器。尽管腐蚀发生在受控实验在一个极其微小的尺度,它可以用于估计功能性能随着时间的推移,巨大的基础设施。

扫描电子显微镜——准确但缓慢的和有限的

扫描电子显微镜(SEM)的许多技术用于测量涂料。SEM是一个非常精密,准确成像方法和用于测量和测试小,局部腐蚀坑的影响下的材料添加剂和涂料用于预防或减少腐蚀效果。

然而,尽管是一个健壮的成像和测量方法,SEM需要稍微阐述了样品制备过程。在准备,样品通常是分段和面向垂直维度可以确定横向维度,这一点是重要的,当随后试图检测和测量的程度和深度腐蚀斑。

此外,SEM常被看作是一个二维(2 d)测量方法提供的截面数据感兴趣的区域,或配置文件信息,但不是真正的三维(3 d)数据,这需要解释3 d点蚀和腐蚀缺陷的性质。

力量3 d光学显微镜提供准确、快速腐蚀计量

很难量化腐蚀。没有单一的测量,可以充分展示一个表面有腐蚀的程度。然而,3 d测量表面退化,包括麻点,提供了一种先进的方法来确定,视图和量化腐蚀以更全面的方式。

使用光的干涉光学分析确定形状和表面粗糙度。这种技术有潜力解决表面异常,从纳米级粗糙度高度到毫米级的一步,在尺度上典型的腐蚀。

图3。3 d显示图像的腐蚀优惠券代表坑环绕在绿色。

通过三维分析,数以百计的参数可以测量完整地描述表面腐蚀,包括腐蚀的方向性,比率的山峰山谷,材料的体积损失随着时间的推移,等等。

图4。腐蚀优惠券样本。

因此,力量已经开发出针对性的自动化和分析功能的一系列三维光学显微镜,可以减少成本和时间与产品开发相关的问题和腐蚀研究在石油和天然气领域。力量显微镜设计大大增加的速度科学家和工程师可以监视和证明的概念在他们的研究中对涂料和材料腐蚀预防成本的两大领域。亚博网站下载

的Vision64®软件从力量强大的高斯滤波器拼合图像特性,及其且分析确定腐蚀坑和定量措施他们的数量和大小。

腐蚀优惠券测量

腐蚀“优惠券”所使用的大多数管道运营商追踪腐蚀。这些优惠券往往代表样品的材料建造的管道,通常的形式戒指,地带,杆,磁盘,等,塑造成适合管接头之间,或到一个测试单元。

优惠券是放置在管道在战略网站然后间歇性地删除和测试腐蚀的迹象。腐蚀优惠券是一个负担得起的简单而有效的工具实现的腐蚀率的定量估计在一个操作系统。

这些腐蚀优惠券重前后接触建立减肥,和他们也检查裂缝和坑。有用的信息材料的寿命可以通过观察mils-per-year暴露优惠券的腐蚀速率。此外,腐蚀优惠券提供一个视觉指示腐蚀的性质可能发生在系统中被观察到。

评估腐蚀优惠券是一个基本的和广泛使用的腐蚀监测技术,因为他们被认为是创建一些最可靠的物理防腐的可能。腐蚀优惠券还提供数据腐蚀,腐蚀的程度,腐蚀的性质,平均物质损失,分布的局部腐蚀。

腐蚀优惠券可以检测结果趋势表示不可接受的或可接受的腐蚀保护,增强检查或保护的必要性流程或程序,或收益由变化治疗项目。

如图5所示,力量NPFLEX™3 d光学显微镜平台是一个3 d计量工具,它是负担得起的和适合监测腐蚀优惠券。

图5。力量的NPFLEX 3 d光学显微镜。其庞大的名义工作容积处理小或大样本优惠券和多试样托盘。

巨大的工作区域和XY阶段允许NPFLEX容纳大量的夹具,可以容纳许多腐蚀优惠券检查目的(参见图6)。这有助于测试多种涂料和材料同时在类似的条件下。亚博网站下载

图6 a。测量的小圆柱腐蚀NPFLEX优惠券。

图6 b。NPFLEX 3 d分析情节显示腐蚀坑。线性组合测量数据从一个小缸与NPFLEX优惠券被捕。

图6 c。金属腐蚀优惠券装在圆柱形夹具在NPFLEX旋转舞台上卡盘。

图6 d。多个小圆柱腐蚀优惠券multi-coupon夹具,准备测量。

图6 e。自动化的优惠券NPFLEX舞台上托盘。

现在更紧凑的光学显微镜成像内部直径或定位面临的挑战更大的样本从一个端点的视角。这个问题解决NPFLEX的3 d大龙门持有更大的部分——例如,定制multi-coupon夹具图6所示类似c和6 d,或腐蚀优惠券托盘如图6 e -建立多个优惠券与一个简单的设置。

加速测量微小圆柱优惠券,NPFLEX 3 d光学显微镜的帮助下可以配置一个小型压路机阶段选项,使越来越多的许多小圆柱形组件在一个d(参见图6)。各种multi-coupon持有者和辊阶段允许它获得的数据在一个测量运行数量的优惠券,尽量减少操作员的使用时间和提高测量效率。

这种仪器的一个主要好处是,它也可以在生产中利用行附近。open-gantry桥设计中经常发现不受振动水平行附近的工业环境中,和内置空气表提供了额外的稳定性可重复的结果在一个更紧凑的足迹。通过这个open-gantry桥梁设计,背面和前面NPFLEX仪器可以很容易地访问便于支持和服务。此外,超长工作距离目标可以从交通不便地区收集数据。

这些组合特性允许NPFLEX 3 d光学显微镜来执行可重复和多个测量在很多样品,即使在复杂的角度。度量维度数据表面很容易变成典型报道,提供一个度量类似的测量能力和客观。

腐蚀坑自动识别和分析的系统也是涂料和材料发展过程中极有价值的。亚博网站下载最近开发的材料研究实验室可以确定对当前亚博网站下载使用的材料。

多区分析,自动识别和计算分析

多个地区分析,或MRA是一个健壮的检验提供了力量的能力Vision64软件。的帮助下这个特殊的软件特性,几种不同的兴趣领域获得的图像可以自动检测并分析(参见图7)。

图7。多分辨分析结果显示计算腐蚀坑和代表性的大小和深度。

涂料和材料开发过程和腐蚀监测,这种亚博网站下载快速的、自动化的方法来检测和监测腐蚀的大小和深度是一个重要的,节省时间的功能。缓解和速度的组合通过它获得的信息可以随后用于解释实验结果代表了材料科学研究相当大的节约成本和改善涂料的制造。亚博网站下载亚博老虎机网登录自预防材料和涂料的开发支出最高的面积是防腐蚀过程,力量的3 d显微镜为这亚博网站下载个行业提供了可观的附加价值。

结论

在石油和天然气行业,腐蚀是一个具有挑战性的和昂贵的问题;然而,许多技术可用来处理这些挑战,目的是提高可靠性和降低成本。

力量NPFLEX 3 d光学显微镜,分析功能,自动数据采集,和巨大的样本区域,提供了一个完整的解决方案对于那些参与新型防腐蚀涂料和材料的发展。亚博网站下载3 d光学显微镜的力量可以带来相当大的检验和计量成本——以美元和时间——这防腐蚀过程中的关键步骤。

引用

• 拉森,基米-雷克南:“管理运输原油的管道腐蚀”NACE国际52卷(2013)29-35页。
• 科赫,G。Brongers, M。汤普森,N。马尼,Y。付款人,J.H.“腐蚀成本和预防策略在美国,“我们的运输部门,联邦管理号。(2002)。
• 汤普森,N。气体和液体输送管道,“www.corrosionda.com/corrosioncost.html(2006)。

这些信息已经采购,审核并改编自力量提供了纳米材料的表面。亚博网站下载

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