1. Monitorowanie procesów korozyjnych -wstęp.
Technika rezystometryczna, która od kilkudziesięciu lat stosowana jest do monitorowania procesów korozyjnych w różnego typu instalacjach przemysłowych nabiera ostatnio coraz większego znaczenia w dziedzinie ochrony katodowej [4-5]. Jest ona coraz częściej wykorzystywana do ilościowej oceny jej skuteczności uzupełniając w ten sposób tradycyjne techniki pomiaru potencjału. Technika rezystometryczna jako jedna z nielicznych umożliwia dokładne i precyzyjne wyznaczanie bardzo niskich szybkości korozji, z jakimi korodują zabezpieczane elektrochemicznie konstrukcje metalowe.
Czujniki rezystancyjne, w przeciwieństwie do pomiarów potencjału, pozwalają w sposób jednoznaczny stwierdzić, czy konstrukcja stalowa chroniona katodowo jest zabezpieczona prawidłowo i koroduje z dopuszczalna szybkością – poniżej 0,01 mm/rok. Wartość ta stanowi aktualnie według normy PN-EN 12954:2004 [6] podstawowe kryterium ochrony przed korozja. Korzystanie z tego kryterium zapewnia w dogodny sposób właśnie korozymetria rezystancyjna, która umożliwia zdalne wyznaczanie ubytków korozyjnych bez koniecznosci fizycznego dostepu do czujników. Technika ta doskonale nadaje się do wykorzystania w systemach monitorowania korozji wspomaganych komputerowo i wiele takich systemów funkcjonuje już w instalacjach przemysłowych, np. [7]
SPZP CORRPOL stosuje z powodzeniem technikę rezystometryczną w kraju do monitorowania skuteczności ochrony katodowej konstrukcji stalowych w ziemi i w wodzie już od 1995 r., korzystając początkowo z czujników produkcji zagranicznej, a od 2000 r. rozpoczynając produkcje własnych czujników rezystancyjnych [ż-9]. Do realizacji pomiarów terenowych stosowane sa dotychczas przenośne korozymetry rezystancyjne.
Wdrażany obecnie i udostępniany przez Internet system „CORRPOL-ER” stanowi kolejny etap rozwoju techniki rezystometrycznej. Ma on na celu ułatwienie i usprawnienie korzystania z niej szerszej rzeszy użytkowników eliminując wszelkie niedogodności związane z kłopotliwym przeliczaniem i interpretacją wyników pomiarów rezystancyjnych. Ręczne przetwarzanie tego typu wyników jest na ogół uciążliwe dla służb serwisowych ochrony katodowej, bowiem wymaga dokonywania obliczeń ubytków korozyjnych na podstawie dostarczanych przez producentów korozymetrów wzorów, tablic, wykresów lub nomogramów. Jedynie niektóre mierniki cyfrowe nowej generacji wyposażone w mikroprocesory dokonują automatycznie przeliczeń przyrostów rezystancji na liniowe ubytki korozyjne lub szybkości korozji. Przeliczenia takie sa jednak możliwe tylko dla czujników firmowych, których charakterystyki pomiarowe zostały uprzednio zapisane
w pamięci korozymetrów. Dla czujników nietypowych lub wytwarzanych przez innych
producentów, a takimi są czujniki produkowane w SPZP CORRPOL, funkcje automatycznego przeliczania nie są dostępne. Pewnym utrudnieniem w upowszechnianiu techniki rezystometrycznej jest także fakt, że w kraju nie są obecnie produkowane żadne korozymetry rezystancyjne, a będące w użytkowaniu korozymetry zagraniczne lub polskie z przed 2000 r. nie są przystosowane do pełnej obsługi czujników nowoopracowanych.
Wychodząc naprzeciw potrzebom użytkowników, przy łatwym dziś dostępie do Internetu, postanowiono opracować w SPZP CORRPOL system komputerowy w postaci bazy danych wraz z kalkulatorem ubytków korozyjnych, który będzie pomocny w obsłudze pomiarów rezystancyjnych niezależnie od posiadanego typu korozymetru i czujników. Za przyjęciem takiego rozwiązania, zamiast opracowania specjalizowanego, ale za to kosztownego miernika z archiwizacja i przetwarzaniem danych, przemawiają jego niezaprzeczalne zalety: powszechna dostępność, uniwersalność, wielofunkcyjność i otwartość tworzonego systemu, który po niewielkich modyfikacjach może obsługiwać dowolne typy czujników i korozymetrów, w tym również te produkowane w przyszłości.
2. Opis Systemu „CORRPOL-ER”
System „CORRPOL-ER” [10] jest w swojej pierwszej wersji autoryzowanym programem internetowym do obsługi rezystancyjnych czujników korozymetrycznych produkowanych przez Specjalistyczne Przedsiębiorstwo Zabezpieczeń Przeciwkorozyjnych CORRPOL Sp. z o.o. i przeznaczonych do analizy zagrożeń w różnych środowiskach korozyjnych oraz oceny skuteczności działania systemów ochrony katodowej metalowych konstrukcji podziemnych, podwodnych, jak również żelbetowych. Możliwe jest rozszerzenie systemu o obsługę czujników innych producentów, jeśli znane są ich charakterystyki pomiarowe.
Po wejściu do systemu „CORRPOL-ER” użytkownik musi się zarejestrować (zalogować), co zapewnia indywidualny dostęp poszczególnych użytkowników wyłącznie do swoich danych pomiarowych. Po pomyślnym logowaniu użytkownik może wybrać dowolne z własnych czujników oraz:
• wyświetlić na ekranie historie pomiarów oraz obliczonych parametrów dla dowolnego
czujnika w formie tabelarycznej,
• wyświetlać na ekranie dane w formie graficznej (po odpowiedniej obróbce danych,
które je uwiarygodniają statystycznie),
• wprowadzić do bazy danych kolejny pomiar,
• wydrukować raporty odzwierciedlające w określonym dniu stan zapisów w systemie
dla dowolnego czujnika rezystancyjnego (w formie tabelarycznej i graficznej).
2.1. Logowanie
Zapewnia dostęp do serwisu tylko uprawnionym użytkownikom. Należy wprowadzić
login, a następnie hasło, które dostarczane sa użytkownikowi po udostępnieniu serwisu.
Celem umożliwienia przetestowania programu wprowadzono wersje demo (login:
guest, hasło: demo). Pozwala ona na wykonanie wszystkich czynności związanych z obsługa
czujników, łącznie z zapisem nowych danych (lokalizacja: demonstracja). Po wyjściu
z programu poprzez opcje „Koniec” – wprowadzone dane sa kasowane.
2.2. Identyfikacja czujnika
Czujniki oznaczane sa kolejnym numerem w postaci – XXX/XX (w układzie pięciu
cyfr – trzy pierwsze oznaczają kolejny numer, dwie ostatnie – rok produkcji), np. 030/05.
Dane identyfikacyjne czujników gromadzone są w bazie komputerowej. Są to:
− numer czujnika, np. 030/05
− typ czujnika, np. ER-1/1,0-FR
− data produkcji, np. 12.05.2003
a ponadto:
− użytkownik czujnika, np. ROP Gdańsk
− lokalizacja czujnika, np. punkt 34
− data instalacji czujnika, np. 3.02.2004
Razem z danymi identyfikacyjnymi czujnika zapamiętane są charakterystyczne dla każdego czujnika parametry produkcyjne, które umożliwiają prawidłowe przeliczanie wyników pomiarów na ubytki korozyjne i szybkość korozji. Lokalizacje czujnika i datę jego instalacji podaje użytkownik podczas pierwszego wprowadzania danych. Informacja o rodzaju czujnika jest ukryta w oznaczeniu jego typu (łańcuch literowo-cyfrowy). Przyjęto następujący klucz:
FR – pierścieniowy płaski (Flush Ring)
FS – taśmowy płaski (Flush Strip)
WL – pętlowy drutowy (Wire Loop)
TL – pętlowy rurkowy (Tube Loop)
TS – taśmowy rurkowy (Tube Strip)
EO – z elektroda odniesienia.
2.3. Wprowadzanie danych
2.3.1. Pierwszy pomiar
Jeżeli użytkownik loguje się po raz pierwszy i zamierza wprowadzać dane dla nowego czujnika, powinien podać datę jego instalacji, wynik pierwszego pomiaru oraz lokalizacje czujnika. Do tego czasu w bazie w miejscu lokalizacji figuruje tymczasowo numer produkcyjny czujnika. Pierwszy pomiar należy wykonać szczególnie starannie, ponieważ będzie stanowił poziom odniesienia dla kolejnych odczytów i będzie podstawą obliczania ubytków korozyjnych. Dane z pierwszego pomiaru – po przesłaniu ich do producenta czujnika (operacja automatyczna) – wprowadzane są następnie do systemu. Dane te porównywane są z danymi produkcyjnymi czujnika i w razie potrzeby odpowiednio korygowane, a następnie zapisane w bazie danych. Od tego momentu kolejne wyniki pomiarów oraz ich analizę wykonuje sam użytkownik czujnika.
2.3.2. Postać danych
Wyników pomiarów rezystancyjnych (w zależności od posiadanego miernika) mogą
być wprowadzane do bazy w następujący sposób:
a) jako stosunek rezystancji S, np. w przypadku korozymetru IN-8500 prod. Cortest
Instruments Ltd., lub Metal Samples Inc. (USA).
b) jako przyrost rezystancji P w promilach w przypadku większości dostępnych
korozymetrów, np. PMK-D1 prod. ZTCS MIKRON w Warszawie oraz wyżej podanych
mierników amerykańskich.
c) jako bezwzględne wartości rezystancji R0 i RK, np. w przypadku korozymetru MultiCorr
MKII prod. CorrOcean (Norwegia).
Użytkownik wybiera jedna z wyżej podanych opcji i wprowadza wyniki pomiarów (poprzez
zaznaczenie na ekranie sposobu podawania danych z miernika)
2.3.3. Wprowadzanie wyniku pomiaru
Po wybraniu daty pomiaru należy zaznaczyć rodzaj wprowadzanych danych, a następnie w odpowiednie miejsca w rubryce wpisać wynik pomiaru. Przed naciśnięciem przycisku „WPROWADZ DANE DO BAZY” należy uważnie sprawdzić, czy wpisane dane nie zawierają błędu, ponieważ następująca operacja powoduje trwały zapis wprowadzanych danych na dysku serwera. Usuniecie błędnego zapisu lub jego korekta możliwa jest wyłącznie za pośrednictwem operatora.
W przypadku wadliwego wprowadzenia danych ewidentnie złych (błędna data, odczyty z poza przewidzianego zakresu) pojawia się odpowiedni komunikat i należy wpisać wszystkie dane ponownie. Rezygnacje z wprowadzania danych i powrót do prezentacji dotychczasowych
wyników zapamiętanych w pliku dyskowym umożliwia przycisk powrotu.
2.4. Obliczanie ubytków korozyjnych
Obliczanie ubytków korozyjnych i szybkości korozji odbywa sie natychmiast
po wprowadzeniu wyników ostatniego pomiaru. Wyjątkiem jest pomiar pierwszy, który służy
do rejestracji czujnika w bazie danych.
2.5. Prezentacja wyników obliczeń
Wyniki wyświetlane są na ekranie w postaci tabelarycznej oraz graficznej (wykresy).
Przykładowe wyniki dla danych demonstracyjnych pokazano poniżej (tabl. 1 i rys. 1).
Tabela 1. Forma tabelaryczna prezentacji wyników obliczeń
W tabeli umieszczone sa zapisane w bazie danych ubytki korozyjne czujnika w momencie wykonywania poszczególnych pomiarów oraz obliczona z różnicy czasu pomiędzy kolejnymi pomiarami szybkość korozji czujnika. Data podawana jest w postaci zapamiętaj w bazie danych – jeśli znany jest jedynie miesiąc, przyjmowany do obliczeń jest 15-ty dzień tego miesiąca. Wyniki prezentowane w tabeli nie są w żaden sposób obrabiane matematycznie. Jeśli występują anomalia (głównie w początkowej fazie użytkowania czujnika), to mogą odzwierciedlać się zerowymi lub ujemnymi ubytkami masy. Wyliczana szybkość korozji jest w takich sytuacjach korygowana i prezentowane są jedynie wartości nieujemne. W tabelce zamieszczona jest również informacja o stopniu zużycia czujnika. Jeśli przekroczony jest dla danego czujnika stopień zużycia uznany za dopuszczalny, to pojawia się odpowiedni napis alarmujący o wystąpieniu takiej sytuacji.
Wykres generowany jest dla co najmniej dwóch pomiarów umożliwiających wyliczenie szybkości korozji, tj. począwszy od 3 odczytu ubytku korozyjnego na czujniku (co najmniej dwa wiersze w tabeli). Ponieważ wykres tworzony jest z danych na bieżąco w pamięci serwera, jego wygenerowanie i przesłanie do użytkownika może zająć nieco czasu, który w głównej mierze uzależniony jest od szybkości łącza internetowego. Na wykresie przedstawione są w formie słupków wyliczone ubytki korozyjne metalu, zaś w postaci linii – szybkość korozji. Os czasu nie jest równomierna, a podane daty odpowiadają kolejno wykonanym pomiarom. Dokładność prezentacji czasu ograniczona została do 1 miesiąca. Wyniki uzyskane w jednym miesiącu są uśredniane.
Zaprezentowane wyniki są rezultatem uśredniania danych zawartych w tabeli za pomocą odpowiedniego algorytmu. W wyniku tej obróbki usuwane są anomalia będące skutkiem błędów wynikających z czułości metody i dokładności pomiarów (głównie w początkowym okresie użytkowania czujnika).
2.6. Wydruk raportu
Wszystkie informacje o danym czujniku korozymetrycznym, wykonane pomiary
oraz graficzna postać wyników składane są na stronę przeznaczoną do wydruku raportu przez
użytkownika systemu. Po dokonaniu akceptacji w okienku drukarki następuje wydruk
raportu.
2.7. Nawigacja w systemie „CORRPOL-ER”
W systemie wykorzystywane są przez użytkownika następujące strony WWW:
1. Strona logowania
2. Strona wyboru czujnika
3. Główna strona czujnika
3.1. Prezentacja tabelaryczna (strona podstawowa)
3.2. Prezentacja graficzna
3.3. Wczytywanie danych pomiarowych
3.4. Drukowanie raportu
3.5. Wyjście z systemu
4. Instrukcja (pomoc)
Strony powiązane są w sposób pokazany na rys. 2.
Home