NederlandsNederlands - The Netherlands
Uw account

Your shopping cart is empty

Preventie en detectie van corrosie met geschikte zuurstofsensoren

Elscolab blogbericht - Preventie en detectie van corrosie met geschikte zuurstofsensoren

Snellere responstijd, minder drift, minder invloeden van buitenaf én minder onderhoud. Optische zuurstofsensoren voor de lage ppb range bieden het je allemaal.

Zuurstof: de voornaamste bron van corrosie

We kennen allemaal het roesten van ijzer. Het is de meest bekende vorm van corrosie en ontstaat door contact met water waarin zuurstof is opgelost. In energiecentrales komen nog andere vormen van corrosie voor. Verschillende daarvan worden beïnvloed door de aanwezigheid van zuurstof in het water, zelfs in zeer lage concentraties. Kopercorrosie komt voor bij zowel lage als hoge zuurstofconcentraties.

Daarom is het juist zo belangrijk om de opgeloste zuurstof (DO, Dissolved Oxygen) te detecteren en op te volgen op verschillende punten in het proces. Typische meetplaatsen zijn de condensor, het voedingswater, ketelwater en de waterbehandeling (MakeUp). De zuurstofconcentratie wordt meestal gemeten op deze punten in een aftakking van het proces waarbij het water wordt afgeleid (bleeding line).

Een aparte locatie waar permanente meting van het zuurstofgehalte uitzonderlijk belangrijk is, is de statorkoeling. Om kopercorrosie te vermijden, moeten ofwel zeer lage (<15ppb) of zeer hoge (>2ppm) zuurstofwaarden aangehouden worden. Waardes daartusssen kunnen voor enorme schade zorgen. In tegenstelling tot zuurstofmetingen op andere plaatsen moet op dit punt de meting werkelijk inline gebeuren, zonder ook maar enig contact met de omgeving.

Amperometrische of Polarografische sensoren

Decennialang werden elektrochemische zuurstofsensoren gebruikt voor het meten van de concentratie van opgeloste zuurstof in water. In de meeste gevallen komt het erop neer dat een elektrodesysteem van anode en kathode, in een elektrolietoplossing, een redoxreactie volgt. De elektrodes zijn gescheiden van de waterstroom door een membraan. De meting is dus onder meer afhankelijk van de diffusie van zuurstof door dit membraan.

Als je enige ervaring hebt met dit type van zuurstofsensoren weet je maar al te goed dat ze gevoelig kunnen zijn voor het debiet, en dat ze regelmatig onderhoud vragen. Vervangen van membraan en elektroliet is periodiek nodig. De reactie in de elektrochemische cel houdt in dat er chloride verbruikt wordt. Daardoor moet ook af en toe het hele anode/kathodesysteem gereinigd of vervangen worden. Het belangrijkste minpunt is misschien wel de lange polarisatietijd van meerdere uren vooraleer de sensor operationeel is. Zeker voor lage ppb-waarden van opgeloste zuurstof.

De opstelling van de zuurstofsensor: vaak een bron van ergernis 

Het samplesysteem zelf met leidingwerk en koppelingen is dikwijls oorzaak van alarmen ten gevolge van een hoge zuurstofconcentratie. Koppelingen die niet meer volledig vast zitten of diffusie van luchtzuurstof door dunne (flexibele) kunststofleidingen, kunnen leiden tot een verhoogde zuurstofmeting. Daarom is het belangrijk om de leidingen zo kort mogelijk te houden en zo weinig mogelijk koppelingen te gebruiken. Het materiaal is bij voorkeur roestvrij staal. Alle kunststofleidingen zijn in meer of mindere mate permeabel voor lucht of zuurstof. Als kunststof onvermijdelijk is, kies dan zeker voor dikwandige leidingen in PVDF, Nylon of polypropyleen (PP).

Zuurstof meten met de snelheid van het licht

Sinds enige tijd kennen zogenaamde optische sensoren voor het meten van opgeloste zuurstof een sterke opgang. Het meetprincipe is niet gebaseerd op een chemische reactie, maar op een fysisch principe. Het licht van een bepaalde golflengte slaat de “chromofoor” in de sensor aan en brengt deze zo in een hogere energietoestand. Het terugvallen naar de grondtoestand gebeurt door het uitzenden van licht van een langere golflengte en met gekende intensiteit en vertraging. In de aanwezigheid van zuurstof, zelfs in heel kleine hoeveelheden, verandert onder meer de vertraging. We spreken dan van een faseshift of faseverschuiving. Door het heel nauwkeurig meten van deze faseverschuiving, kan de zuurstofconcentratie berekend worden.

De voordelen van optische sensoren zijn duidelijk. De responstijd is veel sneller dan de klassieke elektrochemische sensoren, er is geen elektroliet of membraan dat vervangen moet worden en de sensor is ongevoelig voor stromingsfluctuaties (debiet). Het meest in het oog springende voordeel is dat een optische sensor geen polarisatietijd nodig heeft. Dit wil zeggen dat de sensor onmiddellijk klaar is voor gebruik.

Kort samengevat: een optische sensor vraagt beduidend minder onderhoud en is stabieler,  waardoor het kalibratie-interval drastisch verlengd kan worden en is daardoor ook veel betrouwbaarder. 

Gebruik digitalisatie in je voordeel

Optische zuurstofsensoren zijn als van nature digitaal. Het ruwe meetsignaal wordt in de kop van de sensor zelf gedigitaliseerd en verwerkt. Door gesofistikeerde algoritmen wordt bepaald wanneer onderhoud en kalibratie nodig zijn. Hierbij wordt rekening gehouden met de werkelijke werkingstijd, meetwaarden en temperatuur. Onderhoudsmanagers zullen dit zeker verwelkomen omdat het hen helpt in de “predictive maintenance”-strategie. Naast deze informatie biedt de digitale sensor uitgebreide diagnosemogelijkheden.

De evolutie in zuurstofsensoren helpt je een heel eind op weg bij het reduceren van onderhoud en verlagen van onderhoudsfrequentie. Tegelijkertijd verhoogt de inzetbaarheid en betrouwbaarheid van de zuurstofmeting. Operatoren kunnen zich meer focussen op het water/stoom proces zelf en beter reageren op werkelijke corrosieproblemen. Hierdoor wordt de algehele kost van de uitbating van de energiecentrale mee geoptimaliseerd.

 

Vragen? Meer informatie nodig?
Aarzel niet ons te contacteren.

10/06