پایش و تشخیص عیب خوردگی در جداره داخلی لوله فلزی به روش غیرمخرب امپدانس الکترومکانیکی

خوردگی، نوعی تخریب غیرقابل‌برگشت فلز توسط واکنش شیمیایی یا الکتروشیمیایی با محیط اطراف آن است. از بین رفتن مواد ناشی از خوردگی در سازه‌های فلزی یک مشکل گسترده و فوری در صنایع مختلف ازجمله نفت و گاز، هوافضا، ساخت‌وساز، معدن و تولید است. لوله‌های مورداستفاده در صنایع نفت و گاز و همچنین لوله‌های آلومینیومی مورداستفاده به‌منظور انتقال حرارت در سیستم‌های سردکننده در معرض خوردگی قرار دارند. ازاین‌رو، بررسی و تشخیص خوردگی که آسیبی پیش‌رونده می‌باشد به‌صورت کیفی و کمی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این پژوهش از روش نوین اندازه‌گیری امپدانس الکترومکانیکی برای تشخیص خوردگی در داخل یک لوله آلومینیومی استفاده‌شده است. وجود عیب و یا تغییر در یکپارچگی سازه باعث تغییر در امپدانس مکانیکی سازه شده و با توجه به خواص کوپلینگ الکترومکانیکی پیزوالکتریک، این تغییر به‌صورت تغییر در امپدانس الکتریکی پیزوالکتریک نشان داده می‌شود. برای این تحقیق، مقطع خوردگی دایره‌ای با ایزولاسیون محیط اطراف در جدار داخلی لوله توسط محلولِ اسید خورنده در طی بازه زمانی 180 دقیقه تا سوراخ شدن لوله ایجاد شد. اندازه‌گیری طیف امپدانس در بازه ۱۰ تا ۲۰ کیلوهرتز به‌منظور پایش تغییرات طیف امپدانس در اثر پیشرفت خوردگی هر 20 دقیقه انجام گرفت که با مقایسه شکل امپدانس در هر مرحله باحالت سالم، در فرکانس‌های تشدید و دامنه در طیف امپدانس تغییراتی مشاهده و به‌صورت کمی توسط معیار آسیب استخراج گشت. نتایج تجربی حاصل از معیار آسیب اسکالر به‌خوبی و به‌صورت خطی با افزایش عمق خوردگی افزایش یافت که بیانگر کارایی این روش در تشخیص بلادرنگ آسیب ناشی از خوردگی در لوله می‌باشد.

Keywords:

پایش سلامتی سازه , خوردگی , امپدانس الکترومکانیکی , پیزوالکتریک , لوله