MXPA04012763A - Aparato para la proteccion de corrosion/erosion por fluido basado en principios electricos y metodos asociados. - Google Patents

Abstract

El interior de un recipiente que contiene fluido se protege contra corrosion quimica y/o erosion mecanica indeseable causada por el fluido debido a, por ejemplo, cambios en la quimica del fluido a traves de un miembro de sacrificio electricamente conductor, quimicamente corrosible que tiene una seccion interna dispuesta dentro del tanque y una porcion exterior expuesta conectada a un circuito electrico de deteccion de corrosion/erosion para crear y mantener un flujo de corriente electrica a traves del miembro de sacrificio. Cuando la seccion interna del miembro de sacrificio esta sujeta a una combinacion predeterminada de tiempo de exposicion al fluido y capacidad corrosiva quimica del fluido dentro del recipiente, se forma un espacio de corrosion quimica dentro de la seccion interna del miembro de sacrificio. La creacion de este espacio suspende o al menos reduce sustancialmente el flujo de corriente electrica a traves del miembro de sacrificio y en respuesta ocasiona que el circuito de deteccion emita una senal de deteccion de corrosion/erosion que indica la necesidad de una accion correctiva.

Description

APARATO PARA LA PROTECCIÓN DE CORROSIÓN/EROSIÓN POR FLUIDO BASADO EN PRINCIPIOS ELÉCTRICOS Y MÉTODOS ASOCIADOS ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona en general con la protección de recipientes que contienen fluidos contra la corrosión química y/o la erosión mecánica debida al fluido almacenado en ellos y, en una modalidad ilustrada de la misma, más particularmente proporciona un aparato de protección y monitoreo de la corrosión química/erosión mecánica con base en la presión especialmente diseñado y los métodos asociados con tales recipientes. Los recipientes que contienen fluidos, tales como tanques o similares, a menudo son susceptibles a corrosión química interna y/o daño por erosión mecánica, y a la correspondiente falla prematura cuando el nivel de corrosión química del fluido que contienen se incrementa. Por ejemplo, se sabe que la química del agua ataca a los materiales de los hervidores, calentadores de agua y tanques enfriadores, con el resultado de que los tanques, y los materiales del sistema de fluido asociados pueden deteriorarse prematuramente. Se han realizado previamente varias propuestas para monitorear la corrosión de un miembro de sacrificio dispuesto en el fluido contenido dentro de un recipiente y automáticamente generar una señal de salida de detección de corrosión protectora. La generación de esta señal de detección de corrosión permite que se realice el mantenimiento adecuado antes del daño por corrosión al recipiente. Una desventaja principal de muchos de estos sistemas de detección de la corrosión previamente propuestos ha sido su complejidad estructural y/o de fabricación que incrementa de manera indeseable sus costos totales. Así, existe la necesidad de una técnica más simple y menos costosa de monitorear un recipiente y protegerlo de la corrosión química del fluido que contiene. Es a esta necesidad que la presente invención está dirigida. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Para llevar a cabo los principios de la presente invención, de acuerdo con una modalidad ilustrada representativamente de la misma, se proporciona un recipiente adaptado para contener una cantidad de fluido con aparatos de protección para la corrosión/erosión especialmente diseñados y métodos asociados que detectan un nivel de capacidad corrosiva química predeterminado en el fluido (creada, por ejemplo por un cambio en su química durante la operación de un sistema en el que el recipiente está incorporado) y generan como respuesta una señal de detección de corrosión/erosión . En una modalidad representativa de los mismos, el aparato de protección contra la corrosión/erosión comprende al menos una estructura de sacrificio eléctricamente conductora que tiene una sección que puede comunicarse con el interior del recipiente y que tiene porciones primera y segunda, la sección está construida ' y configurada para corroerse por el fluido del recipiente, a una magnitud que crea un espacio eléctricamente no conductor entre las porciones primera y segunda, en respuesta a la exposición de la sección de estructura de sacrificio a una combinación predeterminada de tiempo de exposición al fluido y capacidad corrosiva química del fluido. El aparato de protección contra la corrosión/erosión también incluye un circuito eléctrico de detección de la corrosión/erosión operativo para conducir corriente eléctrica a través de la sección sumergida de la estructura de sacrificio entre las porciones primera y segunda de la misma y, en respuesta a la creación del espacio no conductor y una suspensión resultante u otra reducción predeterminada de flujo de corriente eléctrica a través de la sección, que es operativa para generar una señal de detección de la corrosión/erosión que indica la necesidad de tomar una acción correctiva adecuada. De manera ilustrativa, la estructura de sacrificio es una tira alargada de material conductor eléctrico, que se puede corroer eléctricamente que tiene en general una configuración en forma de "U" con una porción de extremo cerrada de la que se extienden un par de piernas paralelas alargadas. Las piernas están ahogadas en un material dieléctrico que llena el interior de un miembro de conexión en general tubular roscado en una abertura del recipiente. El extremo cerrado del miembro de sacrificio está inmerso en. el fluido, y las porciones de extremo exteriores de las piernas están ubicadas externas al recipiente y ' conectadas operativamente al circuito de detección de la corrosión. Una parte de la porción de extremo cerrada del miembro de sacrificio puede angostarse en su sección- transversal para facilitar el espacio de corrosión en ella. Cuando se forma el espacio de corrosión en la sección sumergida del miembro de sacrificio, se evita que continúe el flujo de corriente eléctrica a través del miembro de sacrificio o al menos se reduce sustancialmente . En respuesta a esta suspensión del espacio creado o reducción del flujo de corriente eléctrica a través del miembro de sacrificio, el circuito de detección de la corrosión emite automáticamente la señal de detección de corrosión/erosión antes mencionada. El sistema de protección de la corrosión de la presente invención, es de una construcción simple, no costosa y confiable en el que el miembro de sacrificio proporciona funciones dobles de detectar directamente un nivel de capacidad de corrosión química inaceptable dentro del recipiente y, por medio de la suspensión del flujo de corriente eléctrica a través del mismo creada por la corrosión, disparar directamente la señal de respuesta de detección de corrosión. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Fig. 1 es una vista en sección transversal esquemática a través de una porción de un recipiente que contiene un fluido que tiene asociado al mismo el aparato de protección para la corrosión/erosión basado en principios eléctricos diseñado especialmente que incorpora los principios de la presente invención; La Fig. 2 es una vista en sección transversal a través de una porción de inserción del recipiente del aparato de protección contra la corrosión/erosión tomada a lo largo de la línea 2-2 de la Fig. 1 ; La Fig. 3 es una vista de extremo inferior de un miembro de inserto de sacrificio tomada a lo largo de la línea 3-3 de la Fig. 1, En donde el miembro de inserto de sacrificio está en una condición inicial sin corroerse; y La Fig. 3A es una vista similar a la de la Fig. 3, pero con el miembro de inserto de sacrificio en una condición de corrosión de circuito abierto. DESCRIPCIÓN DETALLADA Descrito esquemáticamente en la Fig. 1 hay un recipiente ilustrativo adaptado para retener un fluido 12, que puede ser presurizado o sin presurizar, y que tiene una pared exterior 14 química corrosible. El fluido 12 puede ser un líquido tal como agua, o gas, y el recipiente 10 puede representativamente, pero no a manera de limitación, ser un tanque de metal del tipo utilizado en calentadores de agua, hervidores, enfriadores o similares. Asociado operativamente con el recipiente 10, e incorporando los principios de la presente invención, esta el aparato protector 16 diseñado especialmente para proteger al recipiente 10 contra corrosión química y/o erosión mecánica de la superficie interior de su pared exterior 14 por el fluido 12 dentro del recipiente 10 en el caso de que la capacidad corrosiva química de fluido 12 se vuelva indeseablemente alta. El aparato protector 16 incluye un miembro de conexión 18 en general de metal tubular roscado de manera sellada en una abertura 20 en la pared exterior 14 del recipiente y que tiene una porción de brida exterior 22. Anclado de manera sellada en el interior de miembro de conexión 18 hay un material dieléctrico 24. Un miembro de sacrificio en general en forma de "U" 26, formado de un material químicamente corrosible tal como cobre u otro metal, tiene porciones de pierna opuestas 28, 30 que se extienden de manera sellada a través de y proyectándose hacía arriba más allá del material dieléctrico 24 (ver Fig. 2), y una sección de extremo 32 inferior cerrada (ver Figs . 1 y 3) separado hacia abajo del miembro de conexión 18 y dispuesto dentro del interior del recipiente 10. De manera alternativa, la sección de extremo 32 inferior cerrada puede ser comunicada con el interior del recipiente 10, por ejemplo, colocando la sección 32 en un conducto exterior al recipiente 10 que se comunica con su interior. De manera representativa, el miembro de sacrificio 26 tiene una configuración similar a una tira con una sección transversal rectangular alargada a lo largo de su longitud. Si se desea el miembro de sacrificio 26 podría proporcionarse en una variedad de otras formas y secciones transversales sin apartarse de los principios de la presente invención. De manera ilustrativa como se muestra en la Pig. 3, la sección de extremo inferior 32 del miembro de sacrificio 26 tiene una porción más angosta 34 formada en ella. Sin embargo dependiendo del diseño total del aparato protector 16 esta porción más angosta puede omitirse del miembro de sacrificio si se desea. El aparato protector 16 también incluye un circuito eléctrico 36 de monitoreo de la corrosión/erosión (ver Fig. 3) eléctricamente acoplado a los extremos superiores de las piernas del miembro de sacrificio 28, 30 por medio de cables eléctricos 38, 40 y estructuras de conexión 42, 44 asociadas. El circuito de monitoreo 36 opera para crear y mantener un flujo de corriente eléctrica a través del miembro de sacrificio 26 entre sus piernas opuestas 28, 30 a través de la sección de extremo inferior cerrado 32 del miembro de sacrificio 25. El miembro de sacrificio 26 está construido y configurado (en relación con su material y área de sección transversal de su porción más angosta 34) en una manera tal que la porción más angosta 34 se corroerá, para crear de esta manera un espacio eléctricamente no conductor 46 entre porciones enfrentadas de la sección de extremo inferior 32 como se muestra en la Fig. 3A, en respuesta a una combinación predeterminada para el miembro de sacrificio 26 de tiempo de exposición al fluido y capacidad corrosiva química del fluido correlacionadas con una cantidad predeterminada de corrosión química y/o erosión mecánica por el fluido 12 del interior del recipiente 10. El espacio creado por corrosión química 46 en el miembro de sacrifico 26 evita o al menos reduce sustancialmente el flujo de corriente eléctrica continúo a través de él entre porciones enfrentadas de la sección de extremo inferior 32 terminando o reduciendo correspondientemente de esta manera el flujo de corriente eléctrica a través del miembro de sacrificio 26 creado previamente y mantenido por el circuito de monitoreo eléctrico 36. El circuito 36 opera para detectar esta reducción predeterminada de flujo de corriente eléctrica a través del miembro de sacrificio 26 y en respuesta emitir una señal 48 de detección de corrosión/erosión (ver Fig. 1) dando una indicación de que se necesita tomar una acción correctiva debida a un problema de corrosión química y/o erosión mecánica dentro del recipiente 10. Como se puede ver fácilmente, el sistema de protección contra la corrosión/erosión 16 es de una construcción simple, no costosa y confiable en el que el miembro de sacrificio 26 proporciona la doble función de detectar directamente un nivel de capacidad corrosiva química inaceptable dentro del recipiente 10 y, a través de la suspensión o reducción del flujo de corriente eléctrica a través de él creada por la corrosión, disparar directamente la señal de respuesta de detección de corrosión 48. Aún cuando el sistema de protección contra la corrosión/erosión 16 ha sido descrito representativamente utilizando un miembro de sacrificio simple 26 se apreciará fácilmente para aquellos ordinariamente preparados en esta técnica particular uno o más miembros de sacrificio 26 adicionales (no mostrados) pueden acoplarse de manera operativa al circuito 36 para proporcionar el sistema 16 con detección de corrosión/erosión repetida si se desea. La descripción detallada anterior debe entenderse claramente como dada a manera de ilustración y ejemplo únicamente el espíritu y alcance de la presente invención está limitado únicamente por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (13)

1. REIVINDICACIONES 1. Aparato para proteger un recipiente contra corrosión química y/o erosión mecánica del mismo por un fluido en él, el aparato comprende: una estructura de sacrificio eléctricamente conductora que tiene una sección que se puede comunicar con el interior del recipiente y que tiene porciones primera y segunda, la sección se construye y configura para ser químicamente corroída por el fluido del recipiente, hasta una magnitud que crea un espacio entre las porciones primera y segunda, en respuesta a la exposición de esa sección a una combinación predeterminada de tiempo de exposición al fluido y capacidad corrosiva química del fluido; y un circuito eléctrico de detección de corrosión/erosión que opera para hacer fluir corriente eléctrica a través de la sección de la estructura de sacrificio entre las porciones primera y segunda de la misma y, en respuesta a la creación del espacio y una reducción predeterminada resultante del flujo de corriente eléctrica a través de la sección, opera para enviar una señal de detección de corrosión/erosión.
2. 2. El aparaio de la reivindicación 1, en donde: la sección tiene una porción adelgazada de sección transversal que opera para facilitar la formación del espacio en ella.
3. 3. El aparato de la reivindicación 1 , en donde : la estructura de sacrificio tiene una configuración en forma de tira.
4. 4. El aparato de la reivindicación 1, en donde: la estructura de sacrificio esta formada de un material metálico.
5. 5. El aparato de la reivindicación 1, en donde: la estructura de sacrificio es un miembro de sacrificio en general en forma de "U" formado de un material eléctricamente conductor y químicamente corrosible y tiene una porción de extremo cerrada que define al menos parcialmente la sección que puede ubicarse en el interior del recipiente.
6. 6. El aparato de la reivindicación 5, en donde: el miembro de sacrificio tiene un par de piernas en general paralelas opuestas espaciadas con porciones de extremo exterior, y el aparato comprende además un miembro de conexión en general tubular hueco que puede roscarse en una abertura en el recipiente y que tiene un material dieléctrico dispuesto dentro del interior de miembro de conexión, las piernas están ahogadas en el material dieléctrico y las porciones de extremo externas de las piernas están expuestas para una conexión operativa al circuito eléctrico de detección de corrosión/erosió .
7. 7. Un aparato contenedor de fluido que comprende : un recipiente adaptado para contener fluido; y .. un aparato de protección contra corrosión/erosión para proteger al recipiente de corrosión química y/o erosión mecánica debida al fluido dentro del recipiente, el aparato de protección contra corrosión/erosión incluye: una estructura de sacrificio eléctricamente conductora que tiene una sección comunicada con el interior del recipiente y que tiene porciones primera y segunda, la sección está construida y configurada para ser químicamente corrosible por" el fluido en el recipiente, hasta una magnitud tal que se crea un espacio entre las porciones primera y segunda, en respuesta a la exposición de la sección a una combinación predeterminada de tiempo de exposición al fluido ? capacidad corrosiva química del fluido; y un circuito eléctrico de detección de la corrosión/erosión conectado al miembro de sacrificio y que opera para crear un flujo de corriente eléctrica a través de la sección de la estructura de sacrificio entre las porciones primera y segunda de la misma y, en respuesta a la creación del espacio y una resultante reducción predeterminada de flujo de corriente eléctrica a través de la sección, opera para emitir una señal de detección de corrosión/erosión.
8. 8. El aparato contenedor de fluido de la reivindicación 7, en donde: la sección tiene una porción de su sección transversal adelgazada que opera para facilitar la formación del espacio en ella.
9. 9. El aparato contenedor de fluido de la reivindicación .7 , . e_n donde : la estructura de sacrificio tiene una configuración en forma de tira.
10. 10. El aparato contenedor de fluido de la reivindicación 7, en donde: la estructura de sacrificio está formada de un material metálico.
11. 11. El aparato contenedor de fluido de la reivindicación 7, en donde: la estructura de sacrificio es un miembro de sacrificio en general en forma de "U" formado de un material eléctricamente conductor, químicamente corrosible y que tiene una porción de extremo cerrada que define al menos parcialmente la sección.
12. 12. El aparato contenedor de fluido de la reivindicación 11, en donde: el miembro de sacrificio tiene un par de piernas en general paralelas opuestas separadas con porciones de extremo exteriores, y el aparato comprende además un miembro de conexión en general tubular hueco recibido en una abertura en el recipiente y que tiene un material eléctrico dispuesto dentro del interior del miembro de conexión, las piernas están ahogadas en el material eléctrico, las porciones de extremo de las piernas exteriores están dispuestas de manera externa al recipiente y conectadas de manera operativa al circuito eléctrico de detección de corrosión, y la sección está dispuesta dentro del interior del recipiente.
13. 13. Un método para proteger a un recipiente contra corrosión química y/o erosión mecánica debida a un fluido dispuesto en él, el método comprende las etapas de: comunicar una sección de un miembro de sacrificio eléctricamente conductor con el interior del recipiente, la sección tiene porciones primera y segunda y está construida y configurada para ser químicamente corroída por el fluido en el recipiente, en una magnitud tal que crea un espacio entre las porciones primera y segunda, en respuesta a la exposición de la sección a una combinación predeterminada de tiempo de exposición al fluido y capacidad corrosiva química del fluido; hacer fluir corriente eléctrica entre las porciones primera y segunda de la sección del miembro de sacrificio; y generar una señal de detección de corrosión/erosión en respuesta a una reducción predeterminada en el flujo eléctrico entre las porciones primera y segunda ocasionada por la creación del espacio.