Предложены методики расчета допустимых размеров дефектов трубопроводов для сероводородсодержащих сред с помощью линейной механики разрушения и контроля параметров наводороживания стали [98]. Определение безопасных размеров расслоений металла позволит своевременно выявить и устранить предаварийное состояние, оценить и повысить надежность технологии эксплуатации оборудования.

Поток водорода, проникающий через металл в результате электрохимической сероводородной коррозии, можно регистрировать с помощью водородных зондов, устанавливаемых на действующем оборудовании [92]. Применяют три тина водородных зондов: манометрический, вакуумный и электрохимический[92, 98, 99]. Вакуумный и электрохимический зонды обладают более высокой чувствительностью к водороду и пригодны для определения водородопроницаемости стали при коррозии в средах даже без сероводорода.

Действие манометрического зонда основано на замере с помощью манометра давления водорода, скапливающегося внутри специально созданной полости зонда. Конструкция водородных манометрических зондов предусматривает их установку в стенку или на наружную поверхность оборудования. Основные трудности при установке встроенных датчиков в системах переработки нефти и газа связаны с созданием уплотнений и крепежных устройств на оборудовании, работающем под высоким давлением. Кроме того, скорость коррозии зонда не всегда строго соответствует скорости внутренней коррозии стенки аппарата.

Рис. 4.18. Накладной водородный манометрический зонд фирмы «Козаско»:

1 — комплектная спускная арматура; 2 —комплектный водородный карман; 3—трубопровод в комплекте со спускной арматурой 

Рис. 4.19. Схематическое изображение электрохимического водородного датчика, установленного на наружной поверхности трубы [98]:

1 — миллиамперметр; 2—трубопровод; 3 — электрохимическая ячейка; 4— электрод 

Фирма «Козаско» предлагает накладной манометрический зонд, устанавливаемый на внешней поверхности аппарата и улавливающий водород, проникающий непосредственно через рабочую стенку сосуда (рис. 4.18).

Вакуумный зонд основан на эффекте изменения сеточного тока вакуумной трубки при коррозии ее наружного металли­ческого корпуса, выполненного из углеродистой стали. Высокая чувствительность датчика определяется точностью измерения сеточного тока при воздействии водорода. Зонд может быть как накладным, так и встроенным. Вакуумные зонды приме­няют в основном для лабораторных исследований.

Большой чувствительностью обладает электрохимический зонд, работающий по принципу трансформации потока водо­рода в ток Фарадея. Электрический ток, необходимый для осуществления окислительной реакции, пропорционален ско­рости проникновения водорода в электрохимическую ячейку через стенку аппарата, В основном применяют два тина элек­трохимических зондов. В одном случае в качестве электролита применяют концентрированную серную кислоту, в другом — гидроксид натрия. Электрохимический зонд представляет собой электрохимическую ячейку, заполненную электролитом и уста­новленную на специально подготовленной наружной поверх­ности аппарата. На рис. 4.19 схематически изображена элек­трохимическая ячейка для определения скорости проникновения водорода по силе тока, возникающего между вспомогатель­ным электродом и поверхностью стали. Подобные зонды в по­следние годы нашли широкое применение за рубежом [99],

Применение водородных зондов позволяет провести относи­тельно быструю оценку опасности водородного разрушения ме­талла действующего оборудования и эффективности химико­технологических методов защиты от коррозии.