NO853380L

NO853380L - Korrosjonsmetode og fremgangsmaate for maaling av korrosjonshastigheten.

Info

Publication number: NO853380L
Application number: NO853380A
Authority: NO
Inventors: Raymond J Jasinski
Original assignee: Cities Service Oil & Gas
Priority date: 1984-08-31
Filing date: 1985-08-28
Publication date: 1986-03-03
Also published as: EP0174768A2; CA1245720A; MX160458A; EP0174768A3

Description

Oppfinnelsen vedrører måling av korrosjonshastigheter. Nærmere bestemt tilveiebringer oppfinnelsen en korrosjonssonde og en fremgangsmåte for hurtig å måle korrosjonshastigheter for metaller e.l. i et korrosivt væskemiljø.

Når råolje fremstilles, inneholder den ofte korrosive kompo-nenter slik som saltoppløsninger (brines). Bruken av kulldioksyd som en "gassløfter" for å hjelpe til med fremstillingen av råolje, eller naturlig opptredende kulldioksyd, er en annen korrosiv komponent som ytterligere øker korrosiviteten hos råolje. Korrosjon utlegger produksjonsrør som kan medføre produksjonstap og kostbar overhaling av brønnen.

Ikke alle korrosive saltoppløsningsvæskemiljøer, slik som salt-oppløsning, råolje, gassblandinger medfører samme korrosjonshastighet på metaller. Visse korrosive væskemiljøer korrodierer metaller med en langt hurtigere hastighet enn andre. Det er ønskelig og kostnadsvirksomt å behandle med en korrosjonsblokkerer de korrosive væskemiljøer, slik som saltoppløsning/råolje/gassblandinger, som er vesentlig korroderende, mens man ikke behand-ler eller nøye overvåker behandlingen av de korroderende væskemiljøer som er ubetydelig korroderende. Dette er mulig kun hvis kombinasjonen av trykk, temperatur, gass og fluidumssammen-setninger som vil være korroderende, kan forutsies sammen med de metallegeringer og blokkeringssystemer som vil redusere korrosjon. Pålitelige forutsigelser og samtidige materialvalg er mulig kun hvis aksellererte, nøyaktige og utvetydige korrosjonshastighetsmålinger først kan foretas under kontrollerte miljømessige og kjemiske forhold, som er identiske eller tilnærmet er de som erfares i felten. Det er derfor foretrukket, om ikke nødvendig, at korrosjonshastighetsmålinger foretas direkte i korroderende væskemiljøer for å oppnå pålitelige forutsigelser sammen med de metallegeringer og blokkerere som vil hindre korrosjon eller holde denne på et minimum.

Elektrokjemiske polarisasjonsmålinger blir anvendt i utstrakt

bruk for å måle korrosjonshastigheter hos metaller i saltoppløs-ninger. Teknikken er hurtig og nøyaktig og derfor den foretrukne

fremgangsmåte for å overvåke korrosivitet. Imidlertid kan den elektriske motstanden i olje/saltoppløsningsblandinger være flere størrelsesorden større enn selve saltoppløsningen. Dette medfører i en IR-spenningskorrigering (strøm x inter-elektrodemotstand) som er mange ganger større enn den spenning som er involvert i korrosjonsprosessen (f.eks. 10 volt i forhold til 0,01 volt). Dette medfører betydelig spredning og feil i dataene, hvilket begrenser bruken av elektrokjemisk polarisa-sjonsmetoder for måling av korrosiviteten i olje/saltoppløsnings-blandinger.

U.S. patent nr. 3.331.021 vedrører en fremgangsmåte og anordning for måling av øyeblikkelige korrosjonshastigheter hos prøver som utsettes for korroderende elektrolyter. U.S. patent nr. 3,337,440 omhandler et nytt og forbedret apparat som kan anvendes til å undersøke korrosjonskarakteristika for metalliske sub-stanser og/eller virkningsgraden av korrosjonsblokkerere i vann-uoppløslig ikke-ledende miljøer. U.S. patent nr. 3,361,660 anviser en anordning for å måle det elektrokjemiske potensialet hos inneoverflaten av en tank som inneholder saltoppløsning. Anordningen omfatter et tubulært element som kan innføres gjennom en adgangsåpning, slik som en portventil som kan install-eres for et slikt formål eller en som er allerede tilgjengelig, for å danne elektrolytisk kontakt med saltoppløsningen i tanken. U.S. patent nr. 3,436,320 omhandler en fremgangsmåte og anordning for bestemmelse av redoksstrømmen og korrosjonsstrømmen i en redoksoppløsning. Elektrodene innbefatter en elektrode med et korroderbart metall som skal testes, og en referanseelektrode. Den samme likespenning tilføres en inert elektrode og referanseelektroden ved måling av strømmene.

U.S. patent nr. 3,406,101 vedrører korrelering av polarisasjonskarakteristika for metaller med korrosjonshastigheten for metallene, og utformingen av et kompakt og enkelt apparat innrettet til å tillate en lett og hurtig bestemmelse av hastig-heten med hvilke metallene korroderer i elektrolytiske oppløs-ninger ved hjelp av polarisasjonsmålinger. U.S. patent nr.

3,486,996 omhandler en korrosjonstestsondeenhet for bestemmelse av korrosjonshastigheten for metallisk konstruksjonsmateriale som utsettes for en korroderende elektrolyt ved hjelp av polari-sas j onsmålinger . U.S. patent 3,518,530 omhandler tilveiebringelse og bruk av polarisasjonskarakteristika for metaller, slik at når plassert i underjordiske formasjoner, enten direkte eller i sam-virke med andre elektriske egenskaper ved formasjonene, bestemmes formasjonens natur og/eller fluidumsinnholdet for disse formasjoner. U.S. patent nr. 3,607,673 omhandler et system for å korrigere IR-fallet mellom elektroder når korrosjonshastigheten for elektrodene måles ved å påtrykke en liten likespenning over elektrodene. U.S. patent 4,040,931 vedrører instrumenter og elektrokjemiske teknikker anvendt til måling og testing av korrosjonsprosesser.

Intet i den foregående kjente teknikk omhandler eller antyder

den spesielle korrosjonssonden, eller fremgangsmåtene ved den foreliggende oppfinnelse for måling av korrosjonshastigheter hos metaller i et korrosivt væskemiljø og som ikke innbefatter noen av de tidligere nevnte mangler.

Det er derfor et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en korrosjonssonde for hurtig og nøyaktig måling av korrosiviteten hos et korrosivt væskemiljø på metaller.

Det er et annet formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte for måling av korrosjonshastighetene hos metaller eller lignende, i et korrosivt væskemiljø som er hurtigere enn vanlige vekttapfremgangsmåter.

Det er et ennå ytterligere formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en korrosjonssonde som kan innføres direkte i et korrosivt væskemiljø for å oppnå in situ elektrokjemisk måling av korrosiviteten hos det korrosive væskemiljøet på metaller.

Flere andre formål vil være innlysende for fagfolk på basis av den etterfølgende beskrivelse av oppfinnelsen.

De foregående formål oppnås ifølge oppfinnelsens utførelse.

I grove trekk omfatter oppfinnelsen et korrosjonssondemiddel

som anvendes ved måling av korrosjonshastigheter for metaller e.l. i et korrosivt væskemiljø. Korrosjonssonden har minst et første elektrodeorgan, minst et andre elektrodeorgan, og minst et tredje elektrodeorgan. Et dielektrisk middel er plassert mellom nevnte første og andre elektrodeorgan og mellom nevnte andre og tredje elektrodeorgan. Det dielektriske middel har en struktur som definerer en ionisk ledende overflate. Oppfinnelsen omfatter en anordning for måling av korrosjonshastigheter for metaller e.l. i et korrosivt væskemiljø, omfattende kombinasjonen av minst et første elektrodeorgan som har minst et første nedragende lederorgan festet til dette. Minst et andre nedragende lederorgan er bundet til minst et andre elektrodeorgan, og minst et tredje nedragende lederorgan er forbundet med minst et tredje elektrodeorgan. Et dielektrisk middel er plassert mellom hvert av nevnte første og andre elektrodeorgan og mellom hvert av nevnte andre og tredje elektrodeorgan. Det dielektriske middel har en struktur som definerer en ionisk ledende overflate. Minst et potensiostatmiddel er elektrisk knyttet til den minst ene første, til den minst ene andre, og til den minst ene tredje nedragende lederorgan for å sende elektrisk strøm gjennom hver av nevnte første elektrodeorgan,

over den ionisk dielektriske overflaten mellom hvert av nevnte første elektrodeorgan og hvert av nevnte tredje elektrodeorgan,

og gjennom hvert av nevnte tredje elektrodeorgan tilbake til potensiostatmidlet.

I en annen utførelsesform av oppfinnelsen sender det minst ene potensiostatmidlet forskjeller i potensial gjennom hvert av nevnte første elektrodeorgan, over den ionisk dielektriske overflaten mellom hvert av nevnte første elektrodeorgan og det andre elektrodeorgan, og gjennom hvert av nevnte andre elektrodeorgan tilbake til potensiostatmidlet. Anordningen omfatter også minst et middel for å måle forskjellen i potensial mellom hvert av nevnte første elektrodeorgan og hvert av nevnte andre elektrodeorgan og/eller minst et middel for å måle strømstyrken som ledes gjennom det første elektrodeorganet og det tredje elektrodeorganet. Minst et middel er innbefattet for signalering til potensiostatmidlet om forskjellen i potensial og/eller strømstyrken som skal overføres av samme. Oppfinnelsen omfatter dessuten en fremgangsmåte for å måle korrosjonshastigheter for metaller e.l. i et korrosivt væskemiljø. Fremgangsmåten omfatter å

feste elektrisk korrosjonssondeorgan til et potensiostatmiddel. Den ohmske motstand mellom nevnte første og andre elektrodeorgan er kjent, og den elektromotoriske kraft mellom det andre elektrodeorganet og et område i et omgivende fluidum i generell mikroskopisk nærhet til dette er også kjent. Korrosjonssonde-organet innføres i det korrosive væskemiljøet og enten en forutbestemt kjent strømstyrke signaleres til potensiostatmidlet som overfører denne strømstyrke gjennom det første elektrodeorgan og det tredje elektrodeorgan, og gjennom det tredje elektrodeorganet tilbake til potensiostatmidlet, eller en forutbestemt kjent forskjell i potensial signaleres til potensiostatmidlet som sender denne forskjell i potensial gjennom det første elektrodeorganet over den ionisk dielektriske overflaten mellom det første elektrodorganet og det andre elektrodeorganet, og gjennom det andre elektrodeorganet tilbake til potensiostatmidlet. Hvis en forutbestemt kjent strømstyrke signaleres, blir samtidig med denne signalering den elektromotoriske kraft mellom det første og det andre elektrodemidlet målt. Hvis en forutbestemt kjent forskjell i potensial signaleres vil, samtidig med denne signalering, strømstyrken bli målt som er den som ledes gjennom det første elektrodeorganet, over den ionisk dielektriske overflaten mellom det første elektrodeorganet og det tredje elektrodeorganet, og gjennom det tredje elektrodeorganet tilbake til potensiostatmidlet. Fra den forutbestemte kjente strømstyrken, eller fra den målte strømstyrken, og den forutbestemte kjente ohmske motstand mellom nevnte første og andre elektrodeorgan, beregnes en elektromotorisk kraft mellom et område i det korrosive væskemiljøet i generell mikroskopisk nærhet til det første elektrodeorganet og et område i det korrosive væskemiljøet i generell mikroskopisk nærhet til det andre elektrodeorganet.

Den elektromotoriske kraft mellom det første elektrodeorganet

og et område i det korrosive væskemiljøet i generell mikroskopisk nærhet til det første elektrodeorganet bestemmes ved å subtrahere

fra den målte elektromotoriske kraft, eller den forutbestemte kjente forskjell i potensial mellom det andre elektrodeorganet og et område i et omgivende fluidumsmiddel i generell mikroskopisk nærhet til dette, den forutbestemte elektromotoriske kraft og den beregnede elektromotoriske kraft som ble utledet fra den forutbestemte kjente strømstyrke eller fra den målte strømstyrke, og den forutbestemte kjente ohmske motstand mellom det første og andre elektrodeorgan. Korrosjonsstrømmen på det første elektrodeorganet beregnes ut fra det forutbestemte kjente strømstyrken eller den målte strømstyrken, eller fra den bestemte elektromotoriske kraft mellom det første elektrodeorganet og et område i det korrosive væskemiljøet i generell mikroskopisk nærhet til det første elektrodeorganet. Korrosjonsstrømmen kan omformes i korrosjonshastighet.

Ved praktisering av foreliggende oppfinnelse muliggjøres et korrosjonssondeorgan, og en anordning og en fremgangsmåte for å måle korrosjonshastigheter hos metaller e.l. i et korrosivt væskemiljø som overvinner slike problemer som den ohmske motstand hos hydrokarbon/saltoppløsningsblandinger som er mye større enn selve saltoppløsningen og medfører en spenningskorrigering som er meget større enn spenningen knyttet til korrosjonsprosessen. Figur 1 er et perspektivriss over korrosjonssonden innført i og festet til et rør som transporterer korrosiv væske, sammen med kretsskjemaet for anordningen som måler korrosjonshastigheten for metaller i et korrosivt væskemiljø. Figur 2 er et utspilt perspektivriss av en utførelsesform av korrosjonssonden som anvender et flertall rektangulært formete flater for elektrodene. Figur 3 er et planriss fra undersiden av utførelsesformen av korrosjonssonden i fig. 2, omfattende et sylinderisk hylsterorgan som omgir korrosjonssonden og et holdematerialorgan for å holde korrosjonssonden innenfor hylsterorganet. Figur 4 er et utspilt delvis vertikalsnittriss av dielektrikumet som innbefatter den dielektriske overflaten innrettet med flertall av ionisk ledende negativt ladede ioner som er kjemisk bundet til dielektrikumets overflate. Figur 5 er et utspilt delvisvertikalsnittriss av dielektrikumet som innbefatter den dielektriske overflaten som har et flertall vekslende negativt og positivt ladede ioner innleiret i denne. Figur 6 er et delvis vertikalsnittriss av en utførelsesform av korrosjonssonden med et sylinderisk hylsterorgan som omgir de tre sylinderiske elektrodene. Figur 7 er et planriss fra undersiden av utførelsesformen av korrosjonssonden i fig. 6. Figur 8 er et delvis vertikalt snittriss av en annen utførelses-form av korrosjonssonden med tre sylinderiske elektroder uten noen sylinderisk hylsterorgan. Figur 9 er et planriss fra undersiden av utførelsesformen av korrosjonssonden i fig. 8. Figur 10 er en annen utførelsesform av korrosjonssonden med tre sylinderiske elektroder med ikke-sylinderisk hylsterorgan. Figur 11 er nok en utførelsesform av korrosjonssonden med et sylinderisk hylsterorgan omgivende tre sylinderiske elektroder. Figur 12 er en strømpotensialkurve for sonden før og etter behandling med varm KOH. Figur 13 viser en korrosjonsstrøm/tidprofil i forhold til pro-sentivis saltoppløsning i en råolje ved 85°C med 5 240 kPa kulldioksyd. Figur 14 er en korrosjonsstrøm/tidprofil i forhold til prosentvis saltoppløsning for parallell elektrode i en råolje ved 85°C med 5 760 kPa kulldioksyd. Figur 15 er en korrosjonsstrøm i forhold til tid for N80 stål i en 40% saltoppløsningsråolje ved 85°C med 5 240 kPa kulldioksyd, og Figur 16 er en korrosjonshastighet (vekttap) i forhold til tid for N80 i 40% saltoppløsning + råolje B + 5 240 kPa C02+ 85°C. Figur 18 er et perspektivriss over den forbedrede korrosjonssonden innført i og festet til et rør som transporterer en korrosiv væske, sammen med kretsskjemaet over anordningen som måler korrosjonshastigheten for metaller i et korrosivt væskemiljø. Figur 19 er et utspilt delvis vertikalsnittriss av dielektrikumet mellom arbeids- og referanseelektroden som innbefatter den dielektriske overflaten innrettet med flertall av ionisk ledende negativt ladede ioner som er kjemisk bundet til overflaten av dielektrikumet. Figur 20 er et utspilt delvis vertikalt snittriss av dielektrikumet mellom arbeids- og referanseelektroden innbefattende den dielektriske overflaten som har et flertall vekslende negativt og positivt ladede ioner innleiret deri. Figur 21 er et sidevertikalriss av en utførelsesform over den forbedrede korrosjonssonden som har en arbeids- og en referanseelektrode med nedragende ledere derfra og en tredje leder nedragende fra siden hos en autoklav som er blitt vist i snitt. Figur 22 er et vertikalriss av en utførelsesform av en forbedret korrosjonssonde som også har en arbeids- og en referanseelektrode med to nedragende ledere derfra og en tredje leder som rager ned fra et rør som er blitt vist i snitt og som transporterer en korrosiv væske. Figur 23 er et delvis vertikalt snittriss av en utførelsesform av den forbedrede korrosjonssonden som har en sylinderisk arbeidselektrode som omgir en referanseelektrode. Figur 24 er et planriss fra undersiden av utførelsesformen for korrosjonssonden i fig. 6. Figur 25 er et delvis vertikalt snittriss av en annen utførelses-form av den forbedrede korrosjonssonden som har referanse- og arbeidselektroder med en ionisk overflate mellom disse og et sylinderisk hylsterorgan som omgir de to elektrodene. Figur 26 er et delvis vertikalt snittriss av utførelsesformen av den forbedrede korrosjonssonden i fig. 8, uten hylsterorganet og med vekslende negativt og positivt ladede ioner innleiret deri. Fig. 27 er et horisontalt snittriss tatt i retning av pilene og langs planet for linjen 10-10 i fig. 4. Figur 28 er et horisontalt snittriss tatt i retningen av pilene og langs planet for linjen 11-11 i fig. 8. Figur 29 er en annen utførelsesform av den forbedrede korrosjonssonden som har et sylinderisk hylsterorgan som omgir en referanse-og en arbeidselektrode. Figur 30 er et planriss fra undersiden av utførelsesformen av den forbedrede korrosjonssonden i fig. 12. Figur 31 er et delvis vertikalt snittriss av en annen•utførelses-form av den forbedrede korrosjonssonden som har tre elektroder uten noe sylinderisk hylsterogan. Figur 32 er et delvis vertikalt snittriss over nok en sonde som har tre elektroder og et sylinderisk hylsterorgan. Figur 33 er et delvis vertikalt snittriss over en annen utførel-sesform av den forbedrede korrosjonssonden som har tre elektroder med et sylinderisk hylsterogan. Figur 34 er et planriss fra undersiden av utførelsesformen av korrosjonssonden i fig. 16. Figur 35 er et delvis vertikalt snittriss av nok en utførelses-form av den forbedrede korrosjonssonden med tre elektroder uten noe sylinderisk hylsterorgan. Figur 36 er et planriss fra undersiden av utførelsesformen av den forbedrede korrosjonssonden i fig. 18. Figur 37 er en strømpotensialkurve for den forbedrede sonden før og etter behandling med varm KOH. Figur 38 er en korrosjonshastighet (mpy) i forhold til tid (timer) for den forbedrede korrosjonssonden, en annen korrosjonssonde, og vekttap, i en 40% saltoppløsningsråolje ved 85°C med 5 240 kPa kulldioksyd. Figur 39 er en målerstrømavlesning i forhold til dager for den forbedrede korrosjonssonden, korrosjonshastigheten (mpy) i forhold til dager for den forbedrede korrosjonssonden, bestemt prosentvis volumbrøkdel av vann i forholdet til dager, og tidligere kjent anordningskorrosjonsavlesning i forhold til dager, samtlige fra en brønn som gir 12 500 fat (bbls.) olje pr. dag, 1 379 kPa, 65,55°C, 12% C02, og 200 ppm H2S.

I det nå henvises i detalj til tegningene, hvor like deler ved oppfinnelsen er gjengitt med like henvisningstall, vil det frem-gå en anordning, generelt betegnet med henvisningstallet 10,

for måling av korrosjonshastigheten for metaller e.l., i et korrosivt væskemiljø, slik som en hydrokarbon/saltoppløsnings-blanding. Anordningen 10 omfatter en korrosjonssonde, generelt angitt med henvisningstallet 12, som er innført i det korrosive væskemiljøet som befinner seg innenfor et rør 14, en autoklav (ikke vist på tegningene), e.l. Korrosjonssonden 12 innbefatter minst en arbeidselektrode 16, minst en referanseelektrode 18

og minst en motelektrode 20. En isolasjon eller et dielektrikum 22 er plassert mellom hver av arbeidselektroden 16 og referanseelektroden 18 og mellom hver av referanseelektrodene 18 og motelektroden 20. Dielektrikumet 22 har en ionisk ledende elektronisk isolerende overflate 23. Referanseelektroden 18 er

plassert fortrinnsvis mellom arbeidselektroden 16 og motelektroden 20. Arbeidselektroden 16, referanseelektroden 18 og motelektroden 20 avsluttes hhv. i en arbeidselektrodeende 24, en referanseelektrodeende 26, og en motelektrodeende 28, som er i alt vesentlig i et koplanat forhold blant og med hensyn til hverandre.

Den ioniske ledende overflaten 23 av dielektrikumet 22 er også fortrinnsvis i et koplanat forhold blant og med hensyn til arbeidselektrodeenden 24, referanseelektrodeenden 26 og motelektrodeenden 28. Korrosjonssonden 12 kan i tillegg omfatte et hylster 30 som avsluttes i en hylsterende 32. Dielektrikumet 22, fortrinnsvis uten den ionisk ledende overflaten 23, kan også plasseres mellom motelektroden 20 og hylsteret 30. Hylsterenden 32 og dielektrikumet 22 mellom motelektroden 20 og hylsteret 30 er fortrinnsvis koplanat med hensyn til den ionisk ledende overflaten 23 og med hensyn til arbeidselektrodeenden 23, referanseelektrodeenden 26 og motelektrodeenden 28.

Nedragende ledere 34, 36 og 38 er elektrisk knyttet til hhv. arbeidselektroden 16, referanseelektroden 18 og motelektroden 20, og sammenkobler elektrisk korrosjonssonden 12 med en anordning, generelt angitt som 39, som er i stand til å levere eller å over-føre til sonden 12, en konstant spenning eller en konstant strøm. Fortrinnsvis omfatter anordningen 39 en potensiostat 40 som er

av vanlig konstruksjon og en signalgenerator 42, som også er av vanlig konstruksjon. Signalgeneratoren 42 er knyttet elektrisk til potensiostaten 40 via ledere 44-44 for å instruere eller å signalere en forutbestemt kjent strømstyrke, eller en forutbestemt kjent forskjell i potensial, til potensiostaten 40 som overfører samme til korrosjonssonden 12 gjennom en eller flere av lederne 34, 36 og 38, slik det vil bli forklart i det etter-følgende .

En variabel motstand 46 er forbundet i serie med en leder 34.Måleren 48 er elektrisk festet over motstanden 46 for å måle strømmen gjennom lederen 34, og en spenningsmåler 50 forbinder lederne 34 og 36 med hverandre for å måle potensialforskjellen mellom disse to ledere.

I en foretrukket utførelsesform av korrosjonssonden 12 vist i fig. 6, 7, 8, 9, 10 og 11, er arbeidselektroden 16 formet som en sylinder og referanseelektroden 18 er hovedsakelig en sylinderisk ring som omkretsmessig omgir arbeidselektroden 16

og er konsentrisk plassert relativt denne. Motelektroden 20

er også i alt vesentlig en sylinderisk ring som omkretsmessig omgir referanseelektroden 18 og er også konsentrisk plassert relativt arbeidselektroden 16 og med hensyn til referanseelektroden 18. I den foretrukne utførelsesform i fig. 8, 9 og 10, definerer motelektroden 20, i tillegg til å være en elektrode,

en bøssing og har en langt større lengde enn referanseelektroden 18 og arbeidselektroden 16. I den foretrukne utførelsesform i fig. 6, 7 og 11, er motelektroden 20 omtrentlig av samme lengde eller litt lenger enn referanseelektroden 18 og arbeidselektroden 16, og hylsteret 30 har en generell struktur som definerer hovedsakelig en sylinderisk bøssing som omkretsmessig omgir motelektroden 20 og er konsentrisk plassert relativt arbeidselektroden. 16, referanseelektroden 18, og motelektroden 20.

En skive 21 kan plasseres på toppen av dielektrikumet 22, som vist i fig. 6 og 8.

Arbeidselektrodeenden 24, referanseelektrodeenden 26, motelektrodeenden 28 er respektiv konstruksjonsmessig motstående en arbeidselektrodemotstående ende 52, en referanseelektrodemot-stående ende 54, og en motelektrodemotstående ende 56.

En hylsterende 32 er konstruksjonsmessig motstående en hylster-motstående ende 58. I fig. 6 er referanse- og motelektrodene 18 og 20 konstruksjonsmessig misformet slik at de motstående ender 54 og 56 er i alt vesentlig normale med hensyn til hoved-konstruksjonen av referanse- og motelektrodene 18 og 20. De nedragende ledere 34, 36 og 38 er respektive knyttet elektrisk til de motstående ender 52, 54 og 56.

I den foretrukne utførelsesform for korrosjonssonden i fig. 8,

9 og 10, er en motstående ende 56 av motelektroden 20 konstruksjonsmessig anbragt i større avstand fra motelektrodeenden 28 enn de motstående ender 54 og 52 er konstruksjonsmessig anbragt fra hhv. referanseelektrodeenden 26 og arbeidselektrodeenden 24, for derved å skape et tomt rom innenfor den indre sylinderiske veggen av motelektroden 20. I denne utførelsesform kan det tomme rommet defineres som det tilgjengelige rom fra de motstående ender 52 og 54 hos hhv. arbeidselektroden 16 og referanseelektroden 18, og fra dielektrikumet 22 plassert mellom arbeidselektroden 16 og referanselektroden 18 og mellom referanseelektroden 18 og motelektroden 20, opp til en romytterende som generelt er i overensstemmelse med den motsatte ende 56 hos motelektroden 20 (se fig. 10).

I den foretrukne utførelsesform for korrosjonssonden 12 i fig.

6, 7 og 11, har hylsteret 30 en større lengde enn arbeids-, referanse- og motelektroden 16, 18 og 20, slik at hylsterets motstående ende 58 er konstruksjonsmessig anbragt i en større avstand fra hylsterenden 32 enn de motstående ender 52, 54 og 56 er konstruksjonsmessig anbragt fra hhv. arbeidselektrodeenden 24, referanseelektrodeenden 26 og motelektrodeenden 28, for derved å skape et tomt rom innenfor den innvendige sylinderiske veggen av hylsteret. I denne utførelsesform kan det tomme rommet defineres som det tilgjengelige rom fra de motstående ender 52,

54 og 56 hos hhv. arbeidselektroden 16, referanseelektroden 18

og motelektroden 20, og fra dielektrikumet 22 plassert mellom arbeidselektroden 16 og referanseelektroden 18, og mellom referanseelektroden 18 og motelektroden 20, og mellom motelektroden 20 og hylsteret 30, opp til en romytterende som generelt i er overensstemmelse med hylsterets motstående ende 58 for hylsteret 30 .

Et holdemateriale, generelt angitt med henvisningstallet 60, er plassert generelt i hvert av tomrommene for utførelsesformene i fig. 8, 9 og 10 og fig. 6, 7 og 11. Nedragende ledere 34 og 36 strekker seg fra de motstående ender, hhv. 52 og 54, gjennom og forbi holdematerialet 60, og i den foretrukne utførelsesform i fig. 6, 7 og 11, strekker den nedragende lederen 38 seg også gjennom og forbi holdematerialet 60 fra motelektrodens motstående ende 56.

I en annen foretrukket utførelsesform av korrosjonssonden 12

vist i fig. 2 og 3, er arbeidselektroden 16, referanseelektroden 18 og motelektroden 20 i alt vesentlig rektangulære plater som er parallelt anbragt relativt hverandre. Selv om kun en av hver av elektrodene 16, 18 og 20 behøves i denne oppfinnelse,

er det langt foretrukket at et flertall av elektrodene 16, 18

og 20 anvendes på den følgende seriemessige måte: arbeidselektrode 16, referanseelektrode 18, motelektrode 20, referanseelektrode 18, arbeidselektrode 16, referanseelektrode 18, motelektrode 20, referanseelektrode 18 og arbeidselektrode 16. Samtlige av disse elektroder er omgitt av dielektrikumet 22,

som vist i fig. 2 og 3 og hver av elektrodeendene 24, 26 og 28 for disse elektroder definerer en rektangulær kant som er parallelt plassert relativt hverandre og koplanare blant og med hensyn til hverandre og den ionisk ledende dielektriske overflaten 23 mellom disse. Slik det var tilfellet for de foretrukne utførelsesformer i fig. 6-11, er referanseelektroden 18 fortrinnsvis plassert mellom arbeidselektroden 16 og motelektroden 20. Flertallet av nedragende ledere 34, 36 og 38 som respektive er forbundet med motstående ender 52, 54 og 56 forløper gjennom dielektrikumet 22 (se fig. 2) og forenes til å bli entydige som lederne 34, 36 og 38 i de respektive tilfeller. Slik tilfellet også var for de foretrukne utførelsesformer av fig. 6-11, strekker lederne 34, 36 og 38 seg gjennom og forbi fastholdelsesmaterialet 60 som også, som vist i fig. 3, omgir dielektrikumet 22 på dets sider for å fastholde samme innbefattende de implanterte elektroder 16, 18 og 20 innenfor den sylinderiske bøssingveggen av hylsteret 30.

I den foretrukne utførelsesform for korrosjonssonden 12 i fig. 6-11, har arbeidselektroden 16 en diameter mindre enn 0,635 cm, fortrinnsvis mellom ca. 0,025 cm og ca. 0,051 cm. Særlig foretrukket er det at diameteren for arbeidselektroden 16 er ca. 0,4 32 cm.

Tykkelsen av den sylinderiske referanseelektroden 18 og den sylinderiske motelektroden 20, særlig innbefattende deres respektive sylinderiske referanseelektrodeende 26 og sylinderiske motelektrodeende 28, er fortrinnsvis mindre enn ca. 0,635 cm. Fortrinnsvis er tykkelsen av disse elektroder 18 og 20, og

særlig innbefattende deres respektive elektrodeender 26 og 28, mellom ca. 0,025 til ca. 0,381 cm. Mest foretrukket er det at tykkelsen er ca. 0,127 cm. Det skal forstås at tykkelsen av elektrodeendene 26 og 28 kan være forskjellig fra tykkelsen av den resterende respektive elektrodestruktur 18 og 20.

Den viktige tykkelsen med hensyn til foreliggende oppfinnelse

er tykkelsen av elektrodeendene 26 og 28 fordi at disse er stedene for strømstyrke og forskjellen i potensialoverføring.

1 den foretrukne utførelsesform for korrosjonssonden 12 i fig.

2 og 3, er bredden av de rektangulære kanter av arbeidselektrodeenden 24, referanseelektrodeenden 26, og motelektrodeenden 28 mindre enn ca. 0,635 cm, fortrinnsvis mellom 0,025 cm og 0,381 cm, og særlig foretrukket er bredden av elektrodeendene 24, 26 og 28 omtrentlig 0,127 cm. Slik tilfellet var for de sylinderiske elektroder 18 og 20, skal det forstås at tykkelsen eller bredden av de rektangulære kanter av elektrodeendene 24, 26 og 28 kan være forskjellige fra tykkelsen eller bredden av den øvrige respektive struktur av de generelt rektangulært formede elektrodene 16, 18 og 20. På ny er den viktige tykkelsen eller bredden den for de rektangulære kanter hos elektrodeendene 24, 2 6 og 28.

Av viktighet er også bredden av den ionisk ledende overflaten

23 mellom elektrodeendene 24, 26 og 28, eller angitt på annen måte, avstanden mellom elektrodeendene 24 og 26 og mellom elektrodeendene 26 og 28. For samtlige foretrukne utførelses-former av korrosjonssonden 12, er bredden av den ionisk ledende overflaten 23 mellom samtlige elektrodeender 24, 26 og 28,

eller angitt på annen måte, avstanden mellom elektrodeendene 24 og 26 og mellom elektrodeendene 26 og 28, fortrinnsvis ca. 0,889 cm eller mindre. Det er innlysende og ikke av vesentlig betydning at bredden av den ionisk ledende overflaten 23 mellom samtlige elektrodeender 24, 26 og 28, eller med andre ord avstanden mellom elektrodeendene 24 og 26 og mellom elektrodeendene 26 og 28, kan være forskjellig fra bredden for et hvilket som

helst dielektrikum 22 mellom den øvrige respektive elektrodestruktur 16, 18 og 20, eller avstanden mellom den øvrige respektive elektrodestruktur 16 og 18 og mellom den øvrige respektive elektrodestruktur 18 og 20.

I en mer foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, er bredden for den ionisk ledende overflaten 23 mellom samtlige elektrodeender, eller avstanden mellom samtlige elektrodeender, mellom ca. 0,025 cm og ca. 0,508 cm, med den mest foretrukne verdi lik ca. 0,229 cm.

Arbeidselektroden 16 fremstilles av et hvilket som helst metall, hvis korrosjonshastighet i det korrosive væskemiljøet skal bestemmes. Fortrinnsvis lages arbeidselektroden 16 av jernholdig metall, slik som stål. Motelektroden 20 er tilveiebragt for å tillate fullføring av effektkretsen mellom arbeidselektroden 16 og motelektroden 20, hvorved en strøm kan tilføres som følger: gjennom arbeidselektroden 16, over de ionisk dielektriske overflater 23 mellom arbeidselektrodeenden 24 og referanseelektrodeenden 26, over den ionisk dielektriske overflaten 23 mellom referanseelektrodeenden 26 og motelektrodeenden 28, og gjennom motelektroden 20. Selv om motelektroden 20 kan fremstilles av et hvilket som helst materiale, slik som jernholdig metall (f.eks. stål), foretrekkes det at det er inert, d.v.s. fremstilt av et materiale slik som karbon, grafitt eller platina som ikke gjennomgår noen reaksjon ved påføring av et elektrisk potensiale når det utsettes for det korrosive væskemiljøet. På denne måte, unngås forurensning av det korrosive væskemiljøet med uønskede reaksjonsprodukter. Referanselektroden 18 kan også fremstilles av et hvilket som helst ledende materiale, men er fortrinnsvis en refersibel elektrode ved at mer nøyaktige målinger gjøres mulig, etter som et fast potensiale mellom en referanseelektrodeende 26 og et område i et omgivende fluidumsmiddel (d.v.s. det korrosive væskemiljøet slik som en olje/saltoppløsningsblanding) i generell mikroskopisk nærhet dertil ikke endres ved passeringen av ørsmå strømmer til eller fra referanseelektrodeenden 26. Selv om stål har vist seg å være egnet til bruk som en referanselektrode 18 i korrosjons sonden 12 ifølge foreliggende oppfinnelse, indikerer teknikkens teori at andre metaller og metallegeringer, f.eks. merkuroklorid, hydrogen, kopper-koppersulfat, sølv-sølvklorid, og aluminium, kopper, messing, bly, nikkel, titan, zirkonium, krom, og legeringer derav, kan anvendes under tilsvarende betingelser.

Bruken av en referanseelektrode 18 av stål er fordelaktig ved

at den tillater en kort testperiode, tillater bruk av høy temperaturer og trykk, og tillater bruken av det mest følsomme området for måleren 50. I en foretrukket utførelsesform for korrosjonssonden 12, fremstilles arbeidselektroden 16, referanseelektroden 18 og motelektroden 10 av det samme materialet for å overvinne eventuelle mulige vanskeligheter som normalt møtes når man foretar potensialmålinger under anvendelse av referanseelektroden 18.

Hylsteret 30 kan fremstilles av et hvilket som helst egnet materiale som vil være beskyttende for dielektrikumet 22, elektrodene 16, 18 og 20 festet innenfor dielektrikumet 22, og holdematerialet 60 som holder og fastholder dielektrikumet 22 (innbefattende elektrodene 16, 18 og 20) på plass. I en foretrukket utførelsesform for korrosjonssonden 12, fremstilles hylsteret 30 av et meget korrosivt motstandsdyktig materiale, f.eks. rustfritt stål e.l. I de foretrukne utførelsesformer av korrosjonssonden 12 vist i fig. 6, 7 og 11, kan avstanden mellom hylsteret 30 og motelektroden 20, eller tykkelsen av dielektrikumet 22 mellom hylsteret 30 og motelektroden 20 være en hvilken som helst egnet rimelig avstand eller tykkelse, slik som mellom ca. 0,025 og 2,54 cm. Dette er ikke kritisk p.g.a.

at overflaten for dielektrikumet 22 mellom motelektroden 20 og hylsteret 30, eller mellom motelektrodeenden 28 og hylsterenden 32 fortrinnsvis er en inaktiv overflate og ikke ionisk ledende slik som ionisk ledende overflaten 23 mellom elektrodeendene 24 og 26 og mellom elektrodeendene 26 og 28.

Likeledes, i de foretrukne utførelsesformer av korrosjonssonden 12 vist i fig. 2 og 3, er avstanden som en hvilket som helst av elektrodene 16, 18 og 20 er fra hylsteret 30 ikke kritisk eller viktig og kan være en hvilket som helst egnet rimelig avstand, slik som mellom ca. 0,025 til 2,54 cm. Overflaten av dielektrikumet 22 fra en hvilket som helst av elektrodeendene 24, 26 og 28, over holdematerialet 60, til hylsterenden 32 hos hylsteret 30 er inaktig og ikke ionisk ledende slik som den ionisk ledende overflaten 23 plassert mellom hvilke som helst 2 tilstøtende elektrodeender, d.v.s. enten elektrodeendene 24 og 26 eller elektrodeendene 2 6 og 28..

Dielektrikumets 22 materiale kan være av en hvilket som helst egnet isolasjon, slik som teflon, glass, fiber, plast (f.eks. polystyren), harpikser (f.eks. fenolharpikser), fluorkarboner, eller blandinger av samme, som kan beveges til å understøtte, en ionisk ledende overflate 23 og motstå høye temperaturer og trykk. Fortrinnsvis er dielektrikumet 22 en polystyrenplast eller en fenolharpiks.

De høye motstander for dielektrikumet 22 mellom samtlige elektrodeender 24, 26 og 28 senkes ved å innleire eller kjemisk å generere ioniske funksjoner på overflatene av dielektrikumet 22 som adskiller elektrodene 16, 18 og 20, innbefattende deres respektive elektrodeender 24, 26 og 28, for å definere den ionisk ledende overflaten 23. Fig. 4 illustrerer et flertall av ionisk ledende negativt ladede ioner som er kjemisk bundet til overflaten av dielektrikumet 22, og fig. 5 viser et flertall av avvekslende negativt og positivt ladede ioner innleiret i den dielektriske overflaten 23.

I den foretrukne utførelsesform blir de ønskede "kunstige" lad-ningsbærere indusert av kjemisk modifikasjon av overflaten for dielektrikumet 22 ved hjelp av kaustisk etsing (f.eks. med KOH e.l.) av de fenolbaserte harpikser eller oksydativ sulfonering av polystyrenharpiksene. Visse epoksyer inneholder naturlig slike ionisk ledende ladede ioner og krever ikke noen ytterligere kjemisk behandling. Kjemisk etsingsbehandlinger virker til å minske dielektrikumets 22 resistivitet for å oppnå den ionisk ledende overflaten 23 ved generering nominelt av et monolag av permanent bundede overflateioneutvekslingsgrupper og/eller generering av en vann-fuktbar overflate som kan eller ikke kan ha permanente overflateioner, men som ville absorbere vann og ioner fra det korrosive væskemiljøet (f.eks. en olje og salt-oppløsningsblanding).

Det korrosive væskemiljøet i den foreliggende oppfinnelse kan være et hvilket som helst korrosivt væskemiljø slik som, og ikke i begrensende henseende, kulldioksyd-mettet saltoppløsning, kulldioksyd-mettet olje/saltoppløsning, vanlig saltoppløsning som inneholder blandede klorider slik som kalsium og magnesium, oljebrønnsaltoppløsninger, vann for bruk ved sekundær gjenvinning av olje, resirkulerende kjølevann, en hver hydrokarbon/saltopp-løsningsblanding og et hvert korroderbart væskemiljø som ikke bare inneholder klorider slik som kalsium og magnesium, men også andre ioner slik som sulfid, ferro, ferri, kopperaktige eller andre lett oksyderte eller reduserte ioner. Den foreliggende oppfinnelse er særlig egnet for måling av korrosjon hos stål i blandinger av saltoppløsning suspendert i olje (i motsetning til blandinger av olje suspendert i saltoppløsning) etter som ingen nåværende kjent teknikks elektrokjemiske sonder kan oppnå dette.

Med fortsatt henvisning til tegningene for oppfinnelsens virkemåte og fremgangsmåten ved måling av korrosjonshastigheter for metaller e.l. i et korrosivt væskemiljø, slik som en saltopp-løsnings/oljeblanding, blir korrosjonssonden 12 først preparert. Arbeidselektroden 16 er en prøveelektrode på hvilket virkningene av det korrosive væskemiljøet skal bestemmes. Referanseelektroden 18, fortrinnsvis reversibel, opprettholder et fast potensiale for anvendelse ved måling av potensialforskjellen hos arbeidselektroden 16 under strømforløp. Motelektroden 20 bærer de små teststrømmene mellom seg og arbeidselektroden 16. Korrosjonsstrømmen beregnes ut fra strøm/potensialprofilen hos arbeidselektroden 16.

Elektrodene 16, 18 og 20 er plassert i en forutbestemt avstand

av ca. 1,5 mm eller litt mindre enn ca. 1,27 mm. Størrelsen av interelektrodemotstanden reduseres ved å minske interelektro-avstanden og/eller å øke den ioniske ledningsevnen for det dielektriske overflatematerialer 23 mellom elektrodene 16, 18 og 20

Dette bringer interelektrodemotstanden inn i et regime som er adresserbart ved kommersiell vekselspenningsledningsevnebroer. Den ohmske interelektrodemotstanden kan derfor måles med et Beckman-instrument modell RC-16C, batteridrevet ledningsevne-

bro e.l., som opererer på en KHz. Det normale dynamiske området for denne vekselspenningsbro er ca. 0 til 1 Mfl. Motstandsområdet for denne Beckman-bro, eller en hver lignende bro, kan utvides inn i Mfl-området (og en hver potensiell feil i målingen reduseres) ved bruk av en shunt-teknikk som beskrivet av L. Niedrach i Journal of Electrochemical Soc. 127, 2122 (1980). Den høye, ukjente interelektrodemotstanden plasseres parallelt med en mindre, kjent motstand innenfor det dynamiske området og Rx beregnes fra målingen ved hjelp av den vanlige formel for motstander i parallell. Verdier som er nøyaktige til nominelt

- 10% oppnås på denne måte opp til 5 Mfl.

I den foretrukne utførelsesform i fig. 6-11, fremstilles elektroden 16, 18 og 20, i hensikt å illustrere denne oppfinnelses virkemåte, av N80 stål omfattende jern i de følgende legerende elementer i den medfølgende angitte vekt-%-basis: Si 0,26;

Mn 1,42; Cr 0,54; Mo 0,016; Ni 0,08; Cu 0,14; V 0,111; Sn 0,006; Al 0,02; B 0,0002; Mg 0,003; P 0,009, S 0,012 og C 0,36. Elektrodene anordnes som en skive for arbeidselektroden 16 med

en diameter av ca. 4,44 mm, og ringer som har en jevn tykkelse av ca. 1,27 mm for referanseelektroden 18 og motelektroden 20.

I den foretrukne utførelsesform i fig. 2 og 3, fremstilles elektroden 16, 18 og 20, i den hensikt å illustrere oppfinnelsens virkemåte, med et lavlegert stål. Dette lavlegerte stålet har en korrosjonshastighet pr. enhetsområde i ren saltoppløsning som er omtrentlig 3 ganger større enn den for N80 stål. Elektrodene er anbragt som parallelle metallremser, som vist i fig. 3, med identiske elektroder forbundet intert parallelt. Bredden av disse elektroder 16, 18 og 20 som innehar et parallelt forhold, er jevn og ca. 1,27 mm. Ved denne parallelle elektrode-konstruksjon, ville ørsmå dråper av det korrosive væskemiljøet som spenner over små sektorer av hvilke som helst av elektrodenes 16, 18 og 20 kombinasjon frembringe en målbar korrosjonsstrøm. Det er ikke noe behov for at det korrosive væskemiljøet skal spenne over samtlige av elektrodendene 24, 26 og 28, slik det ville være nødvendig for den foretrukne utførelsesform i fig. 6-12.

01je/saltoppløsningsblandinger er tilveiebragt som det korrosive væskemiljøet for illustrasjon av foreliggende oppfinnelse. Råoljene som anvendes til å lage olje/saltoppløsningsblandinger er: råolje A, råolje B, råolje C og råolje D. Sekshundreogførti

(640) ml av hver råolje ble kombinert med et forutbestemt ønsket volum i (prosentandel) av NaCl-oppløsning i en 2-liter autoklav. Blandingene avgasses ved respektivt å trykksette, fjerne trykk til 4 826,5 kPa med argon, under omrøring. Tilføyelsen av Na2S.0.jfjernet de siste spor av oppløst oksygen. Etter som blandingene vil skille seg i slam-fluidumslag ved avkjøling<p>g etter ventilering av kulldioksyd, .holdes blandingene varme, omrørte og under CO2når de ikke er i bruk.

Tre korrosjonssonder 12 tilveiebringes for hver av de tre ut-førelsesformer av sonden 12 under anvendelse av et av de følgende tre dielektrikum for hver sonde 12 i hver utførelsesform: teflon, polystyren, og fenol-fylt linlerret. Holdematerialet 60 (en herdet epoksyharpiks) blir anvendt til å fastholde dielektrikumet 22 innbefattende de implanterte elektrodene 16, 18 og

20 innenfor et hylster 30 av rustfritt stål for de foretrukne utførelsesformer i fig. 2, 3, 6, 7 og 11, og en herdet epoksyharpiks ble også anvendt som et holdemateriale 60 for å holde dielektrikumet 22 som har implanterte elektroder 16 og 18 innenfor den sylinderiske veggen av motelektroden 20. Overflaten av dielektrikumet 22 mellom elektroder 16 og 18 og mellom elektroder 18 og 20 for samtlige utførelsesformer av korrosjonssonden 12 må være ionisk ladet for å definere den ionisk ledende overflaten 23 og den lavere interelektrodemotstanden. Den proksimale anbringelse alene av elektrodene 16, 18 og 20 relativt hverandre vil ikke gi den nødvendige lave interelektrodemotstanden for å detektere korrosjon på arbeidselektroden 16. Et stort antall av ioneladninger kan frembringes på interelektrodeoverflaten av dielektrikumet 22 enten ved permanent å innleire forutbestemte ionematerialer av meget liten størrelse (mindre enn 200 mesh), slik som glass, BaSO^,

og andre uoppløslige, elektronisk isolerende salter på og/eller, innenfor interelektrodeoverflaten hos dielektrikumet 22 (se . fig. 5) på en avvekslende negativt/positivt laget ionemåte for å øke overflatens ioniske ledningsevne, og/eller ved å la interelektrodeoverflaten for dielektrikumet 22 med et passende kjemisk middel, en etser, for kjemisk å binde et flertall av negativt ladede ioner derpå (se fig. 4) for å øke overflatens ioniske ledningsevne. Når forutbestemte ionematerialer av ørliten størrelse permanent innleiret på og/eller innenfor inter-elektrodeoverf laten hos dielektrikumet 22 for å definere den ionisk ledende overflaten 23, må den ionisk ledende overflaten 23 være elektrostatisk nøytral. D.v.s. den må ha det samme antallet av positive ladninger som negative ladninger og omvendt. Etter som dette dielektriske materiale 22 eksisterer tørt i begynnelsen, må både de positive og negative ioneladninger være del av tegningene, særlig i fig. 5. Midlene for å innleire kan være egnete midler slik som ved trykk eller ved å drive ionematerialene inn i interelektrodeoverflaten hos dielektrikumet 22 .

Den etterfølgende tabell I er ohmsk motstand (henvisning til arbeidselektroden 16) i en 15% saltoppløsning i råolje B råolje-blanding for de to korrosjonssondene (fig. 6,7 og 11, og fig. 2 og 3) som har et dielektrikum 22 av fenolharpiks, før og etter nedsenkning i de forskjellige etsere:

TABELL I

Virkning av etsere på inter-elektrodemotstand (fenolharpiks; i 15% saltoppløsning/råolje B, 5 240 kPa

C02; 82,2°C; beleggfjerning i 1/1 HC1, 60°C)

Den ohmske motstanden for korrosjonssonden 12 i fig. 6, 7 og

11 målt under de angitte eksperimentelle forhold var i overkant av 5 MflKorros jonssonden 12 i fig. 2 og 3 frembringer en lavere motstand som skyldes delvis den geometriske anbringelse av motelektrodene 20. Ved fukting i 10M KOH etseren ved 80°C i 2 timer ble interelektrodemotstanden for begge korrosjonssondene 12 vesentlig redusert. Høyere temperaturer ødela elektrodene 16, 18 og 20 hos korrosjonssonden 12, og kortere fuktingstid ga ikke vedvarende ionisk ledende aktivitet for å senke inter-elektrodemotstanden .

Tabell II angitt nedenfor viser ohmske motstander (henvist til arbeidselektroden 16) i en 40% saltoppløsning i råolje B råolje-blanding for korrosjonssonden 12 vist i fig. 6, 7 og 11 med et dielektrikum 22 av polystyren før og etter behandling med for skjellige etsere, og viser at oksydativ sulfonering minsket inter-elektrodemotstanden.

Etter at korrosjonssondene 12 er blitt forsynt med en ionisk ledende overflate 23 for å senke inter-elektrodemotstanden, må motstanden mellom arbeidselektroden 16 og referanselektroden 18 bestemmes sammen med forskjellen i potensial mellom referanseelektroden 18 og et område i et omgivende korrosivt væskemiljø i generell mikroskopisk nærhet dertil (ca. 10 — 6 cm eller mindre). En lavspent, vekselstrøm med høy frekvens (f.eks. 0,4 V ved 1 000 Hz) påtrykkes arbeidselektrodens 16 leder. Denne og referanseelektroden 18 utgjør også en arm i en firearmet bro-krets, identisk begrepsmessig med en vanlig Wheatstone bro. Motstanden i to av de øvrige tre armer er fast. Motstanden i den tredje armen justeres inntil strømmen som passerer gjennom broen er på et minimum. Verdien av denne justerte motstand er direkte proporsjonal med den ukjente motstanden. Proporsjonali-tetskonstanten tilveiebringes av produsenten av broen og/eller kan bestemmes ved direkte kalibrering med kjente motstander i stedet for den elektrokjemiske sonden. Forskjellen i potensial mellom referanseelektroden 18 og et område i det omgivende korrosive væskemiljøet i generell mikroskopisk nærhet dertil (ca. 10 — 6 cm eller mindre) anses som den forskjellen i potensial når ingen strøm flyter, hvilket reduserer målingen til den overspenning som er nødvendig for å utføre målingene, hvilket er velkjent for fagfolk.

Korrosjonssonden 12 blir deretter innført i og festet på røret

14 eller autoklaven som inneholder det korrosive væskemiljøet, hvilket, som tidligere nevnt,er en av de tilveiebragte saltopp-løsnings/olj eblandinger.

En kjent tilført strømtetthet, eller en kjent potensialforskjell, overføres til sonden 12 ved hjelp av anordningen 39. Slik det ble nevnt tidligere, gjennomføres dette fortrinnsvis ved bruken av potensiostaten 40 og signalgeneratoren. Den kjente strøm-tettheten, eller den kjente potensialforskjellen, innstilles i signalgeneratoren 42 som overfører denne til potensiostaten 40.

Hvis en kjent påtrykt strømtetthet innstilles i signalgeneratoren 42, overfører potensiostaten 40 denne strømtetthet som likestrøm gjennom den nedragende lederen 34 som innbefatter den variable motstanden 46, gjennom arbeidselektroden 16, over den ionisk dielektriske overflaten 23 mellom arbeidselektroden 16 og motelektroden 20 og gjennom motelektroden 16 tilbake til potensiostaten 40 gjennom den nedragende lederen 38. Det antas at den ohmske motstanden over overflaten av referanseelektrodeenden 26 er ubetydelig sammenlignet med den over den ionisk ledende overflaten 23 av dielektrikumet 22. Den variable motstanden 46 kan være av en hvilket som helst egnet verdi (f.eks. 1 M til 1,5

M ). Motstanden 46 hjelper til med måling av strøm, men er ikke nødvendig når potensiostaten 40 anvendes. Den elektromotoriske kraften mellom arbeidselektroden 16 og referanseelektroden 18 måles med voltmeteret 50. Fra den kjente påtrykte strømtetthet og den tidligere bestemte motstand mellom arbeidselektroden 16

og referanseelektroden 18, finnes en elektromotorisk kraft ved å multiplisere den påtrykte strømtettheten med motstanden. Denne elektromotoriske kraft representerer potensialforskjellen mellom et område i det korrosive væskemiljøet i generell mikroskopisk nærhet til arbeidselektroden 16 (ca. 10 6 cm eller mindre) og et område i det korrosive væskemiljøet i generell mikroskopisk nærhet til referanseelektroden 18 (ca. 10 6 cm eller mindre). Overpotensialet mellom arbeidselektroden 16 og et område i det korrosive væskemiljøet i generell mikroskopisk nærhet dertil (ca. 10 — 6 cm eller mindre) blir deretter beregnet ved å subtrahere

fra den elektromotoriske kraft som leses ved hjelp av voltmeteret 50, den elektromotoriske kraft funnet ved å multiplisere strøm-tettheten med den kjente motstanden mellom arbeidselektroden 16 og referanseelektroden 18, og den forutbestemte kjente diffe-ransen i potensial mellom referanseelektroden 18 og området i det korrosive væskemiljøet i generell mikroskopisk nærhet dertil.

Korrosjonsstrømmen på arbeidselektroden 16 kan nå beregnes fra Stern-Geary ligningen:

hvor IA er den kjente påtrykte strømtetthet, IC er korrosjonshastigheten uttrykt som strømtetthet, BA og BC er de anodiske og katodiske Tafel (eller "beta") konstanter, og P er det kjente overpotensialet. Ligningen kan anvendes på et hvilket som helst korroderende system med en oksydasjonsprosess (f.eks. metall-oppløsning) og en reduksjonsprosess. Stern-Geary ligningen beskriver oppførselen av aktiveringsstyrt korrosjon (BA og BC-verdiene er vanligvis mellom 30 og 200 mV), diffusjonsstyrt korrosjon (BC = eller korrosjonen av metallene i den passive tilstand (BA =

Hvis'kun en av de to Tafel-konstantene er kjent, eller en ikke er kjent med tilstrekkelig nøyaktighet, blir en andre kjent påført strømtetthet innstilt i signalgeneratoren 42 for å gjenta prosessen på ny for å oppnå et andre overpotensial. Med to kjente strømtettheter og to kjente overpotensialer for hver på-ført strømtetthet, kan to Stern-Geary ligninger løses samtidig for å oppnå den ene ukjente Tafel-konstant og korrosjonshastigheten uttrykt som strømtetthet.

Likeledes, hvis to Tafel-konstanter ikke er kjent, eller ikke kjent med tilstrekkelig nøyaktighet, blir en andre og deretter en tredje kjent påført strømtetthet innsatt i signalgeneratoren 42 for å gjenta hele prosessen for hver innsatt påtrykt strøm-tetthet for å oppnå et andre og et tredje overpotensial.

Med tre kjente påtrykte strømtettheter og tre kjente overpotensialer for hver påtrykt strømtetthet, kan tre Stern-Geary ligninger løses samtidig for å oppnå de to Tafel-konstantene og korrosjonshastigheten uttrykt som strømtetthet.

Beregning av korrosjonshastigheter fra elektrokjemisk data er vanskelig p.g.a. Stern-Geary ligningens form som kan løses lett ved numeriske metoder. P.g.a. den gjentatte natur ved numeriske metoder, blir slik analyse mest hensiktsmessig utført ved hjelp av en datamaskin. Datamaskinsystemer med stor prosessor-enhet inneholder vanligvis programmer og/eller subrutinedatatek som er i stand til numerisk å løse Stern-Geary ligningen.

Korrosjonshastigheten uttrykkes som strømtetthet og er et mål

på relativ korrosjonshastighet, men kan hvis ønskelig omdannes til korrosjonshastighetsenheter ved en passende omdannelsesfaktor (liA/cm2 ) x faktor = 0, 0254 mm pr. år. (mils pr. år) .

Faktorene er angitt nedenfor for forskjellige metaller.

Hvis en kjent potensialforskjell innsettes i signalgeneratoren 42, overfører potensiostaten 40 potensialforskjellen gjennom den nedragende lederen 34 innbefattende den variable motstanden 46, gjennom arbeidselektroden 16, over den ionisk dielektriske overflaten 23 mellom arbeidselektroden 16 og referanseelektroden 18, og gjennom referanselektroden 18 og tilbake til potensiostaten 40 gjennom den nedragende lederen 36. Strømtettheten som likestrøm ledes som resultatet av en potensialforskjell gjennom lederen 34, innbefattende den variable motstanden 46, gjennom arbeidselektroden 16, over den ionisk dielektriske overflaten 23 mellom arbeidselektroden 16 og motelektroden 20,

og gjennom motelektroden 16 og tilbake til potensiostaten 40 gjennom lederen 38. Denne strømtetthet mellom arbeidselektroden 16 og motelektroden 20 måles ved måleren 4O/motstanden 46.

Fra den målte strømtettheten-og den tidligere bestemte motstanden mellom-arbeidselektroden 16 og referanseelektroden 18, finnes en elektromotorisk kraft ved å multiplisere den målte strøm-tettheten med motstanden, og denne elektromotoriske kraft representerer potensialforskjellen mellom et område i det korrosive væskemiljøet i generell mikroskopisk nærhet til arbeidselektroden 16 (ca. 10 ^ cm eller mindre) og et område i det korrosive væskemiljøet i generell mikroskopisk nærhet til referanselektroden 18 (ca. 10 ^ cm eller mindre). Overpotensialet mellom arbeidselektroden 16 og et område i det korrosive væske-— 6

miljøet i generell mikroskopisk nærhet dertil (ca. 10 cm eller mindre) blir i alt vesentlig beregnet ved å subtrahere fra den kjente potensialforskjellen det som ble innsatt i signalgeneratoren 42, den elektromotoriske kraft funnet ved å multiplisere den målte strømtettheten med den kjente motstanden mellom arbeidselektroden 16 og referanseelektroden 18 og den forutbestemte kjente potensialforskjellen mellom referanseelektroden 18 og området i det korrosive væskemiljøet i generell mikroskopisk nærhet dertil.

Slik tilfellet var når en kjent strømtetthet ble signalert til potensiostaten 40 ved hjelp av signalgeneratoren 40, kan korrosjonshastigheten (uttrykt som strømtetthet) på arbeidselektroden 16 nå beregnes fra Stern-Geary ligningen. Hvis kun en av de to Tafel-konstantene er kjent, eller en ikke er kjent med tilstrekkelig nøyaktighet, en andre kjent potensialforskjell innføres i signalgeneratoren 42 for å gjenta prosessen påny for å oppnå et andre overpotensial med to kjente målte strømtettheter og to kjente overpotensialer for hver påtrykt potensialforskjell, kan to Stern-Geary ligninger løses samtidig for å oppnå den ene ukjente Tafel-konstant og korrosjonshastigheten uttrykt som strømtetthet. Likeledes påny, hvis to Tafel-konstanter i Stern-Geary ligningen ikke er kjent eller ikke kjent med tilstrekkelig nøyaktighet, blir en andre og deretter en tredje kjent potensialforskjell innført i signalgeneratoren 42 for å gjenta hele prosessen på ny for hver innførte kjente potensialforskjell•for å oppnå et andre og et tredje overpotensiale. Med de tre kjente målte strømtettheter og de tre kjente overpotensialer for.hver påtrykt potensialforskjell, kan tre Stern-Geary ligninger løses samtidig til å oppnå de to Tafel-konstantene og korrosjonshastigheten uttrykt som strømtetthet. Den korrosjonshastighet, slik situasjonen var for de kjente påtrykte strømtettheter som ble signalert til potensiostaten 40, ved hjelp-av signalgeneratoren 40, er et mål på den relative korrosjonshastigheten og kan omdannes til vanlige enheter for korrosjonshastighet med hjelp,

av en av de tidligere nevnte omdanningsfaktorer,. avhengig av metalltypen som arbeidselektroden 16 omfatter.

Den foreliggende oppfinnelse vil bli illustrert ved de følgende angitte eksempler som er gitt i form av illustrasjon og på ingen måte er begrensende. Samtlige parametre slik som avstander, konsentrasjoner, sammensetninger, temperaturhastigheter, tider etc. som er angitt i disse eksempler skal ikke anses på noen måte å begrense omfanget av oppfinnelsen. Potensialene og strømmene ble respektivt lest med et Keithly 616 digitalt elektrometer, voltmeter 50, og et Keithly batteridrevet elektrometer modell 600B, måler 48. Strømavlesningene ble oppnådd med motstanden 46 innstilt på 1 Mn. For ytterligere å redusere støy slik at små (av størrelsesorden 0,004 yA) korrosjonsstrømmer kunne måles, ble hele elektronikken, pumpene og autoklaven i disse eksempler satt på et felles jordpotensial. Dette reduserte sløyfestrømmer i jord til nominelt 0,4 \ iA i 40% saltoppløsning/ oljeblanding. I en 2% saltoppløsning/oljeblanding ble jord-sløyfestrømmene redusert til en enda mindre størrelsesorden. Glassforinger ble anvendt til ytterligere å redusere disse rest-strømmer med en faktor av nominelt to. Eventuelle reststrømmer som var tilbake ble så nullstilt ved å justere utgangspotensialet til null strøm, lest av måleren 48, d.v.s. Keithly elektrometeret. Korrosjonsstrømmer i disse eksempler ble beregnet fra Stern-Geary ligningen med en datamaskin under anvendelse av en data-maskinkurvetilpasningsprosedyre som beskrevet av N. Green og

R. Gandhi i Materials Perf. 21,34 (juli 1982). Typiske Tafel-konstanter var BA = 70 mV/dekade og BC = 110 mV/dekade. Disse var uavhengig av sondekonstruksjon slik de i realiteten burde være,, og .konstant-relatert til korrosjonsmekanismen i og for seg. Interelektrodemotstandene var en funksjon av en funksjon av den spesielle råoljen, saltoppløsningsinnholdet, omrørings-takten og sondeutformningen, hvilket igjen bør være etter som de er relatert til ankomsten av saltoppløsning ved elektrode-blandingsgrensesjiktet. Visse interelektrodemotstander ved hjelp av illustrasjonene mellom arbeidselektroden 16 og referanseelektroden 20 var som følger:

Den forutbestemte potensialforskjellen mellom referanselektroden 18 og et område i den omgivende korrosive væsken i generell mikroskopisk nærhet dertil ble ansett å være det potensialet som ble målt ved null strømforløp, slik det tidligere ble nevnt. Den forutbestemte potensialforskjellen i form av illustrasjon for visse spesielle råoljer og visse råolje/ saltoppløsningsblandinger for de forskjellige utførelsesformer av sonden 12 var som følger:

Høytrykksmålinger i disse følgende eksempler ble foretatt i

en vanlig Autoclave Engineering 2-liter, 316 autoklav av rustfritt stål. Elektrodesonder ble ført gjennom autoklavlokket med vanlige "swagelok" koblinger til innenfor 3,49 cm fra autoklavens basis. Trykket ble målt med en Autoclave Engineering digitalmåler med en faststoffavføler, modell T 5106-05-B10. C02-trykket ble holdt på 5 240 - 137,9 kPa. Temperaturstyring skjedde via en Autoclave Engineering temperaturstyrer "Solid State Controller nr. 520". Denne spesielle enhet pendlet mellom 88,9°C og 78,9°C over en nominell 90 minutters periode når inn-stillet for 85°C. Dette hadde en ubetydelig virknong på korrosjonshastigheten. Målinger av korrosjonshastighetsparameteren skjedde ved 85,55°C - 1,67°C. Denne variasjon ble redusert til omtrentlig halvparten ved manuell justering av effekten til oppvarmeren mens suksessive målinger ble foretatt.

EKSEMPEL I

Strømpotensialkurver målt i 40% saltoppløsning i råolje B er vist i fig. 12 for sondens 12 utførelsesform ifølge fig. 6, 7

og 11, før og etter aktivering med 10M KOH, 80°C (2 timer).

Den målte strøm (yA) for før og etter aktivering var hhv.

- 0,002 og - 0,1 ved e.m.k. (volt) mellom referanseelektroden 18 og arbeidselektroden 16 for før og etter aktivering av respektivt - 0,732 og - 0,401. Motstanden (Mfi) mellom referanseelektroden 18 og arbeidselektroden 16 i hvert tilfelle var hhv. 0,8 og 0,095. E.m.k. (volt) mellom referanseelektroden 18 og et punkt i råoljen i umiddelbar nærhet av referanseelektroden 18 var - 0,266 for før aktivering og - 0,017 for etter aktivering. De beregnede korrosjonsstrømmer var hhv. 0,0002 yA og 0,25 yA

før og etter aktivering. Det er derfor klart at behandlingen med KOH frembragte en strømreaksjon hos saltoppløsning/olje-blandingen.

EKSEMPEL II

Korrosjonsstrømmer ble målt med den KOH-behandlede parallelle elektrodesonden 12 (utførelsesformer i fig. 2 og 3) i råolje B som med vilje ble gjort mer korrosiv ved tilføring av salt-oppløsning, økning av temperatur og økning av kulldioksydtrykk. Den etterfølgende tabell III viser at sonden ifølge fig. 2 og

3 reagerer på økende korrosivitet i saltoppløsnings/oljebland-inger:

Olje/40% saltoppløsningsblandingene øker i korrosivitet med økende C02~trykk og/eller saltoppløsningsbrøkdel og/eller temperatur. Den målte korrosjonsstrøm øker etter som korrosivi-teteniblandingenøker.

EKSEMPEL III

Eksempel II ble gjentatt, men med råolje D og med en KOH-behandlet sonde 12 som har utførelsesformen i fig. 6, 7 og 11 og de resultater som fremkom gjengis i den etterfølgende tabell IV.

EKSEMPEL IV

Korrosjonens strøm-tidprofiler for N80 stål ved forskjellige mengder av 4% saltoppløsning i råolje C er vist i fig. 13, målt med sonden 12 ifølge utførelsen i fig. 6, 7 og 11 i autoklaven ved nominelt 5 240 kPa CO2, 83,33°C under de følgende betingelser:

I samtlige tilfeller synes det å være generelt en mer hurtig korrosjonsprosess ved begynnelsen, som avtar med tiden til en lavere stabil takt. Den samme konklusjon finnes i fig. 16 med den vanlige prøvestykkevekttapteknikk, f.eks. ved 5 timer, data for råolje B + 40% saltoppløsning + 5 240 kPa CO + 85°C med en påtrykt strøm (pA) av 0/1, en målt e.m.k. (volt) mellom R og W lik - 0,331, en bestemt e.m.k. (volt) mellom R og et punkt i væsken lik 0,007. I begge tilfeller var ståloverflaten hos arbeidselektroden 16 belagt med FeCO^• Korrosjonsstrømmene ved omkring 5 til 10 timer, etter initiering av CO^indusert korrosjon ved 5 240 kPa CO^og 85°C, er en svak funksjon av saltopp-løsningsantall , slik som det fremgår av tabell IV.

EKSEMPEL V

Korrosjonsstrøm-tidprofiler for lavlegeringsstål ved forskjellige mengder av 4% saltoppløsningen i råolje C er vist i fig. 14, målt med sonden 12 i utførelsesform ifølge fig. 2 og 3 i autoklaven ved normalt 5 240 kPa CC>2 , 85°C under de etterfølgende betingelser:

På ny synes det å være en hurtig korrosjonsprosess ved begynnelsen fulgt av en saktere korrosjonsprosess .

EKSEMPEL VI

En korrosjonsstrøm-tidprofil for N80 stål i 40% saltoppløsning

i råolje B er vist i fig. 15, målt med sonden 12 ifølge utførel-sesformen i fig. 6, 7 og 11 i autoklaven ved nominelt 5 240 kPa, 85°C. Dataene ved 22 timer ble beregnet fra en påtrykt strøm (pA) av + 0,1, en målt e.m.k. (volt) mellom R og W lik - 0,289,

en bestemt e.m.k. (volt) mellom R og punktet i væsken lik + 0,009.. På ny var det en hurtig korrosjon i begynnelsen, fulgt avpassi-vering til en saktere stabil korrosjonstakt.

I det det refereres fullstendig i detalj nå kun til tegningene ifølge fig. 18-39, hvor like deler ved oppfinnelsen er gjengitt med like henvisningstall, ses det en anordning, generelt angitt med henvisningstallet 10, for måling av korrosjonshastighet hos metaller e.l., i et korrosivt væskemiljø, slik som en hydrokarbon/ saltoppløsningsblanding. Anordningen 10 omfatter en korrosjonssonde, generelt betegnet med henvisningstallet 12, som er innført i det korrosive væskemiljøet som befinner seg i et rør 14, in autoklav 15 e.l.

En utførelsesform av korrosjonssonden 12 innbefatter en referanseelektrode 16, en arbeidselektrode 18 og en motelektrode 20.

Et isolasjonsmiddel eller dielektrikum 22 er plassert mellom referanseelektroden 16 og arbeidselektroden 18 og mellom arbeidselektroden 18 og motelektroden 20. Dielektrikumet 22 mellom referanseelektroden 16 og arbeidselektroden 18 har en ionisk ledende elektronisk isolerende overflate 23. Dielektrikumet 22 mellom arbeidselektroden 18 og motelektroden 20 har ikke eller må ha den ionisk ledende overflaten 23. Arbeidselektroden 18

er plassert fortrinnsvis mellom referansee1ektroden 16 og motelektroden 20. Referanselektroden 16, arbeidselektroden 18,

og motelektroden 20 avsluttes hhv. i en referanseelektrodeende 24, en arbeidselektrodeende 26, og en motelektrodeende 28.Referanseelektrodeenden 24 og arbeidselektrodeenden 26 er hovedsakelig i et koplanat forhold blandt og med hensyn til hverandre. Motelektrodeenden 28 trenger ikke å være koplanar med hensyn

til referanseelektrodeenden, men motelektrodeenden 28 er for-

trinnsvis koplanar med hensyn til referanseelektrodeenden 24

og arbeidselektrodeenden 26. Den ionisk ledende overflaten 23 hos dielektrikumet 22 mellom referanseelektrodeenden 24 og arbeidselektrodeenden 26 er også fortrinnsvis i et koplanat forhold blant og med hensyn til referanseelektrodeenden 24

og arbeidselektrodeenden 26. Korrosjonssonden 12 kan i tillegg omfatte et hylster 30 som avsluttes i en hylsterende 32. Dielektrikumet 22, fortrinnsvis uten den ionisk ledende overflaten 23, kan også plasseres mellom motelektrodeenden 20 og hylsteret 30. Hylsterenden 32 og dielektrikumet 22 mellom motelektroden 20 og hylsteret 30 er fortrinnsvis, men ikkenødvendigvis, også koplanare relativt mot elektrodeenden 28, referanseelektrodeenden 24, arbeidselektrodeenden 26 og den ionisk ledende overflaten 23 mellom referanselektrodeenden 24 og arbeidselektrodeenden 26 .

Nedragende ledere 36, 34 og 38 er elektrisk festet hhv. til referanseelektroden 16, arbeidselektroden 18 og motelektroden 20, og sammenkobler elektrisk korrosjonssonden 12 med en anordning, generelt angitt med henvisningstallet 39, som er i stand til å levere eller overføre til sonden 12 en konstant spenning eller en konstant strøm. Fortrinnsvis omfatter anordningen 39

en potensiostat 40, hvilken er av konvensjonell utforming og en signalgenerator 42 som også er av konvensjonell konstruksjon. Signalgeneratoren 42 påvirker elektrisk potensiostaten 40 via ledere 44-44 for å instruere eller signalisere en forutbestemt kjent strømstyrke, eller en forutbestemt kjent potensialforskjell, til potensiostaten 40 som overfører den samme til korrosjonssonden 12 gjennom en eller flere av lederne 34, 36 og 38, slik det vil bli forklart i det etterfølgende.

Den variable motstanden 46 er forbundet i serie innenfor lederen 34.Måleren 48 er elektrisk festet over motstanden 46 for å

måle strømmen gjennom lederen 34 ved å måle spenningsfallet over motstanden 46, og et voltmeter 50 sammenkobler lederne 34 og 36 for å måle potensial forskje11en mellom disse to ledere.

I en foretrukket utførelsesform av korrosjonssonden 12 vist i

fig. 31, 32, 33, 34, 35 og 36, er referanselektroden 16 formet som en sylinder og arbeidselektroden 18 er hovedsakelig en sylinderisk ring som omkretsmessig omgir referanseelektroden 16 og er konsentrisk plassert relativt denne. Motelektroden

20 er også hovedsakelig en sylinderisk ring som omkretsmessig omgir arbeidselektroden 18 og er også konsentrisk plassert relativt referanseelektroden 16 og med hensyn til arbeidselektroden 18. I den foretrukne utførelsesform i fig. 31, 35 og 36, definerer motelektroden 20, i tillegg til å være en elektrode, en bøssing (sleeve) og har en langt større lengde enn arbeidselektroden 18 og referanseelektroden 16. I den foretrukne ut-førelsesform av fig. 32, 33 og 34, er motelektroden 20 omtrentlig av samme lengde eller litt lenger enn arbeidselektroden 18

og referanseelektroden 16, og hylsteret 30 har en generell struktur som definerer hovedsakelig en sylinderisk bøssing som omkretsmessig omgir motelektroden 20 og er konsentrisk plassert relativt referanseelektroden 16, arbeidselektroden 18 og motelektroden 20. En skive 21 kan plassereres på toppen av dielektrikumet 22, som vist i fig. 33 og 35. Det skal forstås at for denne utføre1sesform av foreliggende korrosjonssonde 12 og for formålet ved denne, vil foreliggende korrosjonssonde 12 virke like så effektivt hvis motelektroden 20 var i posisjonen for referanseelektroden 16 og formet og dimensjonert tilsvarende, og hvis referanselektroden 16 var i posisjonen for motelektroden 20 og også formet og dimensjonert tilsvarende.

Referanseelektrodeenden 24, arbeidselektrodenenden 26, motelektrodeenden 28 er respektive konstruksjonsmessig motstående en referanseelektrodes motstående ende 52, en arbeidselektrodes motstående ende 54, og en motelektrodes motstående ende 56.

Hylsterenden 32 er konstruksjonsmessig motstående et hylsters motstående ende 58. I fig. 33 er arbeids- og motelektrodene 18

og 20 konstruksjonsmessig deformert slik at de motstående ender 54 og 56 er i alt vesentlig normale relativt referanse- og mot-elektrodenes 18 og 20 hovedstruktur. De nedragende ledere 36, 34 og 38, danner hhv. elektrisk kontakt med de motstående ender 52, 54 og 56.

I den foretrukne utførelsesform for korrosjonssonden 12 i fig.

31, 35 og 36, er motstående ende 56 av motelektroden 20 kon-struks jonsmessig anbragt i en større avstand fra motelektrodens ende 28 enn de motstående ender 54 og 52 er strukturelt anbragt hhv. fra arbeidselektrodeenden 26 og referanseelektrodeenden 24, for derved å skape et tomrom innenfor den innvendige sylinderiske veggen av motelektroden 20. I denne utførelsesform kan tomrommet defineres som det tilgjengelige rom fra de motsatte ender 52 og 54 hos hhv. referanseelektroden 16 og arbeidselektroden 18, og fra dielektrikumet 22 plassert mellom referanseelektroden 16 og arbeidselektroden 18 og mellom arbeidselektroden 18 og motelektroden 20, opp til en romytterende som generelt stemmer overens med den motsatte ende 56 av motelektroden 20 (se fig. 31 og 35).

I den foretrukne utførelsesform for korrosjonssonden 12 i fig.

32, 33 og 34, har hylsteret 30 en større lengde enn referanse-, arbeids- og motelektrodene 16, 18 og 20, slik at hylsterets motsatte ende 58 er konstruksjonsmessig anbragt i en større avstand fra hylsterenden 32 enn de motsatte ender 52, 54 og 56,

er strukturelt anbragt fra referanseelektrodeenden 24, arbeidselektrodeenden 26 og motelektrodeenden 28, for derved å skape et tomrom innfor den innvendige sylinderiske veggen hos hylsteret 30. I denne utføre1sesform kan dette tomrom defineres som det tilgjengelige rom fra de motsatte ender 52, 54 og 56 hos hhv. referanseelektroden 16, arbeidselektroden 18 og motelektroden 20, og fra dielektrikumet 22 plassert mellom referanseelektroden 16

og arbeidselektroden 18, og mellom arbeidselektroden 18 og motelektroden 20, og mellom motelektroden 20 og hylsteret 30 opp til en romytterende som generelt overensstemmer med hylsterets motsatte ende 58 hos hylsteret 30.

Et holdemateriale, generelt angitt med henvisningstallet 60, er plassert generelt i hvert av tomrommene for utføre1sesformene i fig. 31, 35 og 36, og fig. 32, 33 og 34. De nedragende ledere 36 og 34 strekker seg fra de motsatte ender, hhv. 52 og 54, gjennom og forbi holdematerialet 60, og i den foretrukne ut-førelsesform i fig. 32, 33 og 34, strekker den nedragende lederen 38 seg også gjennom og forbi holdematerialet 60 fra motelektrodens

notsatte ende 56.

I en annen foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, innbefatter korrosjonssonden 12 vist i fig. 25-30, kun referanseelektroden 16 og arbeidselektroden 18 med dielektrikumet 22

nellom disse forsynt med den ionisk ledende dielektriske overflaten 23. I tillegg til referanseelektroden 16, arbeidselektroden 18, og dielektrikumet 22, med den dielektriske overflaten 23 mellom disse, kan korrosjonssonden 12 ifølge denne utførelsesform av oppfinnelsen innbefatte et hylster 30 som avsluttes i en hylsterende 32 (se fig. 25, 28, 29 og 30). Dielektrikumet 22 eller noe lignende stoff eller materiale uten

den ionisk ledende overflaten 23 kan plasseres mellom arbeidselektroden 18 og hylsteret 30. Referanseelektroden 16 og arbeidselektroden 18 avsluttes i hhv. referanseelektrodeenden 24 og arbeidselektrodeenden 26.

I denne utførelsesform av oppfinnelsen behøves ikke motelek-

troden 20, men erstattes med et annet strømledende middel som må være i kontakt med det korrosive væskemiljøet. Strømlednings-midlet kan være et hvilket som helst egnet middel som er i stand til å lede elektrisitet som kommer fra det korrosive væskemiljøet, innbefattende, men ikke begrenset til, som vist i fig. 21 og 22, siden av autoklaven 15 som har en korrosiv væske 7, eller siden av røret 14 som transporterer det korrosive væskemiljøet. Strøm-ledningsmidlet kan fremstilles eller konstrueres av et hvilket som helst materiale som er elektrisitetsledende, slik som jern, jernlegering, stål, stållegeringer, eller kobber, kobberlegeringer etc .

De nedragende lederen 36 og 34 er forbundet hhv. med de motsatte ender 52 og 54, og den nedragende lederen 38 er festet til det strømledende middel, hvilket i fig. 21 er siden av autoklaven 15

og i fig. 20 er siden av røret 14. Med hensyn til denne utførelses-form av oppfinnelsen, er elektroden 16 formet som en sylinder og arbeidselektroden 18 er hovedsakelig en sylinderisk ring som omkretsmessig omgir referanseelektroden 16 og er konsentrisk plassert med hensyn til denne. Arbeidselektroden 18, i tillegg

til å være en elektrode, definerer en bøssing og har en langt større lengde enn referanseelektroden 16. I den foretrukne utførelsesform i fig. 27, 28, 29 og 30, er arbeidselektroden 18 omtrentlig av samme lengde eller litt lenger enn referanseelektroden 16, og hylsteret 30 har en generell struktur som definerer hovedsakelig en sylinderisk bøssing som omkretsmessig omgir arbeidselektroden 18 og er konsentrisk plassert relativt referanseelektroden 16 og arbeidselektroden 18. En skive 21

kan plasseres på toppen av dielektrikumet 22, som vist i fig.

29 .

Hylsteret 30 har en større lengde enn referanseelektroden 16

og arbeidselektroden 18, slik at hylsterets motsatte ende strukturelt er anbragt i en større avstand fra hylsterets ende 32 enn de motsatte ender 52 og 54 er strukturelt fra hhv. referanseelektrodeenden 24 og arbeidselektrodeenden 26, for derved å skape et tomrom innenfor den innvendige sylinderiske veggen mot hylsteret 30. I denne utførelsesform kan dette tomrommet defineres som det tilgjengelige rom fra de motsatte ender 52 og 54 hos hhv. referanseelektroden 16 og arbeidselektroden 18, og fra dielektrikumet 22 plassert mellom referanseelektroden 16 og mellom arbeidselektroden 18 og hylsteret 30, opp til en romytterende som generelt er i overensstemmelse med hylsterets motsatte ende 58 for hylsteret 30. Holdematerialet 60 er plassert generelt i tomrommene innenfor veggene hos arbeidselektroden 18 for utførelsesformen i fig. 23, 24, 26 og 29, og innenfor veggene hos hylsteret 30 for utføre1sesformen i fig. 25, 27 og 28.

Den nedragende lederen 36 strekker seg fra den motsatte enden

52 gjennom og forbi holdematerialet 60 i utførelsesformen i fig. 23, 24 og 26, og de nedragende lederne 36 og 34 i utførel-sesformen i fig. 25, 27 og 28, forløper fra hhv. de motsatte ender 52 og 54, gjennom og forbi holdematerialet 60.

I den foretrukne utførelsesform for korrosjonssonden 12 i fig. 31-36, har referanseelektroden 16 en diameter mindre enn 6,35 mm, fortrinnsvis mellom 0,254 mm og 5,08 mm. Særlig foretrekkes det at diameteren for referanselektroden er ca. 4,45 mm. Tykkelsen av den sylinderiske arbeidselektroden 18 og den sylinderiske mot elektroden 20, særlig innbefattende deres respektive sylinderiske arbeidselektrodeende 26 og sylinderiske motelektrodeende 28,

er fortrinnsvis mindre enn ca. 6,35 mm. Fortrinnsvis er tykkelsen av disse elektroder 18 og 20, og særlig innbefattende deres respektive elektrodeender 26 og 28, mellom ca. 0,254 mm og 3,81 mm. Mest foretrukket er det at tykkelsen er ca. 5,08 mm. Det skal forstås at tykkelsen av elektrodeendene 26 og 28 kan avvike fra tykkelsen av den øvrige respektive elektrodestruktur 18 og 20. Den viktige tykkelsen med hensyn til foreliggende oppfinnelse er tykkelsen av elektrodeendene 26 og 28, fordi disse er steder med hensyn til overføring av strømstyrke og potensialforskjell.

I den foretrukne utførelsesform av foreliggende korrosjonssonde

12 i fig. 23-30, har referanseelektroden 16 også en diameter mindre enn 6,35 mm, fortrinnsvis mellom 0,254 mm og 5,08 mm,

slik det fremgikk for korrosjonssonden 12 ifølge utførelses-formen i fig. 31-36. Mer foretrukket er det imidlertid at

diameteren for referanseelektroden 16 i fig. 23-30 er ca. 4,44 mm. Tykkelsen av den sylinderiske arbeidselektroden 18, innbefattende dens sylinderiske arbeidselektrodeende 26, er fortrinnsvis mindre enn ca. 6,35 mm. Fortrinnsvis er tykkelsen av elektroden 18,

og særlig innbefattende dens respektive elektrodeende 26, mellom ca. 2,54 mm og 3,81 mm, i det særlig foretrukket størrelse av tykkelsen er ca. 0,051 mm. Slik tilfellet var for korrosjonssonden 12 ifølge utførelsesformen angitt i fig. 23-30, skal det forstås at tykkelsen av elektrodeenden 26 kan være forskjellig fra tykkelsen av øvrige respektive struktur for elektroden 18. For denne utførelsesform av korrosjonssonden 12, er den viktige tykkelsen med hensyn til foreliggende oppfinnelse tykkelsen av elektrodeenden 26, p.g.a. at dette er stedet for overføring av strømstyrke og potensialforskjell.

Autoklaven 15 i fig. 21 har en topp 5 som er boltet ved hjelp av bolter 6 til toppen av autoklavens 15 sidevegg. En ledning 4

med ventil 3 er for å avgi en korrosiv væske 7 (d.v.s. hydro-karbonfluidum pluss gass) inn i autoklaven 15. Kuplingen 2 fester på løsgjørbar måte korrosjonssonden 12 gjennom toppen 5

og inn i autoklavens indre slik at korrosjonssondens 12 ende danner kontakt med den korrosive væsken 7. I fig. 18 og 22 bevirker kuplingen 2 at korrosjonssonden 12 løsgjørbart festes til og gjennom toppen av røret 14 som transporterer korrosiv væske eller korrosive væsker.

Av betydning er også bredden av ionisk ledende overflaten 23 mellom elektrodeendene 24 og 26 eller, angitt på annen måte, avstanden mellom elektrodeenden 24 og 26. For samtlige foretrukne utførelsesformer av korrosjonssonden 12 er bredden av den ionisk ledende overflaten 23 mellom elektrodeenden 24 og 26, eller angitt på annen måte avstanden mellom elektrodeenden 24

og 26, fortrinnsvis ca. 8,89 mm eller mindre. Det er innlysende og ikke av vesentlig betydning at bredden for den ionisk ledende overflaten 23 mellom elektrodeenden 24 og 26, eller med andre ord avstanden mellom elektrodeendene 24 og 26 kan være forskjellig fra bredden av et hvilket som helst dielektrikum 22 mellom den øvrige respektive elektrodestruktur 16 og 18, eller avstanden mellom den øvrige respektive elektrodestruktur 16 og 18. I en mer foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen er bredden av den ionisk ledende overflaten 23 mellom elektrodeendene 24 og 26 eller avstanden mellom elektrodeenden 24 og 26 mellom ca. 0,254 mm og ca. 5,08 mm, med den mest foretrukne verdi lik 0,508 mm.

Dielektrikumet 22 mellom arbeidselektroden 18 og motelektroden

20 har ikke den ionisk ledende overflaten 23 og avstanden og/ eller rommet mellom arbeidselektroden 18 og motelektroden 20 avhenger av et antall variable faktorer, slik som effektmengden som kan overføres til korrosjonssonden 12 fra anordningen 39 (eller potensiostaten 40), ledningsevnen hos den korrosive væsken, etc. Fra et økonomisk synspunkt ville avstanden og/eller rommet mellom arbeidselektroden 20 være en hvilken som helst egnet avstand og/eller rom som ville være det mest kostnadsvirksomme med hensyn til fremstilling av korrosjonssonden 12, slik som i form av et ikke-begrensende eksempel, fortrinnsvis høyst 1,27 cm.

Avstanden mellom arbeidselektroden 18 og det ledende middel

(f.eks. sideveggen i autoklaven 15 eller siden av røret 14)

som erstatter motelektroden 20 avhenger også særlig av det tidligere nevnte antall av variable faktorer, slik som effektmengden som kan overføres til korrosjonssonden 12 og ledningsevnen for den korrosive væsken, etc. På denne utførelsesform av oppfinnelsen er det ingen motelektrode 20, og økonomi vil derfor ikke kunne være en av de styrende krefter slik tilfellet er hvor sonden 12 innbefatter motelektroden 20. For denne ut-førelsesform av foreliggende oppfinnelse,,hvor korrosjonssonden 12 omfatter referanselektroden 16 og arbeidselektroden 18, eller referanseelektroden 16, arbeidselektroden 18 og hylsteret 30,

vil avstanden og/eller rommet mellom arbeidselektroden 18 og det ledende middel være en hvilken som helst egnet avstand og/eller rom som ville være rimelig og hvorved strøm kan ledes fra arbeidselektroden 18, gjennom den korrosive væsken og det ledende midlet. Det er innlysende at desto større avstanden er mellom arbeidselektroden 18 og den ledende midlet, desto større er sjansen for at unøyaktigheter i målinger kan fremkomme. Som en passende løsning foretrekkes det at avstanden og/eller rommet mellom arbeidselektroden og det ledende midlet fortrinnsvis er mindre enn ca. 0,305 m.

Arbeidselektroden 18 er fremstilt av et hvilket sorn helst materiale, hvis korrosjonshastighet i det korrosive væskemiljøet skal bestemmes. Fortrinnsvis er arbeidselektroden 18 laget av et ferrometall slik som stål. Motelektroden 20 (eller det ledende middel) er tilveiebragt for å tillate fullføringen av en effekt-krets mellom arbeidselektroden 18 og motelektroden 20 (eller det ledende middel), hvorved en strøm kan påtrykkes som følger; gjennom arbeidselektroden 18, gjennom det korrosive væskemiljøet, og gjennom motelektroden 20 (eller gjennom det ledende midlet). Selv om motelektroden 20 (eller det ledende midlet) kan fremstilles av et hvilket som helst materiale, slik som et ferrometall (f.eks. stål), er det fortrinnsvis inert. D.v.s. fremstilt av et materiale slik som karbon, grafitt eller platina som ikke gjennomgår noen reaksjon under påføringen av et elektriske potensiale når det utsettes for det korrosive væskemiljøet. På denne måte, unngås forurensning av det korrosive væskemiljøet med

uønskede reaksjonsprodukter.

Referanseelektroden 16 kan også fremstilles av et hvilket som helst ledende materiale, men er fortrinnsvis en reversibel elektrode ved at mer nøyaktige målinger er gjort mulige, etter som et fast potensiale mellom en referanseelektrodeende 24 og et område i et omgivende fluidumsmiddel (d.v.s. det korrosive væskemiljøet slik en en olje/saltoppløsningsblanding) i generell mikroskopisk nærhet dertil ikke endres ved passeringen av ørsmå strømmer til eller fra referanseelektrodeenden 24. Selv om stål har vist seg å være egnet til bruk som en referanseelektrode 16

i korrosjonssonden 12 ifølge foreliggende oppfinnelse, indikerer teknikkens teori at andre metaller og metallegeringer, f.eks. merkuroklorid, hydrogen, kobber-kobbersulfat, sølv-sølvklorid,

og aluminium, kobber, messing, bly, nikkel, titan, zirkonium, krom, og legeringer derav kan anvendes under lignende betingelser. Bruken av en referanseelektrode 16 av stål er fordelaktig ved

at den tillater en kort testperiode, tillater bruken av høye temperaturer og trykk, og tillater bruken av det mest følsomme området hos måleren 50. I en foretrukket utførelsesform for kor rosjonssonden 12 er referanseelektroden 16, arbeidselektroden 18 og motelektroden 20 fremstilt av det samme materialet for å overvinne eventuelle mulige vanskeligheter som normalt møtes når det tas potensialmålinger under anvendelse av referanseelektroden 16.

Hylsteret 30 kan fremstilles av et hvilket som helst egnet materiale som vil være beskyttende for dielektrikumet 22, elektroden 16, 18 og 20, eller elektrodene 16 og 18, festet innenfor dielektrikumet 22, og holdematerialet 60 som holder og fastholder dielektrikumet 22 (innbefattende elektrodene 16, 18 og 20, eller elektrodene 16 og 18) på plass. I samtlige foretrukne utførelsesformer for korrosjonssonden 12, fremstilles hylsteret 30 av meget korrosjonsmotstandsdyktig materiale, f.eks. rustfritt stål e.l.

I de foretrukne utførelsesformer for kor rosjonssonden 12 vist i fig. 32, 33 og 34, kan avstanden for hylsteret 30 fra motelek troden 20, eller tykkelsen av dielektrikumet 22 mellom hylsteret 30 og motelektroden 20 være av en hvilket som helst egnet rimelig avstand eller tykkelse, slik som mellom 0,254 mm til ca. 25,4 mm. Dette er ikke kritisk p.g.a. at overflaten av dielektrikumet 22 mellom motelektroden 20 og hylsteret 30, eller mellom motelektrodens ende 28 og hylsterets ende 32 fortrinnsvis er en inaktiv overflate og ikke ionisk ledende slik som den ionisk ledende overflaten 23 mellom elektrodeendene 24 og 26.. Det er ikke noe behov for at overflaten av dielektrikumet 22 mellom motelektroden 20 og hylsteret 30 skal være ionisk ledende. Likeledes, i de foretrukne utførelsesformer av korrosjonssonden 12 vist i fig. 25, 27, 28 og 30, er distansen som hvilken som helst av elektroden 16, 18 er fra hylsteret 30 ikke kritisk eller viktig og kan være av en hvilken sorn helst rimelig avstand, slik som mellom 2,54 til 25,4 mm. Overflaten av dielektrikumet 22 fra en hvilken som helst av elektrodeenden 24 og 26 over holdematerialet 60,

til hylsterenden 32 hos hylsteret 30 er inaktiv og ikke ionisk ledende slik som den ionisk ledende overflaten 23 plassert mellom de to tilstøtende elektrodeenden (d.v.s. mellom elektrodeendene 24 og 26 ) .

Materialet for dielektrikumet 22 kan være en hvilket som helst egnet isolasjon, slik som teflon, glass, fiber, plast (f.eks. polystyren), harpikser (f.eks. fenolharpikser), fluorkarboner, eller blandinger av samme, som kan være i stand til å understøtte en ionisk ledende overflate 23 og motstå høye temperaturer og trykk. Fortrinnsvis er dielektrikumet 22 en polystyrenplast eller en fenolharpiks.

Den høye motstanden for dielektrikumet 22 mellom samtlige elektrodeender 24 og 26 reduseres ved å innleire eller kjemisk generere ioniske funksjoner på overflaten av dielektrikumet 22 som adskiller elektrodeendene 24 og 26 for å definere den ionisk ledende overflaten 23. Fig. 19 og 25 illustrerer et flertall av ionisk ledende negativt ladede ioner som er kjemisk bundet til overflaten av dielektrikumet 22 og fig. 20 og 26 viser et flertall av vekslende negativt og positivt ladede ioner som er innleiret i den dielektriske overflaten 23.

I den foretrukne utførelsesform, induseres de ønskede "kunstige" ladningsbærende ved kjemisk modifisering av overflaten hos dielektrikumet 22 ved kaustisk etsing (f.eks. med KOH e.l.) av de fenolbaserte harpikser eller oksydativ sulfonering av polystyrenharpiksene. Disse epoksyer inneholder naturlig slike ionisk ledende ladede ioner og krever ikke noen ytterligere kjemisk behandling. Kjemisk etsingsbehandlinger virker til å minske resistiviteten hos dielektrikumet 22 for å oppnå den ionisk ledende overflaten 23 ved generering nominelt av et monolag av permanent bundet overflateionevekslingsgrupper og/eller generering av en vann-fuktbar overflate som kan eller ikke kan ha permanente overflateioner, men som vil absorbere vann og ioner fra det korrosive væskemiljøet (f.eks. en olje eller salt-oppløsningsblanding).

Det korrosive væskemiljøet ifølge den foreliggende oppfinnelse

kan være et hvilket som helst korrosivt væskemiljø slik som,

men ikke på begrensende måte, kulldioksyd-mettet saltoppløsning, kulldioksyd-mettet olje/saltoppløsning, vanlig saltoppløsning inneholdende blandede klorider slik som kalsium og magnesium, oljebrønnsaltoppløsninger, vann til bruk ved sekundær gjenvinning av olje, resirkulerende kjølevann, hvilken som helst hydrokarbon/ saltoppløsningsblanding, eller et hvilket som helst korroderbart væskemiljø som ikke bare inneholder klorider slik som kalsium og magnesium, men også andre ioner slik som sulfid, ferro,

ferri, kobberaktige eller andre lett oksyderte eller reduserte ioner. Den foreliggende oppfinnelse er særlig egnet for måling av korrosjon på stål i blandinger av saltoppløsning suspendert i olje (i motsetning til blandinger av olje suspendert i salt-oppløsning) etter som ingen nåværende kjent teknikk elektrokjemiske sonder kan oppnå dette.

Med fortsatt henvisning til tegningene med hensyn til virkemåte

av oppfinnelsen og fremgangsmåten for måling av korrosjonshastigheter av metaller e.l., i et korrosivt væskemiljø, slik som saltoppløsning/oljeblanding, blir korrosjonssonden 12 først klargjort. Arbeidselektroden 18 er prøveelektroden for hvilken virkningene av det korrosive væskemiljøet skal bestemmes.

Referanselektroden 16, fortrinnsvis reversibel, opprettholder

et fast potensiale for anvendelse ved måling av potensialforskjellen hos arbeidselektroden 16 under strømforløp. Motelektroden 20, eller det strømledende middel, fører små teststrømmer mellom seg og arbeidselektroden 18. Korrosjonsstrømmen beregnes fra strøm/potensialprofilen hos arbeidselektroden.

Elektrodene 16, 18 og 20, og elektrodene 16 og 18 for utførel-sesformen i fig. 23-30, er plassert med en foretrukket avstand av 1,5 mm eller litt mindre enn ca. 1,27 mm. Størrelsen av motstanden mellom referanseelektroden 16 og arbeidselektroden 18 reduseres ved å minske interelektrodeavstanden og/eller å

øke den ionisk ledeevnen for det dielektriske overflatemateriale

23 mellom elektrodene 16 og 18. Dette bringer interelektrodemotstanden inn i et regime som er adressebart ved hjelp av kommersiell vekselstrømsledningsevnebroer. Den ohmske inter-elektrodemotstanden kan derfor måles med en batteridrevet led-ningsevnebro av typen Beckman Instrument Modell KC-16C e.l.,

som opererer på 1 KHz. Det normale dynamiske området for denne vekselstrømsbro er ca. 0 til 1 Mn, med kalibrering via vanlige motstander over 0,2 Mn. Motstandsmåleområdet for denne Beckman bro, eller en hvilken som helst lignende bro, kan utvides til Mn-området (og en hver potensiell feil i målingen reduseres)

ved bruk av en shunt-teknikk som beskrevet av L. Niedrach i Journal of Electrochemical Soc. 127, 2122 (1980). Den høye ukjente interelektrodemotstanden plasseres parallelt med en mindre, kjent motstand, innenfor det dynamiske området og Rx beregnes fra målingen ved hjelp av den vanlige formel for motstander i parallell. Verdier som nøyaktige til nominelt 10% oppnås på

denne måte inntil 5Mn.

I den foretrukne utførelsesform i fig. 31-36, fremstilles elektrodene 16, 18 og 20 i den hensikt å illustrere foreliggende oppfinnelses virkemåte, av N80 stål omfattende jern og de følgende legeringselementer i den her angitte vekt-% basis: Si 0,26,

Mn 1,42, Cr 0,54, Mo 0,016, Ni 0,08, Cu 0,14, V 0,111, Sn 0,006,

Al 0,02, B 0,0002, Mg 0,003, P 0,009, S 0,012 og C 0,36. Elektrodene er anbragt som en sylinderisk skive for referanse elektroden 16 med en diameter av ca. 4,44 mm, og har ringer med en jevn tykkelse av ca. 1,27 mm for arbeidselektroden 18

og motelektroden 20.

I den foretrukne utf ørelsesf orm av fig. 23, 24, 25, 26, 27, 28,

29 og 30, fremstilles elektrodene 16 og 18, for illustrasjonens formål, av N80 stål. Elektrodene er også anbragt slik at referanseelektroden 16 er en sylinderisk skive med en diameter av ca. 4,44 mm, og arbeidselektroden 18 er en ring som har en jevn tykkelse av ca. 1,27 mm.

01je/saltoppløsningsblandinger tilveiebringes som det korrosive væskemiljøet for illustrering av foreliggende oppfinnelse. Råoljene som anvendes til å lage olje/saltoppløsningsblandingene er: råolje A, råolje B, råolje C, råolje D og råolje E. 640 ml av hver råolje ble kombinert med et forutbestemt ønsket volum (prosentandel) av NaCl-oppløsning i en 2-liter autoklav. Blandingene blir respektive utluftet ved å trykksette/oppheve trykk til 4 826,5 kPa med argon, under omrøring. Tilførselen av Na^SO^fjernet de siste spor av oppløst oksygen. Etter som blandingene vil skille seg i slam-fluidumslag ved avkjøling og etter ventilering av kulldioksydet, ble blandingene holdt varme, omrørte og under C02når de ikke var i bruk.

Tre kor rosjonssonder 12 tilveiebringes for hver av de tre ut-førelsesformene av sonden 12 under anvendelse av et av følgende tre dielektrika for hver sonde 12 i hver utførelsesform:

teflon, polystyren, og fenol-fylt lerret. Holdematerialet 60

(en herdet epoksyharpiks) ble anvendt til å holde dielektrikumet 22, innbefattende de implanterte elektrodene 16, 18 og 20, og elektrodene 16 og 18 i fig. 25, 27, 29 og 30, innenfor et hylster 30 av rustfritt stål. En herdet epoksyharpiks ble også anvendt som et fastholdelsesmateriale 60 for å holde dielektrikumet 22

som har implantert elektroder 16 og 18 innenfor den sylinderiske veggen for motelektroden 20 med hensyn til fig. 31, 35 og 36.

For utførelsesformen av korrosjonssonden 12 i fig. 25, 24 og 26, Die den herdede epoksyharpiksen dessuten anvendt som fastholdelsesmaterialet 60 for å holde dielektrikumet 22 som har den implanterte elektroden 16 innenfor den sylinderiske veggen av arbeidselektroden 18.

Overflaten av dielektrikumet 22 mellom elektrodene 16 og 18

for samtlige utførelsesformer av korrosjonssonden 12 må være ionisk ladet til å definere den ionisk ledende overflaten 23

og redusere interelektrodemotstanden. Overflaten av dielektrikumet 22 mellom elektrodene 18 og 20 trenger ikke å være ionisk ladet.

Den proksimale anbringelse alene av elektrodene 16 og 18 (innbefattende deres elektrodeender 24 og 26) med hensyn til hverandre vil ikke gi den nødvendige lave interelektrodemotstanden for å detektere korrosjon på arbeidselektroden 18. Et stort antall av ioneladninger kan genereres på interelektrodeoverflaten av dielektrikumet 22 mellom elektrodeenden 24 og 26 enten ved permanent å innleire ionematerialer av ørliten størrelse (mindre enn 200 mesh), slik som glass, BaS04, og andre uoppløslige, elektronisk isolerende salter og/eller innenfor interelektrodeoverflaten av dielektrikumet 22 (se fig. 20 og 26) på en vekslende negativ/positivt ladede ioner måte for å øke overflateionelede-evne, og/eller la interelektrodeoverflaten hos dielektrikumet 22 mellom elektrodeendene 24 og 26 hos hhv. referanseelektroden 16 og arbeidselektroden 18 reagere med et pas.sende kjemisk middel, en etser, for kjemisk å binde et flertall negativt ladede ioner på denne (se fig. 19 og 25) for å øke overflateionelede-evnen. Når forutbestemte ionematerialer av ørliten størrelse permanent innleires på og/eller innenfor interelektrodeoverflaten av dielektrikumet 22 til å definere den ionisk ledende overflaten 23, må den ionisk ledende overflaten 23 være elektrostatisk nøytral, d.v.s. den må ha det samme antallet av positive ladninger som negative ladninger og omvendt. Midlet for å innleire kan være et hvilket som helst egnet middel, slik som ved trykk eller ved å drive ionematerialene inn i interelektrodeoverflaten hos dielektrikumet mellom referanseelektroden 16 og aroeidselektroden 18.

Den følgende tabell I er ohms motstand (henvist til arbeidselek troden 18)vi en blanding av 15% saltoppløsning og råolje B for de to kor rosjonssondene (fig. 33 og 34, og fig. 29 og 30) som har et dielektrikum 22 av fenolharpiks, før og etter nedsenkning i forskjellige etsere:

TABELL I

Virkning av etsere på inter-elektrodemotstand (fenolharpiks;

i 15% saltoppløsning/råolje B, 5 240 kPa C02: 82,2°C; rengjort i 1/1 HC1, 60°C)

Den ohmske motstanden for kor rosjonssonden 12 i fig. 33 og 34

og fig. 39 og 40 målt under de angitte eksperimentelle forhold var i overkant av 5 Mn. Fukting i 10M KOH etseren ved 80°C under 2 timer reduserte i vesentlig grad interelektrodemotstanden eller den dielektriske overflaten 22 mellom elektrodene 16 og 18 for begge kor rosjonssondene 12. Høyere temperaturer ødela elektrodene hos kor rosjonssondene 12, og kortere fuktingstid ga ikke vedvarende ionisk ledende aktivitet for å senke inter-elektrodemotstanden .

Tabell II nedenfor angir ohmske motstander (henvisning til arbeidselektroden 18) i en blanding av 40% saltoppløsning i råolje B

for korrosjonssonden 12 vist i fig. 33 og 34 med et dielektrikum

22 av polystyren før og etter behandling med forskjellige etsere, og viser at den oksydative sulfonering minsket interelektrodemotstanden .

TABELL II

Virkning av etsere på sonde med dielektrikum av polystyren (Konfigurasjonen ifølge fig. 33 og 36, 40% saltoppløsning/råolje

B)

Etter at korrosjonssondene 12 er blitt forsynt med en ionisk ledende overflaten 23 for å redusere inter-elektrodemotstanden,

må potensialforskjellen mellom referanseelektroden 16 og et område i et omgivende korrosivt væskemiljø i generell mikroskopisk nærhet dertil (ca. 10 — 6 cm eller mindre) bestemmes. Potensialforskjellen mellom referanseelektroden 16 og et område i et omgivende korrosivt væskemiljø i generell mikroskopisk nærhet dertil (ca. 10 ^ cm eller mindre) anses som den potensialforskjellen når ingen strøm flyter, som reduserer målingen til den overspenning som er nødvendig for å utføre målingene, hvilket er velkjent for fagfolk.

Korrosjonssonden 12 blir deretter innført i og festet ved hjelp av en kupling 2 på røret 14 eller autoklaven 15 som inneholder det korrosive væskemiljøet 7, hvilket, som tidligere nevnt,

er en av de tilberedte saltoppløsning/oljeblandinger.

En kjent påtrykt strømtetthet, eller en kjent potensialforskjell, overføres til sonden 12 ved hjelp av anordningen 39. Slik det tidligere ble nevnt, gjennomføres dette fortrinnsvis ved bruken av potensiostaten 40 og signalgeneratoren. Den kjente strømtett- heten eller den kjente potensialforskjellen innsettes i signalgeneratoren 42 som overfører samme til potensiostaten 40.

Hvis en kjent påtrykt strømtetthet innsettes i signalgeneratoren 42, overfører potensiostaten 40 denne strømtetthet som likestrøm gjennom den nedragende lederen 34 innbefattende den variable motstanden 46, gjennom arbeidselektroden 18, gjennom det korrosive væskemiljøet, og gjennom motelektroden 20 (eller gjennom det ledende middel) og tilbake til potensiostaten 40 gjennom den nedragende lederen 38.

I utførelsesformen i fig. 1-17 ble det antatt at den ohmske motstanden over overflaten av referanseelektrodeenden er ubetydelig sammenlignet med den over den ionisk ledende overflaten 23 av dielektrikumet 22. Imidlertid vil den ohmske motstanden over overflaten av referanseelektrodeenden påvirke strømforløpet,

og den foreliggende sonde 12 overvinner dette problem etter som strømmen flyter gjennom det korrosive væskemiljøet og ikke over overflaten av referanseelektrodeenden 26 .

Den variable motstanden 46 kan ha en hvilken som helst egnet verdi (f.eks. 0,1 Mn til 1Mn). Motstanden 46 bidrar til måling av strøm, men er ikke nødvendig når potensiostaten anvendes.

Den elektromotoriske kraft mellom referanseelektroden 16 og arbeidselektroden 18 måles voltmeteret 50.

I utførelsesformen i fig. 1-17, blir, fra den kjente påtrykte strømtetthet og den tidligere bestemte motstand mellom arbeidselektroden og referanselektroden, en elektromotorisk kraft funnet ved å multiplisere den påtrykte strømtettheten med motstanden. Denne elektromotoriske kraft representerer potensialforskjellen mellom et område i det korrosive væskemiljøet i generell mikroskopisk nærhet til arbeidselektroden 18 (ca. 10~^ cm eller mindre) og et område i det korrosive væskemiljøet i generell mikroskopisk

— 6

nærhet til referanseelektroden 16 (ca. 10 cm eller mindre). Dette trinn, sammen med å bestemme motstanden mellom referanseelektroden 16 og arbeidselektroden 18, kan nå utelates i for-bindelse med sonden 12.ifølge oppfinnelsen.

Overpotensialet mellom arbeidselektroden 18 og et område i

det korrosive væskemiljøet i generell mikroskopisk nærhet dertil (ca. 10 ^ cm eller mindre) blir deretter beregnet ved å subtrahere fra den elektromotoriske kraft som leses av voltmeteret 50, den forutbestemte kjente potensialforskjell mellom referanseelektroden 16 og området i det korrosive væskemiljøet som er i generell mikroskopisk nærhet dertil.

Korrosjonsstrømmen på arbeidselektroden 18 kan nå beregnes fra Stern-Geary ligningen:

hvor IA er den kjente eller målte påtrykte strømtetthet, IC er korrosjonshastigheten uttrykt som strømtetthet, BA og BC er

de anodiske og katodiske Tafel (eller "beta") konstantene, og P er det kjente eller målte overpotensialet. Ligningen kan anvendes på et hvilket som helst korroderende system med en oksyderingsprosess (f.eks. metalloppløsning) og en reduksjonsprosess. Stern-Geary ligningen beskriver oppførselen ved aktiveringsstyrt korrosjon (BA og BC verdier vanligvis mellom 30

og 200 mV), dif f us jonsstyr t korrosjon (BC =°°), eller korrosjonen hos metaller i den passive tilstand (BA =

Hvis kun en av de to Tafel-konstantene er kjent, eller en er ikke kjent med tilstrekkelig nøyaktighet, blir en andre kjent påtrykt strømtetthet innsatt i signalgeneratoren 42 for å gjenta prosessen på ny for å oppnå et andre overpotensial. Med to kjente strømtettheter og to kjente overpotensialer for hver påtrykt strømtetthet, kan to Stern-Geary ligninger løses samtidig til å oppnå den ene ukjente Tafel-konstanten og korrosjonshastigheten uttrykt som strømtetthet.

Likeledes, hvis to Tafel-konstanter ikke er kjent, eller ikke er kjent med tilstrekkelig nøyaktighet, blir en andre og deretter en tredje kjent påtrykt strømtetthet innført i signalgeneratoren 42 for å gjenta hele prosessen for hver innført påtrykt strøm- tetthet for å oppnå et andre og et tredje overpotensial. Med tre kjente påtrykte strømtettheter og tre kjente overpotensialer for hver påtrykt strømtetthet, kan tre Stern-Geary ligninger løses samtidig til å oppnå de toTafel-konstantene og korrosjonshastigheten uttrykt som strømtetthet.

Beregning av korrosjonshastigheter fra elektrokjemiske data er vanskelig p.g.a. Stern-Geary ligningens form som ikke kan løses lett med numeriske metoder. P.g.a. den gjentatte natur ved numeriske metoder, utføres en slik analyse mest hensiktsmessig med hjelp av en datamaskin. Datamaskinsystemer med stor prosessor-enhet inneholder vanligvis programmer og/eller subrutinedatatek som er i stand til numerisk å løse Stern-Geary ligningen.

Korrosjonshastigheten uttrykkes som strømtetthet og er et mål

på den relative korrosjonshastighet, men hvis ønskelig kan den omdannes til korrosjonshastighetsenheter ved hjelp av en passende

2

omdanningsf aktor (yA/.cm ) x faktor = 0, 0254 mm (mils) pr. år.Faktorene er oppstilt nedenfor for ulike metaller.

Hvis en kjent potensialforskjell innsettes i signalgeneratoren

42, overfører potensiostaten 40 potensialforskjellen gjennom den nedragende lederen 34 innbefattende den variable motstanden 46, gjennom arbeidselektroden 18 over den ionisk dielektriske overflaten 23 mellom arbeidselektroden 18 og referanselektroden 16, og gjennom referanselektroden 16 og tilbake til potensiostaten 40 gjennom den nedragende lederen 36. Som et resultat av denne potensialforskjell, blir en strømtetthet (som likestrøm) ledet gjennom lederen 34 innbefattende den variable motstanden 46,

gjennom arbeidselektroden 18, og gjennom motelektroden 20 eller det strømledende middel (f.eks. siden av autoklaven 15) og tilbake til potensiostaten 40 gjennom lederen 38. I utførelses-formen i fig. 1-22, er referanseelektroden plassert mellom arbeidselektroden og motelektroden og samtlige dielektriske overflater mellom arbeids- og motelektroden er en ionisk dielektrisk overflate 23 for å lede strømtettheten fra arbeidselektroden, over de dielektriske overflater mellom arbeids- og motelektroden innbefattende overflaten av referanseelektroden og, til motelektroden. I fig. 31-36 er det ikke noen dielektrisk overflate 23 mellom arbeidselektroden 18 og motelektroden 20. Strømtettheten kan ikke ledes over noen ionisk dielektrisk overflate 23 mellom arbeidselektroden 18 og motelektroden 20.

Med korrosjonssonden 12 ifølge foreliggende oppfinnelse, blir strømtettheten mellom arbeidselektroden 18 og motelektroden 20 (eller det strømledende middel) ledet gjennom det korrosive væskemiljøet, slik det tidligere ble nevnt, og måles av måleren 48. Denne målte strømtetthet er IA i Stern-Geary ligningen.

Overpotensialet mellom arbeidselektroden 18 og et område i det korrosive væskemiljøet i generell mikroskopisk nærhet dertil (ca. 10 — 6 cm eller mindre) blir deretter beregnet ved å subtrahere fra den kjente potensialforskjellen det som ble innført i signalgeneratoren 42 som målt av voltmeteret 50, det forutbestemte kjente potensialforskjellen mellom referanseelektroden 16 og området i det korrosive væskemiljøet i generell mikroskopisk nærhet dertil, slik den også ble målt av voltmeteret 50. Dette beregnede overpotensial er P i Stern-Geary ligningen.

Slik tilfellet var når en kjent strømtetthet ble signalert til potensiostaten 40 av signalgeneratoren 42, med P (overpotensialet), IA (den målte strømtettheten) og de to kjente Tafel-konstantene, kan korrosjonshastigheten (uttrykt som strømtetthet) på arbeidselektroden 18 nå beregnes fra Stern-Geary ligningen.

På ny, hvis kun en av de to Tafel-konstantene er kjent, eller

en ikke er kjent med tilstrekkelig nøyaktighet, innføres en andre kjent potensialforskjell i signalgeneratoren 40 for å gjenta

prosessen på ny for å oppnå et andre overpotensial. Med to kjente målte strømtettheter og to kjente overpotensialer for hver påtrykt potensialforskjell, kan to Stern-Geary ligninger løses samtidig til å oppnå den ene ukjente Tafel-konstanten og korrosjonshastigheten uttrykt som strømtetthet.

Likeledes på ny, hvis to Tafel-konstanter i Stern-Geary ligningen ikke er kjent, eller ikke er kjent med tilstrekkelig nøyaktighet, kan en andre og deretter en tredje kjent potensialforskjell inn-føres i signalgeneratoren 42 for å gjenta hele prosessen på ny for hver innført kjente potensialforskjell for å oppnå et andre og et tredje overpotensial. Med de tre kjente målte strømtett-hetene og de tre kjente overpotensialer for hver påtrykt potensialforskjell, kan tre Stern-Geary ligninger løses samtidig for å oppnå de to Tafel-konstantene og korrosjonshastigheten uttrykt som strømtetthet. Denne korrosjonshastighet, slik situasjonen var for de kjente påtrykte strømtettheter som ble signalert til potensiostaten 40 av signalgeneratoren 40 er et mål på den relative korrosjonshastigheten og kan omdannes til vanlige korrosjonshastighetsenheter ved hjelp av en av de tidligere nevnte omdanningsfaktorer, avhengig av metalltypen som omfatter arbeidselektroden 18.

Det er viktig å forstå at for den foretrukne utførelsesform av korrosjonssonden 12 i fig. 31-36, hvis motelektroden 20 og referanselektroden 16 ombyttes med hverandre og den dielektriske overflaten 23 er mellom arbeidselektroden 18 og den utvendige referanseelektroden 16, vil foreliggende korrosjonssonde oppnå

de samme resultater og generelt virke identisk med den foretrukne utførelsesform av korrosjonssonden 12 som har referanseelektroden 16 konsentrisk plassert relativt arbeidselektroden 18 og motelektroden 20. Strømtettheten mellom arbeidselektroden 18 og motelektroden 20 kan fortsatt ledes gjennom det korrosive væskemiljøet, og den inntastede potensialforskjell blir overført gjennom arbeidselektroden 18, over den ionisk dielektriske overflaten 23 mellom arbeidselektroden 18 og den utvendig plasserte referanseelektroden 16, og gjennom referanseelektroden 16. Det er viktig å ha arbeidselektroden 18 mellom hhv. referanse- og

motelektrodene 16 og 18, fordi ved plassering av arbeidselektroden 18 som sådan, motstanden mellom arbeidselektroden 18 og referanselektroden 16 ikke behøver å bestemmes, den dielektriske overflaten mellom arbeidselektroden 18 og motelektroden 20 ikke trenger å gjøres ionisk ledende, og strømtettheten ikke lenger behøver å ledes over noen ionisk dielektrisk overflate 23 mellom arbeidselektroden 18 og motelektroden 20.

Foreliggende oppfinnelse ifølge fig. 18-39 vil bli illustrert ved de etterfølgende angitte eksempler som er gitt som en illustrasjon og ikke som noen begrensning. Samtlige parametere slik som avstander, konsentrasjoner, sammensetninger, temperaturhastigheter, tider etc. som er gitt i disse eksempler skal ikke anses på noen måte å begrense omfanget av den foreliggende oppfinnelse. Potensialene og strømmene ble respektivt lest med et voltmeter 50 av typen Keithly 616 Digital Electrometer, og en batteridrevet måler 48 av typen Keithly Electrometer Model 600B. Strømavlesningene ble oppnådd med motstanden 46 innstilt på 1 Mn. For ytterligere å redusere støy slik.at små (av størrelsesorden 0,004 yA) korrosjonsstrømmer kunne måles, ble samtlig elektronikk, pumper og autoklaven i disse eksempler satt på felles jordpotensial. Dette reduserte jordsløyfestrømmer til nominelt 0,4 yA i 40% saltoppløsning/oljeblanding. I en 2% saltoppløsning/oljeblanding ble jordsløyfestrømmene redusert til enda en mindre størrelsesorden. Glassfor inger ble anvendt til å ytterligere redusere disse reststrømmer med en faktor av nominelt to. Eventuelle gjenværende reststrømmer ble så nullsatt ved å justere utgangspotensialet til null strøm som lest av måleren 48, Keithly elektrometeret. Jordsløyfestrømmene kan også reduseres til null ved å anvende en potensiostat som ikke internt jorder arbeids- (prøve-) elektroden. Korrosjonsstrømmer i disse eksempler ble beregnet fra Stern-Geary ligningen med en datamaskin under anvendelse av en datamaskinkurvetilpasnings-prosedyre som beskrevet av N. Greene og R. Gandhi iMaterials Perf. 21, 34 (juli 1982). Typiske Tafel-konstanter var BA = 70 mV/dekade og BC = 110 mV/dekade. Disse var uavhengige av sondekonstruksjon slik de i realiteten burde være, i det de er konstanter relatert til i og for seg korrosjonsmekanismen. Den forutbestemte potensialforskjellen mellom referanseelektroden 16 og et område i den omgivende korrosive væsken i generell mikroskopisk nærhet dertil, ble ansett, å være det potensialet målt ved null strømforløp, slik det tidligere ble nevnt. Den forutbestemte potensialforskjellen i form av illustrasjon for visse spesielle råoljer og visse råolje/saltoppløsningsblandinger for de forskjellige utførelsesformer av sonden 12 var som følger:

Høytrykkmålinger i disse følgende eksempler ble foretatt i en vanlig autoklav av rustfritt stål, av typen Autoclave Engineering 2-liter, 316. Elektrodesonder ble ført gjennom autoklavlokket med vanlig "Swagelok" kuplinger til innenfor 3,49 cm fra autoklav-basisen. Trykket ble målt med en digital måler fra AutoclaveEngineering med en faststoffavføler, modell T 5106-05-B10. C02-trykket ble holdt på 5 240 kPa. Temperaturstyring skjedde via en ternperaturstyrer av typen Autoclave Engineering "Solid State Controller #520". Denne spesielle enhet pendlet mellom 88,89°C og 78,89°C over en nominell 90 minutters periode når innstilt for 85°C. Dette hadde en ubetydelig virkning på korrosjonshastigheten.. Målinger av kor rosjonshastighetsparameteren skjedde på 85,55°C 1,67°C. Denne variasjon ble redusert til omtrentlig halvparten ved manuell justering av effekten til

oppvarmeren mens suksessive målinger ble foretatt.

Fig. 31 viser målingen av strømpotensialkurver i 40% saltopp-løsning i råolje B for utførelsesformen av sonden 12 i fig. 16 og 17, før og etter aktivering med 10M KOH, 80°C (2 timer). Målingen av strømmen (yA) før og etter aktivering er hhv. -0,002 og -0,1, ved e.m.k. (volt) mellom referanseelektroden 16 og arbeidselektroden for før og etter aktivering av hhv.

-0,732 og -0,401. Motstanden (Mn) mellom referanseelektroden

16 og arbeidselektroden 18 er i vært tilfelle hhv. 0,8 og 0,095. E.m.k. (volt) mellom referanseelektroden 16 og et punkt i råoljen i den umiddelbare nærhet av referanseelektroden 16 er -0,266

for før aktivering og -0,017 for etter aktivering. Korrosjons-strømmene som er beregnet er 0, 0002 yA og 0,25 yA hhv. før-og etter aktivering. Det er klart at behandlingen med KOH frembringer en strømreaksjon hos saltoppløsnings/råoljeblandingen.

EKSEMPEL VIII

Korrosjonsstrømmer ble målt med en KOH-behandlet sonde 12 som har utførelsesformen i fig. 33 og 34 og med en KOH-behandlet sonde som har utførelsesformen i fig. 6 og 7. Begge utførelses-former av sonden 12 skjedde i råolje D ved en temperatur av 85°C og et C02-trykk lik 5 240 kPa. Resultatene finnes i den etterfølgende tabell III (bemerk at etter som elektrodene varierte i overflateareal er korrosjonsstrømmene angitt som yA pr. cm2.

EKSEMPEL IX

Korrosjonsstrøm-tidprofiler for N80 stål ved forskjellige mengder av 40% saltoppløsning i råolje A er vist i fig. 38, målt med utførelsesformen av sonden 12 i fig. 33 og 34 og utførelsesformen av sonden 12 i fig. 6 og 7. Målingene skjedde i autoklaven 15 ved nominelt 5 240 kPa C02, 83,33°C. Også innbefattet er korrosjonshastigheten målt ved prøvevekttapet. I samtlige til-filer synes det generelt å være en langt hurtigere korrosjonsprosess ved begynnelsen, som avtar med tiden til en lavere stabil takt. Det er innlysende at<v>de elektrokjemiske korrosjonshastigheter målt med den ifølge oppfinnelsen vist sonde i fig. 33 og 34 er i større overensstemmelse med de målt ved vekttap hos prøver enn korrosjonshastighetene målt med sonden ifølge foreliggende oppfinnelse, som vist i fig. 6 og 7.

EKSEMPEL X

Vist i den etterfølgende tabell IV er de gjennomsnitlige korrosjonshastigheter (over 24 timer) målt ved den forbedrede elektrokjemiske teknikk med den forbedrede sonden ifølge fig. 33 og 34 og ved vekttap hos prøver. Det er klart at begge teknikker gir sammenlignbare resultater.

EKSEMPEL XI

Utf ørelsesf ormen av kor ros jonssonden i fig.. 35 og 36 ble koblet (slik som vist i fig. 18) i rett vinkel relativt strømningen i midten av en strørnningsledning med diameter lik 15,24 cm, horisontalsnitt 6,096 m fra brønnhodet hos en brønn som gir 12 500 fat (bbls.) olje pr. dag, 1 379 kPa, 65,55°C, 12% C02,

og 200 ppm H,,S. En tidligere kjent anordning (f.eks. Corro-someter), som måler den elektriske motstanden hos en korroderende tråd, ble likeledes plassert som korrosjonssonden, men 3,048 m fra brønnhodet. En 7 mV spenning ble innført i potensiostatmidlet hver dag kl. 12:00. En målerstrømavlesning ble tatt og kalibrert i en korrosjonshastighet i mpy (mills pr. år.

eller antall 0,0254 mm pr. år). En avlesning ble foretatt på

den tidligere kjent anordning - korrosometeret. Ved hver avlesning ble en prosentvis volurnbrøkdel av vann bestemt. Hver avlesning, kalibrering og bestemmelse ble plottet relativt den spesielle dagen de ble gjort. De resulterende plottinger er vist i fig. 39. Bruddene i plottingene mellom dagene 37 og 44 skyldes det faktum at feltingeniøren ikke var tilgjengelig til å foreta avlesninger og den prosentvise vannandelsbestemmelse. Bruddet i plottingen av den prosentvise volumbrøkandel av vann mellom dag 7 og dag 17 skyldes det faktum at feltingeniøren ikke foretok den prosentvise vannandelsbestemmelse. Den rette linjen gjennom hver plotting er en tendenslinje.

Resultatene i fig. 39 illustrerer at etter som den prosentvise volumbrøkandel av vann øker, øker målerstrømavlesningen for kor rosjonssonden i fig. 35 og 36 sammen med de kalibrerte korrosjonshastigheter. Den tidligere kjente anordnings korrosjons-avlesning øker også med økning i prosentvis volumandel av vann, men punktene er mer spredt enn de punkter som oppnås med korrosjonssonden ifølge foreliggende oppfinnelse. Det er klart fra fig. 39 at korrosjonssonden ifølge foreliggende oppfinnelse gir en mer følsom, stabil og nøyaktig indikering av økende korrosjonshastighet, med økende prosentvis vannandel, enn den tidligere kjente anordning - korrosometeret.

Selv om den foreliggende oppfinnelse er blitt beskrevet her med henvisning til spesiell utførelsesform derav og eksempler for samme, er en tilbøyelighet til modifikasjon, forskjellige endringer og erstatninger tilsiktet i den foregående beskrivelse, og det,vil forstås at i visse tilfeller vil visse trekk ved oppfinnelsen bli anvendt uten tilsvarende bruk av andre trekk, uten dermed å avvike fra oppfinnelsens omfang slik den fremgår.

Claims

1. Korrosjonssondemiddel anvendt til måling av korrosjonshastigheter av metall e.l. i et korrosivt væskemiljø, karakterisert ved i kombinasjon minst et første elektrodeorgan, minst et andre elektrodeorgan, minst et tredje elektrodeorgan, et dielektrisk middel plassert mellom hver av nevnte første og andre elektrodeorgan og mellom hver av nevnte andre og tredje elektrodeorgan, i det nevnte dielektriske middel har en struktur som definerer en ionisk ledende overflate .

2. Korrosjonssondemiddel anvendt ved måling av korrosjonshastigheter i metaller e.l., i et korrosivt væskemiljø, karakterisert ved kombinasjonen av minst et første elektrodeorgan, minst et andre elektrodeorgan, minst et tredje elektrodeorgan, et hylsterorgan, et dielektrisk middel plassert mellom hver av nevnte første og andre elektrodeorgan og mellom hvert av nevnte andre og tredje elektrodeorgan og mellom nevnte tredje elektrodeorgan og hylsterorganet, i det nevnte dielektriske middel har en struktur som definerer en ionisk ledende overflate.

3. Korrosjonssondemiddel som anvendes ved måling av korrosjonshastigheter i metaller e.l., i et korrosivt væskemiljø, karakterisert ved kombinasjonen av et første elektrodeorgan, et andre elektrodeorgan, et dielektrisk middel plassert mellom nevnte første og andre elektrodeorganer, i det nevnte dielektriske middel har en struktur som definerer en ionisk ledende overflate.

4. Korrosjonssonde som anvendes ved måling av korrosjonshastigheter i metaller e.l., i et korrosivt væskemiljø, karakterisert ved kombinasjonen av et første elektrodeorgan, et andre elektrodeorgan, et hylsterorgan, et dielektrisk middel plassert mellom nevnte første og andre elektrodeorganer og mellom nevnte andre elektrodeorgan og hylsterorganet, i det nevnte dielektriske middel mellom nevnte første og andre elektrodeorganer har en struktur som definerer en ionisk ledende overflate.

5. Korrosjonssondemiddel anvendt ved måling av korrosjonshastigheter i metaller e.l., i et korrosivt væskemiljø, karakterisert ved kombinasjonen av et første elektrodeorgan, et andre elektrodeorgan, et tredje elektrodeorgan, et dielektrisk middel plassert mellom nevnte første og andre elektrodeorganer og mellom det andre og det tredje elektrodeorganet, i det nevnte dielektriske middel mellom nevnte første og nevnte andre elektrodeorganer har en struktur som definerer en ionisk ledende overflate.

6. Anordning for måling av korrosjonshastigheter hos metaller e.l., i et korrosivt væskemiljø, karakterisert ved et første elektrodeorgan som har et første nedragende lederorgan festet dertil, et andre elektrodeorgan som har et andre nedragende lederorgan bundet dertil, et dielektrisk middel plassert mellom nevnte første og nevnte andre elektrodeorganer, i det nevnte dielektriske middel har en struktur som definerer; en ionisk ledende overflate, et strømledingsmiddel som har tredje nedragende ledermiddel forbundet dertil, minst et middel som er elektrisk knyttet til nevnte første, nevnte andre, og nevnte tredje nedragende lederorgan for å overføre strømstyrker gjennom nevnte andre elektrodeorgan, gjennom de korrosive væskemiljøet og gjennom det strømledende midlet tilbake til midlet for å sende strømstyrker, og minst et organ for å måle forskjellen i potensial mellom det første elektrodeorganet og det andre elektrodeorganet.

7. Fremgangsmåte for å måle korrosjonshastigheter hos metaller e.l., i et korrosivt væskemiljø e.l., karakterisert ved: a) å feste elektrisk til et middel for å overføre strømstyrker, et korrosjonssondemiddel omfattende i enhetlig kombinasjon . minst et første, minst et andre, og minst et tredje elektrodeorgan, et dielektrisk middel som har en ionisk ledende overflate og plassert mellom det første og andre elektrodeorganet og mellom det andre og tredje elektrodeorganet, en forutbestemt kjent ohmsk motstand mellom det første og andre elektrodeorganet, og en forutbestemt kjent elektromotorisk kraft mellom nevnte andre elektrodeorgan og et område i et omgivende fluidumsmiddel i generell mikroskopisk nærhet dertil, b) å innføre kor rosjonssondemidlet i det korrosive væskemiljøet, c) å overføre med nevnte middel for overføring av strømstyrker en første forutbestemt kjent strømstyrke gjennom det første elektrodeorganet, over den ionisk dielektriske overflaten mellom det første elektrodeorganet og det tredje elektrodeorganet, og gjennom det tredje elektrodeorganet tilbake til midlet for å. overføre strømstyrker, d) å måle samtidig med trinn (c) den elektromotoriske kraft mellom nevnte første og andre elektrodeorganer, e) beregning fra den forutbestemte kjente strømstyrke i trinn (c) og den forutbestemte kjente ohmske motstand i trinn (a) en elektromotorisk kraft mellom et område i det korrosive væskemiljøet i generell mikroskopisk nærhet til det første elektrodeorganet og et område i det korrosive væskemiljøet i generell hærhet til det andre elektrodeorganet, f) å bestemme en elektromotorisk kraft mellom det første elektrodeorganet og et område i det korrosive væskemiljøet i generell mikroskopisk nærhet til det første elektrodeorganet ved å subtrahere fra den målte elektromotoriske kraft i trinn (d), den elektromotoriske kraft i trinn (e) og den forutbestemte kjente elektromotoriske kraft i trinn (a), og g) å beregne en kor rosjonsstrøm på det første elektrodeorganet fra den bestemte elektromotoriske kraften i trinn (f) og den forutbestemte kjente strømstyrken i trinn (a).

8. Fremgangsmåte for å måle korrosjonshastigheter hos metaller e.l., i et korrosivt væskemiljø e.l., karakterisert ved a) å feste elektrisk til et middel for å overføre potensialforskjellen et korrosjonssondemiddel omfattende i enhetlig kombinasjon minst et første, minst et andre, og minst et tredje elektrode organ, et dielektrisk middel som har en ionisk ledende overflate og er plassert mellom nevnte første og andre elektrodeorganer og mellom nevnte andre og tredje elektrodeorganer, en forutbestemt kjent ohmsk motstand mellom nevnte første og andre elektrodeorganer, og en forutbestemt kjent elektromotorisk kraft mellom nevnte andre elektrodeorganer og et område i et omgivende fluidumsmiddel i generell mikroskopisk nærhet dertil, b) å innføre korrosjonssondemidlet i det korrosive væskemiljøet, c) å overføre med nevnte middel for overføring av potensialforskjellen en forutbestemt kjent potensialforskjell gjennom det første elektrodeorganet, over den ionisk dielektriske overflaten mellom det første elektrodeorganet og det andre elektrodeorganet, og gjennom det andre elektrodeorganet tilbake til midlet for å overføre potensialforskjellen, d) å måle samtidig med trinn (c) strømstyrken som ledes gjennom det første elektrodeorganet, over. den ioniske dielektriske overflaten mellom det første elektrodeorganet og det tredje elektrodeorganet og gjennom det tredje elektrodeorganet tilbake til midlet for å overføre potensialforskjellen, e) å beregne fra den målte strømstyrken i trinn (d) og den forutbestemte kjente ohmske motstanden i trinn (a) en elektromotorisk kraft mellom et område i det korrosive væskemiljøet i generell mikroskopisk nærhet til det første elektrodeorganet og et område i det korrosive væskemiljøet i generell mikroskopisk nærhet til det andre elektrodeorganet, f) å bestemme en elektromotorisk kraft mellom det første elektrodeorganet og et område i det korrosive væskemiljøet i generell mikroskopisk nærhet til det første elektrodeorganet ved å subtrahere fra den forutbestemte kjente potensialforskjellen i trinn (c), den elektromotoriske kraft i trinn (e) og den forutbestemte kjente elektromotorisk kraften i trinn (a), og g) å beregne en kor rosjonsstrøm på det første elektrodeorganet fra den bestemte elektromotoriske kraften i trinn (f) og den målte strømstyrken i trinn (d).

9. Fremgangsmåte for å måle korrosjonshastigheter hos metaller e.l., i et korrosivt væskemiljø e.l., karakterisert ved: a) å feste elektrisk til et middel for å overføre strømstyrker, et kor rosjonssondemiddel omfattende minst et første elektrode organ, et andre elektrodeorgan, og et strømledende middel, et dielektrisk middel som har en ionisk ledende overflate og plassert mellom nevnte første og andre elektrodeorganer, og en forutbestemt kjent elektromotorisk kraft mellom nevnte første elektrodemiddel og et område i et omgivende fluidumsmiddel i generell mikroskopisk nærhet dertil, b) å innføre korrosjonssondemidlet i det korrosive væskemiljøet, c) å overføre med nevnte middel for å overføre strømstyrker en første forutbestemt kjent strømstyrke gjennom det andre elektrodeorganet, gjennom det korrosive væskemiljøet, og gjennom det strømledende midlet tilbake til potensiostatmidlet for over-føring av strømstyrker, d) å måle samtidig med trinn (c) den elektromotoriske kraft mellom nevnte første og andre elektrodeorganer, e) for å bestemme en elektromotorisk kraft mellom det andre elektrodeorganet og et område i det korrosive væskemiljøet i generell mikroskopisk nærhet til det andre elektrodeorganet ved å subtrahere fra den målte elektromotoriske kraft i trinn (d), den forutbestemte kjente elektromotoriske kraft i trinn (a), og f) å beregne en kor rosjonsstrøm på det andre elektrodeorganet fra den bestemte elektromotoriske kraften i trinn (e) og den forutbestemte kjente strømstyrken i trinn (a).

10. Fremgangsmåte for å måle korrosjonshastigheter hos metaller e.l. i et. korrosivt væskemiljø e.l., karakterisert ved: a) å feste elektrisk til et middel for å overføre potensialforskjell et korrosjonssondemiddel omfattende et første elektrodeorgan, et andre elektrodeorgan, og et strømledende middel, et dielektrisk middel som har en ionisk ledende overflate og er plassert mellom nevnte første og andre elektrodeorganer, og en forutbestemt kjent elektromotorisk kraft mellom nevnte første elektrodeorgan og et område i et omgivende fluidumsmiddel i generell mikroskopisk nærhet dertil, b ) å innføre korrosjonssondemidlet i det korrosive væskemiljøet, c ) å overføre med nevnte middel for overføring av potensialforskjell en forutbestemt kjent potensialforskjell gjennom det andre elektrodeorganet, over den ionisk dielektriske overflaten; mellom det første elektrodeorganet og det andre elektrodeorganet, og gjennom det første elektrodeorganet tilbake til midlet for å overføre potensialforskjellen, d) å måle samtidig med trinn (c) strømstyrken som ledes gjennom det andre elektrodeorganet, gjennom det korrosive væskemiljøet, og gjennom det strømledende middel tilbake til midlet for å over-føre potensialforskjellen, e) å bestemme en elektromotorisk kraft mellom det andre elektrodeorganet og et område i det korrosive væskemiljøet i generell mikroskopisk nærhet til det andre elektrodeorganet ved å subtrahere fra den forutbestemte kjente potensialforskjellen i trinn (c), den forutbestemte kjente elektromotoriske kraften i trinn (a), og .f) å beregne en korrosjonsstrøm på det andre elektrodemidlet fra den bestemte elektromotoriske kraften i trinn (e) og den målte strømstyrken i trinn (d).