(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
腐蝕性物質に晒されるように構成され、加えられた圧力に応じて腐食の関数として撓む第1素材からなる第1メンブレンと、
腐蝕性物質に晒されるように構成され、加えられた圧力に応じて腐食の関数として撓み、腐蝕レート計測に関する基準を提供する第2素材からなる第2メンブレンと、
第1および第2メンブレンと隔離充填用の流体を介して動作可能に接続され、第1および第2メンブレンの少なくとも一方の圧力および腐蝕量の関数として第1および第2メンブレンの少なくとも一方の撓み量を計測するように構成された圧力センサとを具備した腐蝕レート計測システム。
【請求項２】
前記第1および第2素材が同じである請求項１の腐蝕レート計測システム。
【請求項３】
前記第1および第2素材が異なる請求項１の腐蝕レート計測システム。
【請求項４】
前記第1および第2素材が異なる厚みである請求項１の腐蝕レート計測システム。
【請求項５】
前記第1および第2素材が異なる表面領域を有する請求項１の腐蝕レート計測システム。
【請求項６】
前記圧力センサの第1メンブレンに接続された第1流体充填通路を含む請求項１の腐蝕レート計測システム。
【請求項７】
前記圧力センサの第2メンブレンに接続された第2流体充填通路を含む請求項６の腐蝕レート計測システム。
【請求項８】
前記圧力センサが、前記第1および第2メンブレンに接続された差圧センサを含む請求項１の腐蝕レート計測システム。
【請求項９】
前記圧力センサが、第1メンブレンと動作可能に接続された第1圧力センサおよび第2メンブレンと動作可能に接続された第2圧力センサを含む請求項１の腐蝕レート計測システム。
【請求項１０】
前記メンブレンが、圧力センサの一部を被覆する犠牲被膜を含む請求項１の腐蝕レート計測システム。
【請求項１１】
前記第1メンブレンが、プロセス流体に達する腐蝕感知用の中空の延長管によって構成された請求項１の腐蝕レート計測システム。
【請求項１２】
前記第2メンブレンが、プロセス流体に達する参照用の中空の延長管によって構成された請求項１の腐蝕レート計測システム。
【請求項１３】
第1および第2メンブレンの少なくとも一方は、少なくとも部分的に空洞を囲む膜を含み、前記空洞の容量が腐食の関数として変化する請求項１の腐蝕レート計測システム。
【請求項１４】
第1および第2メンブレンは、少なくとも部分的に第1および第2空洞をそれぞれ囲む膜を含み、前記各空洞の容量が、第1メンブレンの与えられた圧力および腐食の少なくとも一つの関数として変化する請求項１の腐蝕レート計測システム。
【請求項１５】
前記圧力センサは、与えられた圧力の関数として変化する容量に関する出力を供給する請求項１の腐蝕レート計測システム。
【請求項１６】
背圧が第1および第2メンブレンの少なくとも一方に供給される請求項１の腐蝕レート計測システム。
【請求項１７】
第1メンブレンが、前記圧力センサから離れたリモートシール内に保持された請求項１の腐蝕レート計測システム。
【請求項１８】
ハウジングを含み、第1メンブレンが当該ハウジング内で保持された請求項１の腐蝕レート計測システム。
【請求項１９】
前記第1および第2メンブレンは、プロセス管のフランンジ間に設置されるように適用されたリング挿入物により実施される請求項１の腐蝕レート計測システム。
【請求項２０】
プロセス流体内に延びるように構成され、第1および第2メンブレンが保持されるプロセス拡張部を含む請求項１の腐蝕レート計測システム。
【請求項２１】
前記圧力センサが歪ゲージを含む請求項１の腐蝕レート計測システム。
【請求項２２】
前記圧力センサは、付与される圧力に応じて電気抵抗が変化する請求項１の腐蝕レート計測システム。
【請求項２３】
腐蝕性物質に晒されるように構成され、腐蝕に応じて撓む第1素材からなる第1メンブレンと、
腐蝕性物質に晒されるように構成され、腐蝕に応じて撓み、腐蝕レート計測に関する基準を提供する第2素材からなる第2メンブレンと、
第1および第2メンブレンと動作可能に接続され、第1および第2メンブレンの少なくとも一方の圧力および腐蝕量の関数として第1および第2メンブレンの少なくとも一方の撓み量を計測するように構成された圧力センサとを具備し、
前記メンブレンは、圧力センサの一部を覆う犠牲膜を含む腐蝕レート計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、様々な設定におけるコンポーネントの腐食に関する。より具体的には、本発明は、そのような腐食の監視に関する。
【背景技術】
【０００２】
腐食は、化学薬品あるいはその環境における他の反応による素材の緩やかな破壊である。腐食は、物質や構造の強度、外観および透過性といった流体に対する有用な特性を劣化させる。多くの構造合金は、空気中の水分に単に曝露されることによって腐食されるが、その腐蝕プロセスは特定の物質への曝露によって更に強く影響を受ける。腐食は局所的に集中することでピットや亀裂を生じさせ、あるいは広範囲にわたって表面を一様に腐食させる。
【０００３】
腐食の測定、制御および防止の分野は非常に広範である。腐食の測定では、環境がどれほどの腐食性を有し、どの程度のレートで金属損失を生じさせるかを決定するために各種のテクニックを使用する。いくつかの腐食測定技術はオンラインで使用され、絶えずプロセス流に晒される。他の腐蝕計測技術はオフライン測定を提供し、実験室での分析により決定される。いくつかの技術は、金属喪失や腐蝕レートの直接計測を提供する。他の技術は腐食性の環境が存在するかもしれないと推定するために使用される。
【０００４】
腐食のレートは、どれくらいの期間にわたってプラントを有効かつ安全に運営できるかを表す。腐蝕の測定および高い腐食レートを改善するための行動は、プラント稼働に関するライフサイクルコストを低減するけれども、最も費用効果的なプラント稼働を達成できる。
【０００５】
以下のリストは、産業への応用において使われる最も一般的な腐食監視テクニックを詳細に示している。腐食試験片、ERおよびLPRは、産業の腐食監視システムのコアを形成し、さらに詳細に説明される。
【０００６】
・  腐食試験片（質量損失計測）
・  電気抵抗（ER）
・  リニア分極抵抗（LPR）
・  ガルバニー電流（ZRA）
・  水素貫通力
・  微生物
・  砂／浸食
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第6079276号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
質量損失テクニックは、周知で最も簡単な腐食監視テクニックである。方法は、素材の見本（試験片）を所定の期間だけプロセス環境に晒し、その後、分析のために見本を取り除く。腐食試験片による基本的な測定は質量損失である。腐食レートは、質量損失を物質の密度、試験片の表面積および暴露時間で割ることによって計算できる。試験片の監視は、腐食レートが長時間にわたって大きく変化しない環境で最も有益である。しかしながら、それらは他の技術との有益な相関を提供することができる。
【０００９】
ER調査は「電子」腐食試験片として考えられる。ER調査は基本的な金属損失を提供し、その値は、プローブが元の現場にある間中、いつでも測定できる。ERテクニックは、プロセスに晒された対応する腐食金属要素の電気抵抗の変化を測定する。要素表面での腐食現象は、その断面積の減少を引き起こし、その電気抵抗を増加させる。
【００１０】
LPRテクニックは電気化学の理論に基づく。小さな電圧が溶液内で電極に印加される。所定の電圧変動範囲内（一般に、10mV）に維持する必要のある電流が、溶液内の電極表面の腐食と直接関連する。電流を測定することによって腐食レートが導き出される。試験片またはERを用いると、腐食レートを計測するために曝露期間が必要であるのに対して、LPRテクニックの利点は、即座に腐食レートを測定できることである。LPRテクニックは、クリーンな水性電解液においてのみ実行でき、ガス中での作業は不要である。
【００１１】
腐食は多くのシステムにおいて出費となる。腐食の影響は修理時間や出費のみならず生産ロス、システムダウン時間およびシステムの故障に及ぶ。腐食の防止および監視には重要な必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の腐蝕レート計測システムは、腐蝕性物質に晒され、腐蝕に応じて撓むように構成された第1素材からなる第1メンブレンと、腐蝕性物質に晒され、腐蝕に応じて撓むように構成された第2素材からなる第2メンブレンと、第1および第2メンブレンの少なくとも一方の圧力および腐蝕量の関数として第1および第2メンブレンの少なくとも一方の撓み量を計測するように構成され、第1および第2メンブレンの少なくとも一方に接続されて動作する圧力センサとを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】腐蝕計測に利用される犠牲膜を含む圧力センサの側面図である。
【図２】腐蝕計測のためにリモートシールに結合された差圧トランスミッタの概略断面図である。
【図３】静電容量ベースの圧力センサの拡大断面図である。
【図４】腐蝕計測用に構成された差圧センサの側面断面図である。
【図５】圧力変化に基づいて腐蝕計測するように構成された延長チューブに接続された圧力トランスミッタの側面断面図である。
【図６Ａ】センシングモジュール内に形成された腐蝕検知システムの斜視図である。
【図６Ｂ】センシングモジュール内に形成された腐蝕検知システムの側面断面図である。
【図６Ｃ】センシングモジュール内に形成された腐蝕検知システムの分解図である。
【図６Ｄ】図６Ａ−６Ｃのモジュールにおいて使用されるセンサの斜視図である。
【図７】腐蝕計測に用いられるリング挿入物の側面図である。
【図８】図７のリング挿入物の半径方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
腐食レートの正確な測定は、安全、信頼性および効率のための重要な顧客ニーズである。いくつかの実施形態が説明される。全ての実施形態は、あるタイプの圧力センサを含み、そのほとんどは差圧センサである。基本的概念はほとんどのあらゆる差圧センサ技術で利用できる。一般的に、差圧センサシステムに充填されるオイルは、例えば数psiの低い背圧で充填される。ここで説明されるほとんどの実施形態は、例えば500psiから1000psiまでの内部の高い背圧のもとでオイルが充填された差圧センサシステムを使う。高い背圧でオイルを充填することの１つの利点は、主としてプロセス圧力に依存しない（たとえプロセス圧力がゼロであっても）、腐蝕計測を可能にすることである。加えて、差圧センサの高い側および低い側のメンブレンは、プロセス内でいつも同じ位置に置かれる。従って、外部のプロセス圧力差は常に0である。１つの実施形態は、高い背圧下で封止されたオイル充填型差動容量センサに基づく。一方の主面の犠牲メンブレンは、その堅さを変化させる腐食により素材を失う。他法の主面のより厚い参照隔離膜は、素材を失うもののその堅さは少しか変化しない。
【００１５】
センサシステムは、内部の力をゼロにバランスさせることにより反応し、今度は、容量ベースの圧力センサのセンタダイヤフラムを動かす。センサの容量変化を効率的に測定することにより腐食レートを測定する。別の実施形態は、２つの独立した隔離メンブレンの背圧を監視する２つの絶対圧またはゲージ圧センサをそれぞれ利用する。例えば、一方のメンブレンは犠牲メンブレンであることができ、他方のメンブレンは、犠牲メンブレンよりも種々の腐食プロパティを持っている参照膜として提供されるかもしれない。２つの側の背圧変化を追跡することによって、犠牲メンブレンの腐食レートを計測できる。
【００１６】
現在、多くのオペレータは、定期又は不定期にスケジューリングされる修理および保守期間において腐蝕を検査する。新しいテクノロジは、プラントコントロールとオートメーション・システムを使ってリアルタイムでの腐蝕監視を可能にする。これにより、損害レートを制御かつ軽減する能力を備えた、より短時間周期での腐食評価が可能になる。
【００１７】
腐食計測をオートメーション・システムに組み込むことによって、腐食監視の実装をより簡単化し、自動化し、かつ他のプロセス変数と共に監視できるようになる。このようなアプローチは従来の独立システムよりも費用対効果が高く、手動操作の必要が少なくなり、記録、制御および最適化のためのシステムを含む、より大規模の統合を提供する。
【００１８】
プラントオペレータにとっては、少量であっても効率および生産性を増大させることが望ましい。しかしながら、腐食コストは、関連するコスト削減と共に大きな改良が可能なプラント動作において数少ない分野の１つである。腐食測定は、プロセスにおいて制御および最適化の対象となる主要な変数と考えられる。
【００１９】
図１に示した一実施形態は、２つの絶対サファイア容量圧力センサ102,104に基づく腐食計測センサまたはシステム100の側面図である。センサ102は参照用センサとして設けられ、注目する具体的な腐食性エージェントに対して十分な耐性を備えるように設計される。それは、無防備のサファイアセンサまたはコーティングされたセンサであるかもしれない。センサ104は犠牲センサとして設けられる。センサ104自身は腐食耐性があるけれども、センサ104は、具体的な腐食性エージェントに影響され易い犠牲膜108によりカバーされる。センサ102、104はあらゆる適切な構成を備えるかもしれない。一つの構成例が発明者フリック等などにより2000年6月27日に提出された米国特許出願6,079,276に示される。
【００２０】
被膜108はメンブレンとして振る舞い、相対的に堅い部材である。例えば、プロセス圧力が500psiであるならば、犠牲センサ104が10psi程度を示すのに対して、参照センサ102は500psiを示すであろう。犠牲膜108が腐食し、より薄くなると、犠牲センサ104の示す圧力は高くなる。オイルレスシステム100は、のハウジング（図１では不図示）にセンサ102，104を取り付けるために用いられる、混合金属ろう付を含む全ての素材を腐蝕性プロセスに晒す。サファイアは非常に硬いので犠牲膜108は非常に厚くならざるをえない。システム100は参照センサからプロセス圧力を提供できるけれども、注目する信号は、腐食の計測値である２つの測定された圧力の差である。このシステム100は、信号を生成するためにプロセス圧力を必要とする。
【００２１】
図１は、センサ102，104と電気的に接続される測定回路112を示している。測定回路112は、2つのセンサ102、104の出力の差を計測するように構成される。例えば、センサ102、104の電気容量の差である。これは、各センサ102,104により感知されている圧力の差と関連する。この圧力差は、上述のように、犠牲膜108の腐食量と関連する。アウトプット114は、腐食の測定結果と関連して提供される。このアウトプットはローカルに使われるか、または既知の技術を使って遠隔位置に送られ得る。そのようなテクニックは、ワイヤレスのプロセス制御ループを含むプロセス制御ループの上のトランスミッションを含む。プロセス制御ループの具体例としては、２線式の4-20mAループ、HART通信プロトコルに従って通信するループ、フィールドバスプロトコル、IEC62591標準に準拠したWirelessHARTR通信プロトコルのようなワイヤレス技術、その他の適宜のプロセス制御ループを含む。
【００２２】
図２は他の実施形態であり、腐食センサまたは計測システム130として構成された圧力トランスミッタ132の側面の断面図である。トランスミッタ132は、測定回路136に結合された電気出力を備えた差圧センサ134を含む。図示の差圧センサ134は、2つのサイド間の内圧のバランスに応じて敏感に歪むダイヤフラム159（図２では、不図示）を含む。圧力センサ134は第1リモートシール140に毛細管142，144を経由して連結される。毛細管142，144は、例えば隔離充填用の流体が背圧の下で充填されても良い。トランスミッタ132は、ステンレス鋼製のフランジ148に結合される隔離ダイヤフラム146を含む。第2リモートシール150が毛細管152、154および隔離ダイヤフラム156を経由して圧力センサ134に流体が流動可能なように結合される。毛細管142、152は、溶接ポイント157においてフランジ148に溶接される。リモートシール部140，150はそれぞれ、腐食性のプロセス流体にさらされる圧力感知メンブレン160、162を含む。メンブレン160，162は、外側または内側に加わる圧力に応じて撓むように構成される。メンブレン160，162の撓み量は、圧力変化としてそれぞれの各細管142、144、152、154を通して差圧センサ134に流体的に転送される。差圧センサ134は、加えられた圧力のあらゆる不均衡の関数として変化する静電容量のような電気的特徴を有する。
【００２３】
メンブレン160、162は、腐食性流体への露出に呼応してメンブレンのうちの一つ、例えば犠牲ダイヤフラム160の撓み量が、内側又は外側に加えられた圧力に応じて"基準"のメンブレン162よりも大きく変化するように構成されている。これは、あらゆる適切な技術を通じて達成できる。例えば、メンブレン160はメンブレン162よりも速いレートで腐食する素材で構成される。他の実施形態の構成では、メンブレン162はメンブレン160より、同じ素材で十分に厚く形成される。他の物理的な特徴は、腐蝕と、内圧のバランスに基づく撓みに対するセンサの応答性との所望の関係を達成するために必要とされる。例えば、メンブレンの表面領域または直径が所望の値に変更されても良い。
【００２４】
図２に示された腐食測定システム130は、非加圧のシステムにおいて、腐食性のプロセス流体自身により加わる圧力に呼応して反応するようにしても良い。上述のように、他の実施形態では、毛細管142, 144, 152および154は背圧下で充填された油性の充填流体で満たされる。このような構成により、プロセス流体が圧力下にないシステムでの腐食を測定できる。特に、エンブレン160が腐食すると、適用された背圧に応答してエンブレン160の撓み量が変化する。
【００２５】
このような構成は差圧センサ134が極めて高感度であれば実現可能である。図３に示したセンサの空洞の深さ（d）は計測範囲に依存するが、約4ミル（0.004インチ）である。ダイヤフラム159の中心部の変位量が0からURL（上部の範囲限界）の0.004インチ≒10-4mであるとする。特定のセンサの精度規格は、変位量の10分の１の0.025%である。したがって、システムはダイヤフラム159の中心部について、10-5mの0.025%=0.00025×0.00001=2.5nm=25オングストロームの変位を判別できる。
【００２６】
この計算はセンサの精度を示している。しかしながら、注目する計算は、素材ロスに比例する油の体積変位である。偏向円形ダイヤフラムからの空洞の容積はシリンダの半分=1/2 πr2hに近似できる。ここで、r ≒ 1 cm= 10-2mであり、h = 10-5mである。上述のように、システムはこのボリュームの0.025パーセントを判断できる。これは4×10-13立方メートル=4×10-4立方ミリメートル等しい。しかしながら、温度の影響や長期安定性などの長期測定を行う場合は他の誤差を手当てすべきである。
【００２７】
腐食レートは、年あたりのミルとしてしばしば表現される。1年あたり1ミルは、1つの応用において優秀であると考えられ得るが、違う応用においては厳しいと考えられ得る。測定における２つのキー要素が、腐食感度（静電容量センサの解像度と安定性により限定される計測可能な最小の腐食レート）と腐食範囲（静電容量センサのダイヤフラム中心の変位量によって制限される測定可能な最大の腐食量）である。一般に、一方の属性を改善すると他方の属性が犠牲になる。
【００２８】
設計変更は複雑である。なぜなら、薄いメンブレンが巻き込み効果を生じさせるからである。下に示す簡素化された方程式は、測定能力と設計とのトレードオフを説明するために有益である。ダイヤフラム中心の堅さSCがアイソレータの硬さSIよりも十分に小さいセンサで検知される差圧は次式１の通りである。
【００２９】
【数１】
0006329639.tif 000002
【００３０】
ここで、Pは背圧（または、内圧）であり、δtは、腐食により生じるアイソレータ厚の変化であり、tはオリジナルのアイソレータ厚である。SCの値はセンサの過去のモデリングから計測でき、範囲依存である。
【００３１】
クランプされたメンブレン周囲に対するアイソレータ圧の硬さSIは次式２で表される。ここで、Eは半径r、厚さT、ポアソン定数Vのアイソレータのヤング率である。
【００３２】
【数２】
0006329639.tif 000003
【００３３】
モデルは、犠牲アイソレータ素材に基づく既知の要因があることを示唆しており、背圧、計測範囲、アイソレータ次元および腐蝕による厚み変化の検知を含む設計のトレードオフに基づくいくつかの変数がある。
【００３４】
例えば、直径が1インチ、厚さが0.05インチ、典型的なセンサに結合される炭素鋼犠牲アイソレータ、および6,000psiの背圧でオイルを充填されていれば、アイソレータ膜厚さの0.001インチの損失は、1.44psiの差圧、または40インチの水位を生じさせる。これは250インチである水位範囲の1/6である。従って、この設計のために、腐食範囲（測定できる腐食の最大の量）は約0.006インチに近似される。センサは、40インチの水位を0.05％または水位0.02インチの精度で計測できる。したがって、この設計のための腐蝕感度（計測可能な最小値）は、0.001インチの年率を計算するために、約0.05％×365日＝0.18日（約4.4時間）である。
【００３５】
図４は、差圧トランスミッタ132を用いる腐食測定システム130の他の実施形態を示している。図４に示した実施形態の構成は図２の構成と似ている。しかしながら、図４の構成では、腐蝕検知（犠牲）メンブレン160および参照メンブレン162は、トランスミッタ132のフランジ170に設置されている。図４の構成では、標準の圧力トランスミッタ132は、腐蝕検知メンブレン160および参照メンブレン162を含むように改良されても良い。さらに、もしプロセス流体の流れとメンブレン160との間にスペースがあるならば、メンブレン160の腐食量が減ぜられるであろう。例えば、もしプロセス流体の流れに犠牲エンブレン160を結合するために接続管が使用されるならば、接続管内の流れはプロセス内でのプロセス流体内の流れに比べて相対的に停滞している。従って、犠牲エンブレン160はより遅いレートで腐食するかもしれない。なぜなら、プロセス内の他のコンポーネントに較べて腐食性のプロセス流体に少ししか晒されないからである。
【００３６】
図５は、圧力トランスミッタ132を用いる他の腐食測定システム130の実施形態を示している。図５において、延長管180、182はプロセス流体に達するように構成される。延長管180は腐食感知用であり、延長管182は参照用である。管180、182には、好ましくはそれぞれ挿入管184、186が挿入される。管180、182は中空であり、毛細管144、154と液密に結合される充填流体によって満たされる。挿入管184、186は、充填流体の量を減らし、その結果、充填流体のボリューム変化に起因した温度効果を減じるように構成できる。管180、182はどのような形状でも良く、円筒形状に限定されない。
【００３７】
管180、182の外壁はメンブレンの一種として機能し、圧力が加わると撓む。腐食感知管180の外壁の厚みは参照管182の外壁の厚みよりも薄い。したがって、もし同じ素材で作られるならば、管180、182は同じレートで腐食する。しかしながら、腐食が進行するにつれて、腐食感知管180は参照管182に較べて、管内圧に応答してより多く撓むであろう。これにより、与えられた背圧において、管180は管182よりも腐蝕に対して更に敏感になる。管180，182は、例えば炭素鋼を含むあらゆる適宜の物質で形成できる。挿入管184、186に用いられる素材は適宜に選択でき、温度変化を補償するように、拡張又は縮小するように設計されるかもしれない。管180、182は、溶接ポイント190においてフランジ170に直接溶接されるようにしても良い。管180、182内の充填流体は直接、毛細管144、154内の充填流体にそれぞれ連結する。他の例ではアイソレータが用いられても良い。
【００３８】
図６Ａ、６ｂ、６Ｃおよび６Ｄは、腐食測定システム200の他の構成例を示している。図６Ａは斜視図であり、図６Ｂは横断面図である。図６Ｃはシステム200の分解図である。図６Ｄは圧力センサの一例の斜視図である。
【００３９】
腐食測定システム200は、トランスミッタボディ202を備えるトランスミッタを含む。プロセス拡張部204はプロセス容器に対して、例えばプロセス管に挿管部206において設置されるように構成される。犠牲メンブレン208および参照メンブレン210は拡張部204に保持される。メンブレン208、210に加わった圧力は、毛細管212，214を通して圧力センサ216、218に液密に結合される。図６Ｄに示した実施形態のように、センサ218が、毛細管214により伝達されたゲージ圧または絶対圧を測定するだけであるのに対して、センサ216は毛細管212、214の間の差圧を受け取る。
【００４０】
センサ216，218はどのような構成であっても良い。１つの実施形態では、センサ216、218は、適用された圧力に基づいて電気抵抗が変化する歪ゲージから構成される。計測回路220は、適用された圧力が反映されるセンサ216、218の電気特性を計測する。上述のように、これは腐蝕感知メンブレン208の腐蝕量と関連付けられる。測定回路220は、圧力の検知結果および腐蝕の計測結果に関連する電気出力を供給する。
【００４１】
差圧を測定するために、単一の差圧センサ216が用いられても良いし、あるいは２つの分離したゲージ圧センサまたは絶対圧センサが用いられても良い。図６A-6Dに示した構成では、圧力センサ218は、システム内部の背圧を測定するためにオプションで含まれるかもしれない。センサ218は、温度およびライン圧力効果(line pressure effects)を補償するために使用できる。
【００４２】
図6Bおよび6Cも、メンブレン208、210に設けられるクオーツディスク230、232をそれぞれ示している。クオーツ（または、他の低拡張性素材）ディスク230、232は、好ましくは、毛細管212、214に運ばれる充填流体（オイルなど）の拡張に対する熱膨張補償を提供するために使用されても良い。
【００４３】
図７，８は、腐食測定システム240の他の変形例を示している。図７は、プロセス管244，246の間の置かれたフランジリング挿入物242を示した側面図である。プロセス管244、246は、ガスケット252によってリング挿入物242に対して封止されるフランジ250を含む。これにより、プロセスに挿入されるべきデバイスが、既存のフランジシール貫通力を利用することを可能にする。その結果、コストが削減され、また測定ポイントの追加が必要とされるときも浸食を削減できる。さらに、例えば圧力センサや温度センサをリング挿入物242へ追加するといったような、多変数の測定および冗長な測定をも効率的に可能にする。図８は、腐食計測を実行するために使用されるシステム240の管を示した正面図である。図８において、リング挿入物242は犠牲腐食感知管264および参照管266を保持する。これらの管264、266は、図５に関して説明したものと同様の方法で圧力トランスミッタに結合する。図７に示したように、リング挿入物242は、プロセス管の２つのフランジ間で保持される。このような構成により、パイプの内側の円周を横切る平均腐食レートの測定が許容される。例えば、もし腐食性流体が他のプロセス流体よりも濃ければ、パイプ底部はより速いレートで腐食するかもしれない。
【００４４】
図示の実施形態は、プロセス産業のために特に設計されるけれども、それらは他の産業での腐食計測にも適用可能である。例えば、デバイスは、橋、建物、船などの、あらゆるスチール製の構造物の腐食レートを計測するために使用できる。犠牲膜の素材は、ペイントなどの表面処理を含む構造素材の重ね合わせである。
【００４５】
本発明は、好ましい実施形態を参照して記述されたが、当業者には、本発明の精神および見地から逸脱することなく、形状および詳細を変更してもよいことが認識されるであろう。ここでは、メンブレンに関する複数の異なる例を示し、その一つとして、メンブレンの一つの腐蝕レートが他のメンブレンと異なるように、その硬さを変更するものとした。圧力および／または腐食に呼応したメンブレンの変形が計測され、腐食のレートを測定するために使用される。いくつかの実施形態において、メンブレンの変形は空洞に容量の変化を生じさせる。容量の変化は、圧力センサによって測定できる圧力の変化として表れる。メンブレンの例は、プロセス管の側壁などのような他の部材を部分的にカバーするメンブレンのみならず、犠牲膜、平面状の要素、チューブ状の要素、ブラッダまたは他の空洞を含む。差圧センサは、ピエゾ抵抗素子またはサファイヤアセンサのような一対の絶対圧センサまたはゲージ圧センサに置き換えることができる点に留意すべきである。差圧は、２つの絶対圧センサまたはゲージ圧センサの出力信号を引き算することで計測できる。
【符号の説明】
【００４６】
100…システム，102、104…センサ，108…犠牲膜，112…測定回路，130…腐食測定システム，132…圧力トランスミッタ，134…差圧センサ，136…測定回路，140…第1リモートシール，142，144…毛細管，146…隔離ダイヤフラム，148…フランジ，150…第2リモートシール，152、154…毛細管，156…隔離ダイヤフラム，157…溶接ポイント，159…ダイヤフラム，160、162…メンブレン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８】
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