Aplicación en campo de un sensor electroquímico de hidrógeno

Abstract

RESUMEN: En este trabajo se realizó la evaluación de un sensor electroquímico para la detección de hidrógeno infiltrado tuberías y equipos empleados en la industria petroquímica. Como primer paso se probó la respuesta del sensor electroquímico a la detección de hidrógeno en función del tiempo. Con lo que se determinaron las condiciones que brindan una buena respuesta del sensor. El sensor responde a la detección de hidrogeno en función del tiempo, siendo el tiempo de difusión y detección de hidrógeno de 7 minutos para un acero AISI-SAE 1018 con espesor de 1.7 mm y el potencial desarrollado es satisfactorio con un valor aproximado a los 600 mV. Se diseñó y fabricó una celda para la calibración del sensor electroquímico, que fue calibrado en base a la ecuación de Nernts. Se corroboro que el sensor responde a los cambios de pH del medio, ya que al incrementar el valor del pH del medio el potencial desarrollado disminuye y el tiempo de detección de hidrógeno difundido aumenta. Resultados de la aplicación de la norma ASTM G148-97 indican que la corriente de infiltración disminuye al aumentar el pH del medio y el tiempo de difusión es mayor al incrementar el pH del medio. Estos resultados concuerdan con los obtenidos de las mediciones del sensor. Las pruebas en componentes en servicio fueron exitosas, se detecto hidrógeno difundido en líneas del sector operativo ATASTA-CD PEMEX en Ciudad del Carmen Campeche y en Copite – Bateria Matapionche del activo integral Veracruz PEMEX. Los resultados de campo corroboran que el sensor tiene buen funcionamiento para la detección de hidrógeno difundido y que este es sensible a los cambios en composición del medio, así como también a los gradientes de composición existentes en las líneas en servicio. ABSTRACT: This work describes the evaluation of an electrochemical sensor for hydrogen detection infiltrated in pipes lines and equipment used in the petrochemical industry. As a first step the response of the electrochemical sensor was tested for the detection of hydrogen in function of time. The conditions were determined to give a good response from the sensor. The sensor responds to the detection of hydrogen in function of time, with a diffusion time and detection of hydrogen in 7 minutes using AISI-SAE 1018 steel with a thickness of 1.7 mm and the potential developed is satisfactory with a value of approximately 600 mV. A calibration cell for the electrochemical sensor was developed, which was calibrated based on the Nernts equation. The sensor responds to changes in pH of the environment, the potential developed decreases and diffusion time increases when the pH of the environment increases. Results of the application of ASTM G148-97 indicate that infiltration current decreases with increasing pH of the medium and the diffusion time is increased by increasing the pH of the medium. These results are agreed with those obtained from sensor measurements. The tests in service components were successful; hydrogen diffused was detected in lines of operating sector Atasta CD PEMEX in Ciudad del Carmen Campeche and Copite - Battery Matapionche Veracruz PEMEX. Field results corroborate that the sensor has good performance for detection of hydrogen diffused and it responses to changes in media composition, as well as the composition gradients existing service lines.