基于电位列阵的金属管道坑蚀监测研究

基于电位列阵的金属管道(容器)在线腐蚀检测方法又称为场指纹法(field signature method,FSM)。FSM将被测电极列阵分布在被测管道外部,通过电阻与管道厚度的相关关系,可以实时在线监测管道内部的腐蚀程度。FSM方法在21世纪90年代已经开始应用于海底管道监测,由于效果很好,国外已比较广泛地将此方法应用于陆上油气运输管道和重要容器上。FSM方法虽然是基于看似简单的欧姆定律,但是在使用上不加以注意,其牵扯效应将使测试结果产生很大的误差。本文在介绍FSM方法的基础上,指出了FSM方法在理论上和实际工程应用中的局限性,提出了FSM方法中牵扯效应的定义,分析了牵扯效应的成因和影响的大小,介绍了牵扯因子的求解和消除牵扯效应的方法。理论分析和试验表明,牵扯效应消除后可大幅度地提高FSM方法的精度,特别是提高了局部坑蚀的检测精度。本文在理论上发展和完善了FSM方法。

基于电位列阵的FSM系统精度实验研究

为验证FSM系统监测管道坑蚀、冲蚀、均匀腐蚀精度,设计了平板精度实验。坑蚀及冲蚀存在牵扯效应,造成腐蚀情况的误判,通过平板电阻网络模型的建立,有效消除牵扯效应及平板边缘效应的影响。为更精确地计算腐蚀厚度,根据腐蚀本质即电阻变化对应厚度变化,采用电阻网络模型计算电阻变化以求得腐蚀厚度。精度实验结果表明,本FSM系统坑蚀精度为1.75%,冲蚀精度为0.97%,均匀腐蚀精度为0.47%。本文对FSM系统应用精度具有参考意义。

国产化FSM设备在高含硫气田输气管道上的应用

FSM即电指纹法腐蚀监测,是一种基于电位列阵的金属管道/压力容器的在线腐蚀监测技术。针对进口FSM价格较高、购买配件周期长、检测精度低等问题,有针对性地进行了国产化FSM在线监测系统研发,在牵扯效应的消除与数据处理系统的提升等方面做了一定改进与创新,并进行了现场应用;同时结合超声波测厚技术验证了国产化FSM设备在高含硫气田输气管道上的检测结果的可靠性,结果表明:国产化FSM设备测量的管道壁厚和常规的超声波测厚仪测量的管道壁厚具有一致性,其相对精度在±1.0%以内,测量结果具有可信性。在全周向腐蚀监测的管道范围之内,电场指纹法不仅监测到了管道的均匀腐蚀和局部腐蚀,而且能定位各局部腐蚀发生的具体位置。