FSM全周向腐蝕監(jiān)測技術(shù)

1、北京普斯維斯防腐公司腐蝕監(jiān)測部北京普斯維斯防腐公司腐蝕監(jiān)測部 Beijing PSVS Anti-Corrosion Technology Ltd 一、石油工業(yè)上的腐蝕監(jiān)測方法一、石油工業(yè)上的腐蝕監(jiān)測方法二、二、FSM FSM 技術(shù)技術(shù) FSM FSM 原理原理 技術(shù)特點(diǎn)技術(shù)特點(diǎn)三、三、FSMFSM的工業(yè)腐蝕監(jiān)測應(yīng)用的工業(yè)腐蝕監(jiān)測應(yīng)用 典型監(jiān)測區(qū)域使用典型監(jiān)測區(qū)域使用 FSMFSM用于監(jiān)測和確定缺陷的例子用于監(jiān)測和確定缺陷的例子 FSM FSM 腐蝕監(jiān)測區(qū)域極限腐蝕監(jiān)測區(qū)域極限四、四、FSMFSM典型案例分析典型案例分析目目 錄錄一、石油工業(yè)上經(jīng)典的腐蝕監(jiān)測方法一、石油工業(yè)上經(jīng)典的腐蝕監(jiān)測方法

2、u腐蝕掛片（失重測量）腐蝕掛片（失重測量）u電阻探針（電阻探針（E/RE/R）：）：ER ER 探針可以看成探針可以看成“電子的電子的”腐蝕掛腐蝕掛片，跟掛片一樣，片，跟掛片一樣，ERER探針測量的是金屬損失。可應(yīng)用于所有探針測量的是金屬損失?？蓱?yīng)用于所有的工作環(huán)境（氣相、液相、固相、含顆粒流體）；可直接獲的工作環(huán)境（氣相、液相、固相、含顆粒流體）；可直接獲得腐蝕速率。得腐蝕速率。u線性極化電阻法（線性極化電阻法（LPRLPR）：）：LPRLPR技術(shù)基于復(fù)雜的電化學(xué)技術(shù)基于復(fù)雜的電化學(xué)原理。原理。LPRLPR技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)為腐蝕速率的測量是瞬時(shí)的。相對(duì)于掛技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)為腐蝕速率的測量是瞬時(shí)的。相對(duì)于

3、掛片法和片法和ERER法來說，它是一個(gè)很強(qiáng)大的工具，因?yàn)樗皇腔诜▉碚f，它是一個(gè)很強(qiáng)大的工具，因?yàn)樗皇腔诮饘贀p失的，不需要暴露一定時(shí)間來確定腐蝕速率。缺點(diǎn)是金屬損失的，不需要暴露一定時(shí)間來確定腐蝕速率。缺點(diǎn)是它只能成功用于相對(duì)干凈的含水電解液里。不適用于氣體或它只能成功用于相對(duì)干凈的含水電解液里。不適用于氣體或水水/ /油乳液中，電極上的污垢會(huì)妨礙測量。油乳液中，電極上的污垢會(huì)妨礙測量。一、石油工業(yè)上新的腐蝕監(jiān)測方法一、石油工業(yè)上新的腐蝕監(jiān)測方法u電感探針電感探針u電化學(xué)噪聲電化學(xué)噪聲u全周向腐蝕監(jiān)測技術(shù)（全周向腐蝕監(jiān)測技術(shù)（FSMFSM，又叫電指紋，又叫電指紋監(jiān)測或區(qū)域特征法）監(jiān)測或區(qū)

4、域特征法）二、二、FSM FSM 技術(shù)技術(shù)原理原理 FSMFSM一種無干擾的腐蝕和裂紋監(jiān)測技術(shù)，其測量用的電極和一種無干擾的腐蝕和裂紋監(jiān)測技術(shù)，其測量用的電極和所有配套設(shè)備都安裝在被監(jiān)測對(duì)象（如儲(chǔ)罐、管道等）外部。所有配套設(shè)備都安裝在被監(jiān)測對(duì)象（如儲(chǔ)罐、管道等）外部。 在監(jiān)測的金屬段上通直流電，通過測量所測部件上微小的電位在監(jiān)測的金屬段上通直流電，通過測量所測部件上微小的電位差確定電場模式，將電位差進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕馄驶蛑苯痈鶕?jù)電位差的差確定電場模式，將電位差進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕馄驶蛑苯痈鶕?jù)電位差的變化來判斷整個(gè)設(shè)備的壁厚減薄。變化來判斷整個(gè)設(shè)備的壁厚減薄。 FSMFSM的獨(dú)特之處在于將所有測量的電位同監(jiān)測

5、的初始值相比較。的獨(dú)特之處在于將所有測量的電位同監(jiān)測的初始值相比較。這些代表了部件最初的幾何形狀，可以將它看成部件的這些代表了部件最初的幾何形狀，可以將它看成部件的“指紋指紋”，電指紋法名稱即緣于些。電指紋法名稱即緣于些。 二、二、FSM FSM 技術(shù)技術(shù)原理原理 通常在測量管段上安裝電流反饋系統(tǒng)，接線傳感探針，溫度傳通常在測量管段上安裝電流反饋系統(tǒng)，接線傳感探針，溫度傳感器和參考金屬條及保護(hù)蓋。數(shù)據(jù)采集單元帶電源和通信裝置，有感器和參考金屬條及保護(hù)蓋。數(shù)據(jù)采集單元帶電源和通信裝置，有使用電池的獨(dú)立式。使用電池的獨(dú)立式。 FSM設(shè)備有一套細(xì)小的測量電設(shè)備有一套細(xì)小的測量電極極(也稱觸針，直徑也

6、稱觸針，直徑1 mm)，這，這些電極均焊接或粘結(jié)在被監(jiān)測些電極均焊接或粘結(jié)在被監(jiān)測對(duì)象易于測量的表面上。對(duì)象易于測量的表面上。u傳統(tǒng)的腐蝕監(jiān)測技術(shù)傳統(tǒng)的腐蝕監(jiān)測技術(shù)包括失重掛片法、探針包括失重掛片法、探針（ER/LPR/電感）電感）uFSMFSM技術(shù)技術(shù)電阻探針、試片取放器、氫探電阻探針、試片取放器、氫探針、腐蝕監(jiān)測管段聯(lián)合監(jiān)測針、腐蝕監(jiān)測管段聯(lián)合監(jiān)測ER7100ER7100探針探針數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集器器氫探氫探針針安裝在被監(jiān)測對(duì)安裝在被監(jiān)測對(duì)象（如儲(chǔ)罐、管象（如儲(chǔ)罐、管道等）外部道等）外部1.非插入式，監(jiān)測管道系統(tǒng)內(nèi)腐蝕，侵蝕和脆裂。非插入式，監(jiān)測管道系統(tǒng)內(nèi)腐蝕，侵蝕和脆裂。FSM技術(shù)特點(diǎn)技術(shù)

7、特點(diǎn)2.2.應(yīng)用被監(jiān)測物體的電場分布圖應(yīng)用被監(jiān)測物體的電場分布圖 FSM技術(shù)是經(jīng)過現(xiàn)場檢驗(yàn)的，通過監(jiān)技術(shù)是經(jīng)過現(xiàn)場檢驗(yàn)的，通過監(jiān)測電流在金屬結(jié)構(gòu)上流動(dòng)方向的細(xì)微測電流在金屬結(jié)構(gòu)上流動(dòng)方向的細(xì)微變化來檢測由于腐蝕引起的金屬損失，變化來檢測由于腐蝕引起的金屬損失，脆裂和凹坑。脆裂和凹坑。 傳感針或電極呈矩陣式分布在被監(jiān)測傳感針或電極呈矩陣式分布在被監(jiān)測區(qū)域來檢測電場方向的變化。測量電區(qū)域來檢測電場方向的變化。測量電壓與最初的參考電壓進(jìn)行比較。探針壓與最初的參考電壓進(jìn)行比較。探針間距一般為壁厚的間距一般為壁厚的2-3倍。倍。 *系統(tǒng)提供圖解曲線表明凹坑和脆裂系統(tǒng)提供圖解曲線表明凹坑和脆裂的位置和嚴(yán)重

8、程度，計(jì)算實(shí)際腐蝕趨的位置和嚴(yán)重程度，計(jì)算實(shí)際腐蝕趨向和腐蝕速率。對(duì)在線系統(tǒng)，敏感性向和腐蝕速率。對(duì)在線系統(tǒng)，敏感性和重復(fù)性通常是優(yōu)于剩余壁厚的和重復(fù)性通常是優(yōu)于剩余壁厚的0.1%。FSM技術(shù)特點(diǎn)技術(shù)特點(diǎn)3 3、多敏感探針監(jiān)測、多敏感探針監(jiān)測FSMFSM系統(tǒng)的可用系統(tǒng)的可用1 1個(gè)便攜式儀器同時(shí)監(jiān)測多個(gè)敏感探個(gè)便攜式儀器同時(shí)監(jiān)測多個(gè)敏感探針監(jiān)測區(qū)。針監(jiān)測區(qū)。FSM技術(shù)特點(diǎn)技術(shù)特點(diǎn)4 4、具有較高的靈敏度（均勻腐蝕、具有較高的靈敏度（均勻腐蝕1ppt1ppt，在線系統(tǒng)）。，在線系統(tǒng)）。5 5、沒有元件暴露在腐蝕、磨蝕、高溫高壓環(huán)境中。、沒有元件暴露在腐蝕、磨蝕、高溫高壓環(huán)境中。高溫式監(jiān)測儀器工作

9、溫度可達(dá)高溫式監(jiān)測儀器工作溫度可達(dá)500500。6 6、檢測管壁變化，提供腐蝕機(jī)理信息。、檢測管壁變化，提供腐蝕機(jī)理信息。7 7、監(jiān)測面積大，可監(jiān)測不同幾何形狀如焊接。、監(jiān)測面積大，可監(jiān)測不同幾何形狀如焊接。8 8、沒有雜物引進(jìn)管道的危險(xiǎn)。、沒有雜物引進(jìn)管道的危險(xiǎn)。9 9、不存在監(jiān)測部件損耗問題。、不存在監(jiān)測部件損耗問題。1010、不同類型適應(yīng)不同環(huán)境。、不同類型適應(yīng)不同環(huán)境。FSM技術(shù)特點(diǎn)技術(shù)特點(diǎn)三、三、FSMFSM的工業(yè)腐蝕監(jiān)測應(yīng)用的工業(yè)腐蝕監(jiān)測應(yīng)用 FSM 可作為傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)的一種補(bǔ)充，在很可作為傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)的一種補(bǔ)充，在很多場合還可取代以腐蝕探頭為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)監(jiān)測技多場合還可取代以腐蝕探

10、頭為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)。術(shù)。FSM 監(jiān)測碳鋼全面腐蝕，其精度高于傳統(tǒng)監(jiān)測碳鋼全面腐蝕，其精度高于傳統(tǒng)方法的測量精度，這已得到證明。方法的測量精度，這已得到證明。 另外，另外，F(xiàn)SM 是監(jiān)測各種不銹鋼的局部腐蝕的是監(jiān)測各種不銹鋼的局部腐蝕的唯一實(shí)用技術(shù)。唯一實(shí)用技術(shù)。u典型監(jiān)測區(qū)域典型監(jiān)測區(qū)域 (1) (1) 管道和管線的環(huán)焊縫管道和管線的環(huán)焊縫(2) (2) 設(shè)備的底部區(qū)域設(shè)備的底部區(qū)域(3) (3) 上述二者的結(jié)合區(qū)域，以及含有上述二者的結(jié)合區(qū)域，以及含有COCO2 2、H H2 2S S等等腐蝕介質(zhì)或有微生物活動(dòng)等具有腐蝕性作用的腐蝕介質(zhì)或有微生物活動(dòng)等具有腐蝕性作用的環(huán)境環(huán)境(4) (4

11、) 管道的管道的“T”T”型接頭，這些地方有坤蝕腐蝕型接頭，這些地方有坤蝕腐蝕的危險(xiǎn)的危險(xiǎn)(5) (5) 管道彎曲處和焊接點(diǎn)管道彎曲處和焊接點(diǎn)(6) (6) 接點(diǎn)拐角接點(diǎn)拐角uFSMFSM用于監(jiān)測和確定缺陷的例子用于監(jiān)測和確定缺陷的例子 (1) (1) 全面腐蝕全面腐蝕(2) CO(2) CO2 2腐蝕腐蝕(3) (3) 局部腐蝕及點(diǎn)蝕局部腐蝕及點(diǎn)蝕(4) (4) 細(xì)菌腐蝕細(xì)菌腐蝕(5) (5) 焊縫、熱影響區(qū)（焊縫、熱影響區(qū)（HAZ)HAZ)裂紋發(fā)展過程裂紋發(fā)展過程uFSMFSM監(jiān)測極限監(jiān)測極限 u一臺(tái)發(fā)射機(jī)或一個(gè)連接器通?？蛇B接一臺(tái)發(fā)射機(jī)或一個(gè)連接器通?？蛇B接3232根觸針。在根觸針。在一

12、具體工藝系統(tǒng)中，這一具體工藝系統(tǒng)中，這3232根觸針可分成若干組，通根觸針可分成若干組，通常每組都有特定的標(biāo)號(hào)。一套常每組都有特定的標(biāo)號(hào)。一套3232根觸針覆蓋的監(jiān)測根觸針覆蓋的監(jiān)測表面面積一般可覆蓋管外壁面積為表面面積一般可覆蓋管外壁面積為1001005 000 cm5 000 cm2 2 ，監(jiān)測碳鋼全面腐蝕時(shí)需監(jiān)測面積較大。監(jiān)測碳鋼全面腐蝕時(shí)需監(jiān)測面積較大。u對(duì)于全面腐蝕或大的點(diǎn)蝕來說，檢查極限或分辨率對(duì)于全面腐蝕或大的點(diǎn)蝕來說，檢查極限或分辨率通常是壁厚的通常是壁厚的0.05%0.05%，例如，壁厚為，例如，壁厚為10mm10mm時(shí)，分時(shí)，分辨率為辨率為5 vm5 vm。對(duì)于小點(diǎn)蝕來說，

13、如體積小于。對(duì)于小點(diǎn)蝕來說，如體積小于0.5 0.5 mmmm3 3的單個(gè)蝕坑，可在壁厚為的單個(gè)蝕坑，可在壁厚為6mm 6mm 的管道上檢查的管道上檢查出來。出來。四、典型問題四、典型問題焊接根部腐蝕焊接根部腐蝕 下圖展示典型的嚴(yán)重焊接根部腐蝕。下圖展示典型的嚴(yán)重焊接根部腐蝕。3D3D曲線來曲線來自焊接根部腐蝕能力測試。自焊接根部腐蝕能力測試。焊縫根焊縫根部腐蝕部腐蝕點(diǎn)蝕點(diǎn)蝕四、典型問題四、典型問題焊接根部腐蝕焊接根部腐蝕 3.3.缺陷深度缺陷深度1.5mm1.5mm1.1.測試之初測試之初2.2.缺陷深度缺陷深度0.5mm0.5mm4.4.缺陷深度缺陷深度2.5mm2.5mm四、典型問題四、典型問題焊接根部腐蝕焊接根部腐蝕 新焊縫新焊縫固定的電流固定的電流傳感針傳感