FSM全周向腐蝕監(jiān)測技術

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 技術技術 FSM FSM 原理原理 技術特點技術特點三、三、FSMFSM的工業(yè)腐蝕監(jiān)測應用的工業(yè)腐蝕監(jiān)測應用 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?？蓱糜谒刑结槣y量的是金屬損失?？蓱糜谒械墓ぷ鳝h(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技術基于復雜的電化學技術基于復雜的電化學原理。原理。LPRLPR技術的優(yōu)點為腐蝕速率的測量是瞬時的。相對于掛技術的優(yōu)點為腐蝕速率的測量是瞬時的。相對于

3、掛片法和片法和ERER法來說，它是一個很強大的工具，因為它不是基于法來說，它是一個很強大的工具，因為它不是基于金屬損失的，不需要暴露一定時間來確定腐蝕速率。缺點是金屬損失的，不需要暴露一定時間來確定腐蝕速率。缺點是它只能成功用于相對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，電極上的污垢會妨礙測量。油乳液中，電極上的污垢會妨礙測量。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電化學噪聲電化學噪聲u全周向腐蝕監(jiān)測技術（全周向腐蝕監(jiān)測技術（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 技術技術原理原理 FSMFSM一種無干擾的腐蝕和裂紋監(jiān)測技術，其測量用的電極和一種無干擾的腐蝕和裂紋監(jiān)測技術，其測量用的電極和所有配套設備都安裝在被監(jiān)測對象（如儲罐、管道等）外部。所有配套設備都安裝在被監(jiān)測對象（如儲罐、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，將電位差進行適當?shù)慕馄驶蛑苯痈鶕?jù)電位差的差確定電場模式，將電位差進行適當?shù)慕馄驶蛑苯痈鶕?jù)電位差的變化來判斷整個設備的壁厚減薄。變化來判斷整個設備的壁厚減薄。 FSMFSM的獨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 技術技術原理原理 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蓋。數(shù)據(jù)采集單元帶電源和通信裝置，有使用電池的獨立式。使用電池的獨立式。 FSM設備有一套細小的測量電設備有一套細小的測量電極極(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在被監(jiān)測些電極均焊接或粘結在被監(jiān)測對象易于測量的表面上。對象易于測量的表面上。u傳統(tǒng)的腐蝕監(jiān)測技術傳統(tǒng)的腐蝕監(jiān)測技術包括失重掛片法、探針包括失重掛片法、探針（ER/LPR/電感）電感）uFSMFSM技術技術電阻探針、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)測對安裝在被監(jiān)測對象（如儲罐、管象（如儲罐、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技術特點技術

7、特點2.2.應用被監(jiān)測物體的電場分布圖應用被監(jiān)測物體的電場分布圖 FSM技術是經(jīng)過現(xiàn)場檢驗的，通過監(jiān)技術是經(jīng)過現(xiàn)場檢驗的，通過監(jiān)測電流在金屬結構上流動方向的細微測電流在金屬結構上流動方向的細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行比較。探針壓與最初的參考電壓進行比較。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重

8、程度，計算實際腐蝕趨的位置和嚴重程度，計算實際腐蝕趨向和腐蝕速率。對在線系統(tǒng)，敏感性向和腐蝕速率。對在線系統(tǒng)，敏感性和重復性通常是優(yōu)于剩余壁厚的和重復性通常是優(yōu)于剩余壁厚的0.1%。FSM技術特點技術特點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個便攜式儀器同時監(jiān)測多個敏感探個便攜式儀器同時監(jiān)測多個敏感探針監(jiān)測區(qū)。針監(jiān)測區(qū)。FSM技術特點技術特點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、溫度可達高溫式監(jiān)測儀器工作溫度可達500500。6 6、檢測管壁變化，提供腐蝕機理信息。、檢測管壁變化，提供腐蝕機理信息。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、沒有雜物引進管道的危險。、沒有雜物引進管道的危險。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、不同類型適應不同環(huán)境。、不同類型適應不同環(huán)境。FSM技術特點技術特點三、三、FSMFSM的工業(yè)腐蝕監(jiān)測應用的工業(yè)腐蝕監(jiān)測應用 FSM 可作為傳統(tǒng)監(jiān)測技術的一種補充，在很可作為傳統(tǒng)監(jiān)測技術的一種補充，在很多場合還可取代以腐蝕探頭為基礎的傳統(tǒng)監(jiān)測技多場合還可取代以腐蝕探

10、頭為基礎的傳統(tǒng)監(jiān)測技術。術。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用技術。唯一實用技術。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) 設備的底部區(qū)域設備的底部區(qū)域(3) (3) 上述二者的結合區(qū)域，以及含有上述二者的結合區(qū)域，以及含有COCO2 2、H H2 2S S等等腐蝕介質(zhì)或有微生物活動等具有腐蝕性作用的腐蝕介質(zhì)或有微生物活動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的危險(5) (5) 管道彎曲處和焊接點管道彎曲處和焊接點(6) (6) 接點拐角接點拐角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) 局部腐蝕及點蝕局部腐蝕及點蝕(4) (4) 細菌腐蝕細菌腐蝕(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一臺發(fā)射機或一個連接器通常可連接一臺發(fā)射機或一個連接器通?？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號。一套常每組都有特定的標號。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)測碳鋼全面腐蝕時需監(jiān)測面積較大。監(jiān)測碳鋼全面腐蝕時需監(jiān)測面積較大。u對于全面腐蝕或大的點蝕來說，檢查極限或分辨率對于全面腐蝕或大的點蝕來說，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，分時，分辨率為辨率為5 vm5 vm。對于小點蝕來說，

13、如體積小于。對于小點蝕來說，如體積小于0.5 0.5 mmmm3 3的單個蝕坑，可在壁厚為的單個蝕坑，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 下圖展示典型的嚴重焊接根部腐蝕。下圖展示典型的嚴重焊接根部腐蝕。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蝕點蝕四、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