0　引　言

    港口儲(chǔ)罐及管道等設(shè)施設(shè)備因遭受儲(chǔ)運(yùn)介質(zhì)的腐蝕易發(fā)生腐蝕穿孔、腐蝕開(kāi)裂和腐蝕疲勞等安全隱患。國(guó)內(nèi)港口雖然在腐蝕管理方面的工作取得一定的成果，但仍存在一些問(wèn)題，例如：前期設(shè)計(jì)考慮不全面，腐蝕監(jiān)測(cè)位置設(shè)置不合理，選材不當(dāng)；腐蝕評(píng)估系統(tǒng)不健全，評(píng)估缺乏依據(jù)，結(jié)論偏離實(shí)際；腐蝕監(jiān)測(cè)方法選擇不科學(xué)，監(jiān)測(cè)結(jié)果不能全面體現(xiàn)設(shè)施的腐蝕狀況；設(shè)施統(tǒng)一對(duì)待，缺乏分級(jí)管理；數(shù)據(jù)和信息記錄保存不完整，缺失嚴(yán)重；缺少系統(tǒng)化管理，管理效果較差、效率較低；等等。

    1　腐蝕在線監(jiān)測(cè)的意義

    隨著信息技術(shù)及工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為防腐蝕工作的重要組成部分之一，逐漸在事故預(yù)防、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)改善等方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。各種腐蝕在線監(jiān)測(cè)技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合建立的腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能將數(shù)據(jù)的采集、處理、分析、預(yù)測(cè)及反饋命令一體化，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)施設(shè)備腐蝕狀態(tài)的全面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)港口儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有重要意義。

    1)提供現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及其他設(shè)施的腐蝕速率，并對(duì)其腐蝕狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，由此可確定系統(tǒng)安全、有效的運(yùn)行時(shí)間。

    2)對(duì)可能發(fā)生腐蝕失效的各種環(huán)境工況進(jìn)行預(yù)警。

    3) 根據(jù)監(jiān)測(cè)所得到的腐蝕速率，確定設(shè)施合理的檢修和維修周期。

    4)防止因腐蝕所引起的泄漏等事故的發(fā)生，從而減少對(duì)環(huán)境的污染。

    5)有效地評(píng)估各種腐蝕控制和防腐技術(shù)的有效性，例如化學(xué)緩蝕劑的功效和篩選，并找出這些技術(shù)的最佳應(yīng)用條件。

    6)觀察環(huán)境參數(shù)對(duì)系統(tǒng)腐蝕性的影響，掌握設(shè)施實(shí)際的腐蝕現(xiàn)狀。

    此外，腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可在設(shè)備正常運(yùn)行的情況下進(jìn)行腐蝕監(jiān)測(cè)，用戶可根據(jù)實(shí)時(shí)、連續(xù)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，及時(shí)采用或調(diào)整防護(hù)措施，預(yù)防腐蝕破壞事故的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)設(shè)備安全、高效的運(yùn)行。

    2　腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成

    腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)2部分組成。硬件系統(tǒng)主要由腐蝕監(jiān)測(cè)傳感器、數(shù)據(jù)工作站（或電源及通信轉(zhuǎn)換模塊、工控機(jī)）等模塊組成。軟件系統(tǒng)為腐蝕在線監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)，其融合腐蝕在線監(jiān)測(cè)、超聲波測(cè)厚、取樣分析等模塊，通過(guò)科學(xué)合理的分析手段，力求實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的腐蝕預(yù)測(cè)和腐蝕狀況評(píng)估，為防腐管理提供重要決策依據(jù)。

    3　腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件

    3.1　硬件組成

    在腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件方面：傳感器監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)經(jīng)采集器、變送器處理后由RS485總線傳送到通信及電源轉(zhuǎn)換模塊；通信及電源轉(zhuǎn)換模塊與工控機(jī)之間由RS232總線相連；工控機(jī)與服務(wù)器、B/S訪問(wèn)終端、DCS系統(tǒng)等組成局域網(wǎng)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)程中心相連，用戶可進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件組成示意圖見(jiàn)圖1。

    3.2　腐蝕在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的選擇

    目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于腐蝕的監(jiān)測(cè)方法主要有現(xiàn)場(chǎng)掛片法、電阻探針?lè)ā㈦娀瘜W(xué)法、電感法、電場(chǎng)矩陣法等。現(xiàn)場(chǎng)掛片法的基本原理是將被測(cè)試樣放入實(shí)際運(yùn)行的腐蝕介質(zhì)中，根據(jù)被測(cè)試樣質(zhì)量的變化測(cè)定腐蝕速率。電阻探針?lè)ɡ秒娮杼结樈z在長(zhǎng)度不變、截面積均勻減小時(shí)電阻增大的特性，計(jì)算探針絲直徑的變化，從而得到金屬腐蝕速率。電化學(xué)法利用線性極化、弱極化等方法來(lái)測(cè)量腐蝕速率。這些傳統(tǒng)的腐蝕在線監(jiān)測(cè)技術(shù)都有一定的缺陷，例如具有侵入性、監(jiān)測(cè)周期長(zhǎng)、測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確、實(shí)際測(cè)到的是平均腐蝕速率無(wú)法滿足實(shí)時(shí)測(cè)量的要求等，而且在應(yīng)用范圍上也有局限性，例如電阻法無(wú)法應(yīng)對(duì)孔蝕等局部腐蝕情況。

    根據(jù)港口儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)設(shè)備的特點(diǎn)，宜采用在線電感探針腐蝕速率監(jiān)測(cè)技術(shù)、在線電場(chǎng)矩陣測(cè)厚技術(shù)和在線波導(dǎo)式超聲測(cè)厚技術(shù)，并根據(jù)被測(cè)管線和儲(chǔ)罐內(nèi)部介質(zhì)理化特性及所處環(huán)境特點(diǎn)，選取具有代表性的部位進(jìn)行抽樣監(jiān)測(cè)，以點(diǎn)概面。此外，在原油及渣油運(yùn)輸管線上安裝合理密度的溫度、濕度傳感器，檢測(cè)保溫層態(tài)勢(shì)和保溫效果，為防腐保溫系統(tǒng)的維修維護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

    3.2.1　在線電感探針腐蝕速率監(jiān)測(cè)技術(shù)

    在線電感探針腐蝕速率監(jiān)測(cè)技術(shù)的原理是通過(guò)測(cè)量金屬試樣腐蝕減薄所引起的磁通量變化來(lái)直接測(cè)得金屬試樣的腐蝕深度，從而計(jì)算得到金屬腐蝕速率。該方法適用于各種不同的介質(zhì)，不受介質(zhì)導(dǎo)電率的影響，能對(duì)金屬腐蝕速率的變化做出快速反應(yīng)。[1]

    3.2.2　在線電場(chǎng)矩陣測(cè)厚技術(shù)

    在線電場(chǎng)矩陣測(cè)厚技術(shù)是一種以歐姆定律和電場(chǎng)分布為理論基礎(chǔ)，基于電位列陣的金屬設(shè)備、管道在線腐蝕監(jiān)測(cè)方法。探針列陣分布在被測(cè)設(shè)備外壁，具有直接檢測(cè)局部典型范圍內(nèi)在役設(shè)備的壁厚腐蝕量、腐蝕速率、坑蝕、焊縫腐蝕、沖蝕等的能力。

    在線電場(chǎng)矩陣腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為直接接觸型傳感器，具有監(jiān)測(cè)結(jié)果直接有效、非開(kāi)孔表面安裝，不介入監(jiān)測(cè)構(gòu)件、與被檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的流體無(wú)接觸、安全性好、安裝便捷、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，適用于管道彎頭、T型接頭、焊縫等復(fù)雜形體及高溫高壓部位的腐蝕監(jiān)測(cè)。

    3.2.3　在線波導(dǎo)式超聲測(cè)厚技術(shù)

    超聲波測(cè)厚技術(shù)是一種有效的監(jiān)測(cè)設(shè)備管道壁厚的方法，是防腐檢測(cè)的重要手段。檢測(cè)探頭陣列發(fā)出一束超聲能量脈沖，此脈沖充斥整個(gè)圓周方向和整個(gè)管壁厚度向遠(yuǎn)處傳播，當(dāng)遇到管道內(nèi)外壁腐蝕或者缺陷引起的金屬缺損時(shí)，由于管道橫截面發(fā)生變化，在缺損處會(huì)有反射波返回，通過(guò)儀器分析可探知管道內(nèi)外部缺陷位置、大小和腐蝕情況。超聲波檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)距離長(zhǎng)、檢測(cè)過(guò)程簡(jiǎn)單。

    3.3　監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選擇

    3.3.1　布點(diǎn)原則

    監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選擇要充分考慮港口儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的工況條件和可實(shí)施性，力爭(zhēng)做到對(duì)腐蝕因素的監(jiān)測(cè)、對(duì)腐蝕發(fā)生發(fā)展過(guò)程的監(jiān)測(cè)和對(duì)腐蝕結(jié)果的監(jiān)測(cè)。根據(jù)港口儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的介質(zhì)理化特性，腐蝕在線監(jiān)測(cè)探針應(yīng)選擇在易積水、通風(fēng)難、腐蝕易發(fā)生的位置進(jìn)行安裝，尤其是在碼頭裝卸管道、鄰近易燃易爆危險(xiǎn)品堆場(chǎng)的管道、位置低矮保溫層易積水的管道應(yīng)適當(dāng)增加腐蝕在線監(jiān)測(cè)探針的安裝密度，測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)可自動(dòng)以無(wú)線或有線的方式傳輸至軟件管理平臺(tái)。

    3.3.2　保溫層下溫度、濕度在線監(jiān)測(cè)

    管道外保溫層對(duì)流體介質(zhì)安全、可靠、高效的輸送起著重要的作用。可在原油、渣油管線上安裝溫濕度傳感器，監(jiān)測(cè)保溫狀態(tài)、保溫效果及保溫層下濕度變化情況等，通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比來(lái)判斷保溫層保溫效果和雨水滲漏狀況，進(jìn)而分析確定維護(hù)維修級(jí)別。同時(shí)，溫濕度傳感器還可以作為管線表層腐蝕監(jiān)測(cè)的輔助工具。

    3.3.3　儲(chǔ)罐的腐蝕監(jiān)測(cè)

    3.3.3.1　儲(chǔ)罐底板厚度在線監(jiān)測(cè)儲(chǔ)罐底板厚度監(jiān)測(cè)可在不影響儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的前提下，采用在線波導(dǎo)式測(cè)厚儀對(duì)儲(chǔ)罐底板厚度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。儀表的選用必須滿足國(guó)家防爆和防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。

    3.3.3.2　儲(chǔ)罐罐壁腐蝕在線監(jiān)測(cè)在原油儲(chǔ)罐內(nèi)往往殘留污水，罐壁易發(fā)生腐蝕。可在距罐底0~200 mm高度的罐壁上安裝多組多點(diǎn)式在線波導(dǎo)式測(cè)厚儀，對(duì)罐壁腐蝕情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

    3.3.3.3　儲(chǔ)罐加熱管線腐蝕在線監(jiān)測(cè)針對(duì)加熱管線內(nèi)部，可在延伸到罐外的加熱管線出入口安裝鎧裝加長(zhǎng)電感探針來(lái)進(jìn)行腐蝕在線監(jiān)測(cè)，同時(shí)采用內(nèi)置溫度傳感器的電感探針來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蒸汽溫度。

    3.3.4　泵房管道入口及其出口腐蝕監(jiān)測(cè)

    介質(zhì)在管道中流動(dòng)，尤其是在變徑和T型接口處，高速流動(dòng)的介質(zhì)會(huì)對(duì)管道內(nèi)壁造成沖刷腐蝕致使管壁變薄，使管道迎流面更容易受到傷害。因此，可根據(jù)管道中不同介質(zhì)特性選擇合適的壁厚監(jiān)測(cè)設(shè)備（如在線波導(dǎo)式測(cè)厚儀或在線電場(chǎng)矩陣系統(tǒng)），進(jìn)行連續(xù)性的管道厚度監(jiān)測(cè)。重點(diǎn)監(jiān)測(cè)部位在硫酸泵房出入口、渣油泵房出入口和原油泵房出入口。可采取抽樣監(jiān)測(cè)的方式對(duì)出口迎流面進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及早掌握管道的腐蝕情況，避免因腐蝕破壞造成有害物質(zhì)泄漏安全事故。

    3.3.5　地上、地下管道焊縫腐蝕監(jiān)測(cè)

    在管道焊口、彎頭迎流面安裝在線電場(chǎng)矩陣腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利用電場(chǎng)分布原理，可以把管道一段直管或彎頭自動(dòng)地分割為100余個(gè)微小區(qū)域來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。還可以將在線電場(chǎng)矩陣腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝在管道焊接處兩側(cè)，對(duì)焊接處是否腐蝕、是否存在裂紋進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)警。在線電場(chǎng)矩陣腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅可以安裝在地上管道上，還可以安裝在地下管道上。

    4　腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件

    4.1　軟件構(gòu)成

    腐蝕在線監(jiān)測(cè)軟件為港口儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)提供腐蝕與防護(hù)信息管理平臺(tái)，軟件以腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件為基礎(chǔ)，構(gòu)建腐蝕監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，承載現(xiàn)場(chǎng)腐蝕監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備基礎(chǔ)信息，具有腐蝕數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析和腐蝕情況預(yù)警等功能，實(shí)現(xiàn)港口儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)腐蝕管理信息化、直觀化、專業(yè)化，為港口儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的安全、高效運(yùn)行提供技術(shù)支撐。

    腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件由數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、分析評(píng)價(jià)及維修維護(hù)策略模塊等2大部分組成，其中：數(shù)據(jù)庫(kù)模塊包含港口儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)設(shè)備管道及儲(chǔ)罐基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫(kù)、在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)、檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)、環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)等；分析評(píng)價(jià)及維修維護(hù)策略模塊包含數(shù)據(jù)處理關(guān)聯(lián)對(duì)比模塊、腐蝕及失效分析模塊、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及安全評(píng)價(jià)模塊、壽命預(yù)測(cè)診斷模塊等。腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件架構(gòu)示意圖見(jiàn)圖2。

    4.2　軟件功能

    用戶通過(guò)腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件平臺(tái)可以：實(shí)現(xiàn)人工錄入、導(dǎo)入、自動(dòng)采集腐蝕數(shù)據(jù)；向平臺(tái)導(dǎo)入港口儲(chǔ)罐、管道等基礎(chǔ)信息用于分析評(píng)估，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線展示、生成列表；查詢歷史數(shù)據(jù)；進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析評(píng)價(jià)；對(duì)腐蝕數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和腐蝕情況預(yù)警，預(yù)測(cè)設(shè)備使用壽命。

    軟件主要功能包括對(duì)應(yīng)設(shè)備測(cè)點(diǎn)的圖形化顯示、數(shù)據(jù)曲線和數(shù)據(jù)報(bào)表的生成、數(shù)據(jù)上傳和打印輸出、防腐施工報(bào)告管理、腐蝕監(jiān)測(cè)報(bào)告管理、數(shù)據(jù)對(duì)比分析、腐蝕失效分析、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及安全評(píng)價(jià)、設(shè)備壽命預(yù)測(cè)、相關(guān)腐蝕檔案的信息化管理等。

    5　結(jié)　語(yǔ)

    腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)科學(xué)合理的分析手段，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的腐蝕預(yù)測(cè)和腐蝕狀況評(píng)估，為防腐管理提供重要決策依據(jù)，從而提高港口儲(chǔ)罐及管道等設(shè)施設(shè)備運(yùn)行的安全性、可靠性。

    參考文獻(xiàn)[1]  楊曉惠，饒霽陽(yáng)，王燕楠。在線腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)在石化行業(yè)中的應(yīng)用[J].石油化工腐蝕與防護(hù)，2011（3）：40-42.

更多關(guān)于材料方面、材料腐蝕控制、材料科普等方面的國(guó)內(nèi)外最新動(dòng)態(tài)，我們網(wǎng)站會(huì)不斷更新。希望大家一直關(guān)注中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)http://www.ecorr.org

責(zé)任編輯：王元

《中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)電子期刊》征訂啟事
投稿聯(lián)系：編輯部
電話：010-62313558-806
郵箱：fsfhzy666@163.com
中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)官方 QQ群：140808414