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美國(guó)Emerson公司開發(fā)Permasense超聲波腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

開展海底管道的腐蝕監(jiān)測(cè)工作可有效防止管道腐蝕、泄漏，從而保證海底管道的安全運(yùn)輸。傳統(tǒng)的腐蝕監(jiān)測(cè)方法主要有腐蝕掛片法、探針?lè)?、人工測(cè)厚法等。掛片法和探針?lè)ㄒ环矫鏁?huì)破壞管道的本體結(jié)構(gòu)，尤其是高溫、高壓等部位及壓力容器，帶來(lái)較大的安全隱患；另一方面由于侵入式的監(jiān)測(cè)方式無(wú)法區(qū)別管道內(nèi)沖刷與介質(zhì)腐蝕對(duì)金屬掛片或探針的影響，故無(wú)法真實(shí)獲得管道壁厚及腐蝕狀況。人工測(cè)厚法存在測(cè)量不方便、數(shù)據(jù)結(jié)果不及時(shí)以及部分管線人員難以到達(dá)和測(cè)量等缺點(diǎn)，因而有一定的局限性。

美國(guó)Emerson公司開發(fā)的Permasense超聲波腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（系統(tǒng)拓?fù)鋱D見圖3）作為一種新型腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)，能夠利用超聲波對(duì)管道進(jìn)行定點(diǎn)測(cè)厚，其工作原理是利用超聲導(dǎo)波進(jìn)行雙層超聲波反射探測(cè)壁厚，通過(guò)發(fā)出超聲波波導(dǎo)的探頭（探頭技術(shù)參數(shù)見表4）來(lái)計(jì)算壁厚，可測(cè)量材質(zhì)涵蓋了碳鋼、鑄碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、特種鋼、鈦合金等各種石油化工行業(yè)常見管線材質(zhì)。主要典型安裝位置為管線彎頭，及其1~2倍直徑下行直管、油氣設(shè)施上的已知減薄點(diǎn)以及管線渦流區(qū)域中的變徑管、三通管、閥門上下連接管、各種塔或壓力容器壁等重點(diǎn)需監(jiān)測(cè)部位，并可在各種復(fù)雜環(huán)境下使用。

圖3 Permasense超聲波腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)拓?fù)鋱D

表4 探頭技術(shù)參數(shù)

測(cè)量壁厚范圍3mm~50mm測(cè)量精度0.1mm 應(yīng)用溫度范圍-180~600°C測(cè)量分辨率0.01mm 防護(hù)等級(jí)IP67環(huán)境溫度范圍-30~65°C 防爆類型本安型（Ex iaⅡ CT4）電池使用壽命3~4年 數(shù)據(jù)采集頻率最快15分鐘1組（默認(rèn)每12小時(shí)1組數(shù)據(jù)）無(wú)線傳輸距離傳感器之間50米視線內(nèi)

Permasense超聲波腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用先進(jìn)的超聲波在線定點(diǎn)測(cè)厚技術(shù)，可有效的提升定點(diǎn)測(cè)厚數(shù)據(jù)的真實(shí)性，將超聲波傳感器永久安裝到被測(cè)定點(diǎn)，排除了人工定點(diǎn)測(cè)厚中的人為影響；系統(tǒng)應(yīng)用波導(dǎo)桿技術(shù)，將超聲波傳感器與被測(cè)管線隔開，確保超聲波傳感器的有效工作溫度范圍，從而可測(cè)量-180℃~600℃的管線；系統(tǒng)通過(guò)螺柱的預(yù)緊力，將波導(dǎo)桿和管線緊密連接，擠出空氣層，無(wú)需耦合劑便可實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)桿和管線的耦合，以確保高溫部位測(cè)量點(diǎn)的長(zhǎng)期有效監(jiān)測(cè)；系統(tǒng)可根據(jù)監(jiān)測(cè)部位的材質(zhì)和介質(zhì)溫度的區(qū)別，對(duì)超聲波采集器進(jìn)行材質(zhì)和溫度的參數(shù)校正，從而確保在線高溫定點(diǎn)測(cè)厚的準(zhǔn)確性；此外，該系統(tǒng)還具備無(wú)線自組網(wǎng)技術(shù)、可長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠運(yùn)行、不存在損耗件，因而無(wú)需進(jìn)行后續(xù)維護(hù)。

目前，Permasense超聲波腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已成功應(yīng)用于國(guó)外某海上氣田及某下游煉廠常減壓裝置減頂管線彎頭，在不破壞工藝管道或設(shè)備本體結(jié)構(gòu)的情況下進(jìn)行管道壁厚的準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)測(cè)量，有效反映由介質(zhì)腐蝕、或砂蝕等原因造成的壁厚減薄，從而達(dá)到對(duì)管道或設(shè)備腐蝕情況的有效監(jiān)測(cè)，降低設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，提高設(shè)備運(yùn)行效率，提升產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益，提高設(shè)備管理水平。

高山卜 編譯自《全面腐蝕控制》2016年8月

《一種新型管道腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)及應(yīng)用Permasense超聲波腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)》

原作者劉杰等