在线腐蚀检测技术

海底管道内外腐蚀的在线检测技术摘要：自从我国在1985年修建成首条海底输油管道以来，海底输油管道建设数量呈现逐年递增的形式，到目前为止约建设8000km的海底石油管道。

但由于海底生态环境非常复杂，人类在上海生存活动逐渐频繁，导致海底石油管道经常出现溢油事故；再加上我国海底管道通常建设在20世纪90年代末期，设计使用年限为20年左右，随着时间不断推移，很多管道进入到使用后期，部分石油管道已超过使用年限，无形中提高日常运行风险，一旦海底管道受到损害出现溢油问题，会给相关企业带来巨大经济损失，甚至会影响到海洋的生态环境，产生严重的负面影响。

针对该种情况，工作人员在铺设海底管道后，要全面检测管道性能，掌握管道实际情况，将安全隐患扼杀在摇篮中，保证海底管道能安全运行。

关键词：海底管道；内外腐蚀；在线检测技术引言管道腐蚀指的是管道在运输液体的过程中因为运输物质和管道发生化学反应或别的原因导致的管道老化现象。

管道腐蚀会导致管道材料的破坏、进而造成设备损坏甚至整个管道系统的失效。

管道腐蚀主要是由于管道内运输介质具有一定的腐蚀特性，例如酸性、碱性以及某些盐。

加上外界的温度变化、阳光照射、雨淋等因素，共同造成了管道的腐蚀。

在管道遭受腐蚀之后，造成的损坏极易形成安全隐患并引发事故，据不完全统计，全世界每年因各类腐蚀所造成的的损失占GDP的3%至4%。

如何延缓腐蚀，抵御腐蚀已经成为一个工业生产和运输业的重要课题之一。

1.海底管道内检测技术1.1涡流检测技术这种技术在海底管道检测中，可以对输气或输液管道进行准确检测。

第一，向用于检测的涡流式检测器结构的初级线圈内输入微弱电流，会引发海底管道受到电磁感应后产生涡流，检测人员通过检测次级线圈完成检测任务。

如果管道管壁出现质量问题，初级线圈就会表现出异常磁通量，引发磁力线出现相应变化，次级线圈原有的磁通量平衡状态就会被打破，就会有对应电压产生。

如果管壁存在任何问题，两侧就会维持磁通量平衡，也不会有电压产生。

腐蚀试验方法及监测技术摘要：一、引言二、腐蚀试验方法1.实验室腐蚀试验2.现场腐蚀试验三、腐蚀监测技术1.物理监测技术2.化学监测技术3.生物监测技术四、腐蚀试验与监测技术的应用1.金属材料的腐蚀试验与监测2.混凝土结构的腐蚀试验与监测3.复合材料的腐蚀试验与监测五、腐蚀试验与监测技术的未来发展六、结论正文：腐蚀试验方法及监测技术一、引言腐蚀是材料在环境作用下导致性能下降的现象，长期以来对各种工程结构、设备和设施造成了巨大的损失。

为了解和研究腐蚀的规律，制定有效的防护措施，腐蚀试验方法和监测技术在材料科学研究中起着至关重要的作用。

本文将对腐蚀试验方法及监测技术进行综述，以期为我国腐蚀防护领域的发展提供参考。

二、腐蚀试验方法1.实验室腐蚀试验实验室腐蚀试验是在controlled conditions 下进行的，可以精确地研究材料的腐蚀行为。

主要包括点滴腐蚀试验、电化学腐蚀试验、腐蚀失重试验等。

通过实验室腐蚀试验，可以得到材料的腐蚀速率、腐蚀机理等重要信息。

2.现场腐蚀试验现场腐蚀试验是在实际工程环境中进行的，可以更真实地反映材料在实际应用中的腐蚀状况。

现场腐蚀试验主要包括暴露试验、埋地试验、海洋环境试验等。

通过现场腐蚀试验，可以评价材料的耐腐蚀性能，为工程应用提供依据。

三、腐蚀监测技术1.物理监测技术物理监测技术主要通过对腐蚀产物、腐蚀形貌、腐蚀声波等方面的观察和测量，实时了解腐蚀过程。

常见的方法有光学显微镜监测、X射线衍射监测、超声波监测等。

2.化学监测技术化学监测技术是通过分析腐蚀介质中的化学成分和腐蚀产物的变化，评价腐蚀程度和速率。

主要包括电化学阻抗谱监测、红外光谱监测、激光光谱监测等。

3.生物监测技术生物监测技术是利用生物传感器或生物反应器等设备，通过检测腐蚀环境中生物群体的数量、活性等参数，判断腐蚀程度和类型。

常见的方法有微生物监测、免疫监测等。

四、腐蚀试验与监测技术的应用1.金属材料的腐蚀试验与监测金属材料的腐蚀试验与监测主要包括钢铁、铝合金、铜合金等材料的腐蚀试验。

管道内腐蚀检测新技术和新方法
管道内腐蚀是造成许多工业事故的主要原因之一，因此及早发现和监测管道内腐蚀的情况对于保障工业安全至关重要。

近年来，随着技术的进步，出现了一些新的技术和方法，可以更准确和高效地检测管道内腐蚀。

首先，一种新的技术是使用无人机进行管道内腐蚀检测。

传统的管道检测方法通常需要人工进入管道进行检测，这不仅费时费力，而且存在一定的安全风险。

而无人机可以搭载高分辨率的摄像头和传感器，通过无人机在管道内进行巡检，可以实时获取管道内部的图像和数据，并通过算法分析判断管道内是否存在腐蚀情况。

这种方法不仅高效，而且可以更好地保障工作人员的安全。

其次，一种新的方法是使用声波检测技术进行管道内腐蚀的监测。

声波检测技术是通过将声波传入管道中，通过分析声波在管道内传播的特征来判断管道内部是否存在腐蚀情况。

这种方法不仅可以检测出管道内部的腐蚀情况，还可以判断腐蚀的程度和位置。

相比于传统的检测方法，声波检测技术更准确、快速，并且对管道本身没有损伤。

此外，近年来，还出现了一种基于纳米技术的管道内腐蚀监测方法。

这种方法通过在管道内部涂覆一层纳米材料，在腐蚀开始时，纳米材料会发生变化并释放出特定的信号，通过对这些信号的检测和分析，可以判断管道内是否存在腐蚀情况。

这种方法具有高灵敏度和实时性，可以及早发现管道内的腐蚀情况，采取相应的措施进行修复和保护。

综上所述，随着技术的不断发展，管道内腐蚀检测的新技术和新方法不断涌现，为工业安全提供了更加可靠和高效的保障。

这些新技术和新方法的应用将大大提高腐蚀检测的准确性和效率，有助于预防和减少工业事故的发生。

管线腐蚀检测方法管线腐蚀检测方法主要有以下几种：1.漏磁法智能清管器：这是一种应用时间较长、技术较为成熟的检测设备，可以检测出由管道内外腐蚀引起的管道壁的厚度变化和管壁的凹痕情况。

2.涡流检测技术：利用电磁感应的原理，通过对管道壁内感生涡流的变化进行测定，评估管壁的性能和有无腐蚀产生的缺陷。

3.超声波裂纹检测仪：通过超声波对管道壁内的因腐蚀产生的裂纹、气孔等进行检测和定位，对风险进行评估和诊断。

4.多频管中电流法：以管中电流测试法为基础，对埋地管道防护层的漏电情况进行检测的技术，可以判断管道的埋深和防腐蚀层整体的安全状况。

5.皮尔逊检测法：在管道与大地之间施加交流信号，通过交流电压的梯度测定管道防腐层的破损，并对管道外的防腐层进行定位。

6.标准管/地电位法：利用数字万用表测试接地硫酸铜电极与管道上的CP电位，通过电位的分布，间接评定涂层的质量状况。

这种方法能快速测量管线的阴极保护电位，但测试的数据受许多因素的制约，可能会漏检和误判。

7.密间歇电位法：与标准管/地电位类似，是标准管/地电位的加密测试。

能测定CP系统的效果，间接反映防腐保温层状况，并能判断缺陷的严重性，自动采集数据。

但测试数据同样受许多因素的制约，不能确定缺陷大小、位置以及防腐保温层的剥离。

8.直流电压梯度法：在管道上加载直流信号，用测量管道防腐层破损裸漏点和土壤之间存在的电压梯度，来判别防腐层的缺陷。

能准确地检测出防腐层的破损位置，亦可估算缺陷大小，并通过IR%判定缺陷的严重程度。

9.直接方法：包括现场调查法、机械性质变化法和重量变化方法。

现场调查法是通过观察工具对关注部位进行监测；机械性质变化法是通过测定采样的拉伸强度、伸长率、硬度、断裂时间等参数，评定采样材料性能的变化；重量变化方法包括腐蚀失重试片法和石英晶体微平衡技术。

以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议咨询专业人士或查阅相关书籍文献。

管道内腐蚀检测新技术和新方法管道内腐蚀检测是管道安全管理中至关重要的一环。

传统的腐蚀检测方法只能通过观察管道表面的情况来检测腐蚀,但这种方法容易受到主观因素的影响,存在漏检的可能性。

随着科技的不断发展,管道内腐蚀检测新技术和新方法不断涌现,下面我们将详细介绍一下。

一、激光扫描技术激光扫描技术是一种先进的管道内腐蚀检测方法。

该技术利用激光扫描仪对管道进行扫描,通过收集管道内部的图像数据,可以准确检测出管道内的腐蚀情况。

与传统的观察方法相比,激光扫描技术具有速度快、效率高、精度高等优点,可以大大提高腐蚀检测的效率和准确性。

二、声波检测技术声波检测技术是通过检测管道内部的声音来检测管道内的腐蚀情况。

该技术利用声波传感器对管道进行测量,通过分析声音的频率、振幅等特征,可以准确判断管道的腐蚀程度。

与激光扫描技术相比,声波检测技术具有操作简单、成本较低等优点,但其缺点是对管道表面的影响较大。

三、物联网技术物联网技术是一种基于互联网的新型管道内腐蚀检测方法。

该技术通过将管道内部的各种传感器和设备连接到互联网上,可以实现对管道内部腐蚀情况的全面监测。

与传统的手工监测方法相比,物联网技术具有实时性高、数据量大、精度高等优点,可以大大提高管道内腐蚀检测的效率和准确性。

四、人工智能技术人工智能技术是近年来发展较快的一种管道内腐蚀检测方法。

该技术通过利用机器学习和深度学习算法,可以对管道内部的图像和声音数据进行分析和处理,从而准确判断管道的腐蚀情况。

人工智能技术的应用可以提高管道内腐蚀检测的精度和效率,但也需要相应的数据支撑。

管道内腐蚀检测新技术和新方法的应用,可以提高管道内腐蚀检测的效率和准确性,从而实现对管道安全管理的实时监测。

但新技术和新方法的应用也需要相应的数据支撑和技术支持,以确保其实际应用的效果和可靠性。

试验研究DOI：10.11973/wsjc202103011基于云平台的管道腐蚀远程在线监测系统吴文强I,伍剑波】，张目超】，许钊源】，何莎2,王仕强寫骆吉庆2（1.四川大学机械工程学院，成都610065；2.中国石油集团川庆钻探工程有限公司安全环保质量监督检测研究院，广汉618300）摘要：为实现油气井口装置管道腐蚀情况的远程在线监测，针对压电超声耦合、传感器安装、信号传输存储分析等关键问题，提出了基于云平台的管道腐蚀远程在线监测方法。

研发了可进行液-固转变的干耦合剂，保证了良好的耦合效果。

针对管道结构与长程监测需求，研究了压电传感网络布点、定位与固定方法。

针对复数信号传输、存储、分析等问题，提出了基于云平台的B/S （浏览器/服务器）架构。

最后结合现场实际工况，开发出了多通道管道腐蚀在线远程监测系统。

现场近13的户外测试表明，该系统稳定可靠，各项指标均满足管道腐蚀监测需求，为油气井口装置的安全生产奠定了智能运维基础。

关键词：管道腐蚀；在线监测；云平台；干耦合中图分类号：TG115.28文献标志码：A 文章编号:1000-6656（2021）03-0049-04Cloud platform-based online remote monitoring system of pipeline corrosionWU Wenqiang1・WU Jianbo1,ZHANG Muchao1,XU Zhaoyuan1,HE Sha2,WANG Shiqian才,LUO Jiqing2(1.School of Mechanical Engineering,Sichuan University,Chengdu610065,China；2.Safety Environment Quality Surveillanceand Inspection Research Institute of CNPC Chuanqing Drilling&Exploration Corporation,Guanghan618300,China)Abstract：In order to realize the on-line monitoring of pipeline corrosion of oil and gas wellhead equipment, aiming at the key problems such as piezoelectric ultrasonic coupling,sensor installation,signal transmission and storage analysis,a cloud platform-based online monitoring system of pipeline corrosion is proposed.A new kind of couplant is developed for liquid-solid transformation,ensuring the good coupling effect.Then,the method of optimal node,positioning and fixation of sensor is studied.Besides,a B/S(Browser/Server)architecture based on cloud platform is proposed to storage and analyze the corrosion data.Finally,a multi-channel monitoring system of pipeline corrosion is developed.After nearly one yeafs outdoor test,the results prove that the system is stable and reliable,and all indicators meet the requirements of pipeline corrosion monitoring,laying a foundation for intelligent operation and maintenance of oil and gas wellhead equipmentKey words：pipeline corrosion；online monitoring；cloud platform；dry coupling油气井口装置包含大量连接站内设备设施的管道,其压力变化大、规格样式多、结构复杂,并担负着高温、高压、易燃、易爆和有毒介质的输送任务，在油收稿日期：2020-10-20基金项目：四川省科技计划项目资助（2021YFGD039, 2O18JYO393,2O2OYFGOO99）作者简介：吴文强（1996—）,男，硕士研究生，主要研究方向为无损检测仪器与系统通信作者：伍剑波，wujianbo@ 气场站中扮演着重要角色随着服役时间的增长,其管壁因受流体冲刷、电化学腐蚀、化学腐蚀等作用,会逐步产生管壁减薄、腐蚀、裂纹等缺陷卩切，一旦发生泄漏失效，轻则影响生产进度并带来经济损失，重则将造成重大安全生产事故。

腐蚀给国民经济带来的巨大经济损失已经引起人们的重视，腐蚀防护成为现代科学技术研究的重要领域之一。

金属腐蚀速率和机理是研究腐蚀防护的主要内容，腐蚀监检测技术又是研究金属腐蚀速率和机理的重要手段。

所以腐蚀检测技术的重要性突出地显现出来。

1较成熟的腐蚀检测方法1 电阻法电阻法测定金属腐蚀速度，是根据金属试样由于腐蚀作用使横截面积减小，从而导致电阻增大的原理。

利用该原理已经研制出较多的电阻探针用于监测设备的腐蚀情况，是研究设备腐蚀的一种有效工具。

图1 电阻法测量022 线性极化法线性极化法对腐蚀情况变化响应快，能获得瞬间腐蚀速率，比较灵敏，可以及时地反映设备操作条件的变化，是一种非常适用于监测的方法。

图2 线性极化曲线3 电位法作为一种腐蚀监测技术，电位监测有其明显优点：可以在不改变金属表面状态、不扰乱生产体系的条件下从生产装置本身得到快速响应，另外它也能用来测量插入生产装置的试样。

图3 电位法检测4 超声波测厚法超声波测厚法是利用压电换能器产生的高频声波穿过材料，测量回声返回探头的时间或记录产生共鸣时声波的振幅作为信号，来检测缺陷或测量壁厚。

一般采用示波器或曲线记录仪显示接受到的信号，比较先进的仪器则可以直接显示缺陷，或给出厚度的数值。

图4 超声波侧厚2迅速成长的腐蚀监测方法1 电化学阻抗谱电化学阻抗谱(EIS)优于其它暂态技术的一个特点是，只需对处于稳态的体系施加一个无限小的正弦波扰动，这对于研究电极上的薄膜，如修饰电极和电化学沉积膜的现场研究十分重要，因为这种测量不会导致膜结构发生大的变化。

a）最简单的电化学界面（b）具有持续扩散和一个时间常数（c）具有两个时间常数（d）孔蚀过程的阻抗图5 解释腐蚀系统EIS结果而提出的等效电路模型2 电化学噪声技术电化学噪声（Electrochemical noise，简称EN）是指电化学动力系统中，其电化学状态参量（如电极电位、外测电流密度等）的随机非平衡波动现象。

在线腐蚀监测1．腐蚀1.1腐蚀的概念金属在腐蚀介质作用下、由于化学作用、物理作用或电化学作用造成金属的破坏或者变质的现象称为腐蚀。

金属腐蚀可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

化学腐蚀是指金属与周围介质直接发生化学反应而引起的变质和损坏的现象，如钢铁在高温下的氧化现象。

电化学腐蚀是指金属与介质发生电化学反应而引起的变质和损坏的现象，这是金属腐蚀中最普遍的现象，一般意义上的金属腐蚀指的就是金属的电化学腐蚀。

金属腐蚀的的本质是：金属→金属化合物或金属离子△G﹤0 自发过程，不可逆过程1.2 腐蚀造成的损失及危害直接损失：采用防护技术的费用和设备发生腐蚀后的维修、更换及劳务费用；间接损失：设备腐蚀造成的停工、停产；跑、冒滴、漏造成的物料流失；腐蚀造成的产品污染、质量下降、设备效率降低、能耗增加；腐蚀造成的设备破坏、人员伤亡事故……腐蚀危害：1）造成重大的直接或者间接经济损失。

据工业发达国家统计，腐蚀所造成的经济损失约占当年GDP的1.5%～4.2％；2）造成灾难性重大事故，危及人生安全；3）浪费大量材料和能源；4）造成设备跑冒滴漏、引起环境污染，危害人体健康。

1.3 常见腐蚀类型腐蚀的常见类型可分为两大类，即均匀腐蚀和局部腐蚀，后者还可细分为电偶腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳等。

其中，应力腐蚀和点腐蚀在设备、管线的使用和运行过程中发生的频率最高，危害最大。

1.3.1 均匀腐蚀（全面腐蚀）均匀腐蚀是一种最常见的腐蚀形式，这类腐蚀导致材料均匀减薄，由于腐蚀均匀并可预见，因而这类腐蚀的危害性很小。

根据金属腐蚀深度的不同，可将金属的耐蚀性分为十级标准和三级标准（见表1和表2）。

从表看来，十级标准分得太细，且腐蚀深度也不都是与时间成线性关系，因此按试验数据或手册所查数据的计算结果难于精确地反映实际情况。

三级标准较简单，但它在一些严格要求的场合下又显得过于粗略，如一些精密部件不允许有微小的尺寸变化，腐蚀速率小于1.0mm/a的材料也不一定可用；对于高压和处理剧毒、易燃、易爆物质的设备，对均匀腐蚀深度的要求要比普通设备要严格的多，因此在选材时应从严选用。

腐蚀检测原理
腐蚀检测原理主要基于对腐蚀介质和腐蚀产物的定性和定量分析，以及监测材料在特定腐蚀介质中的腐蚀速率。

具体方法包括：
1. 铁离子分析技术、氯离子分析技术、硫分析技术：这些技术利用亚甲基蓝分光光度法、质量损失法等进行监测。

2. 超声波测厚监测技术、在线腐蚀探针监测技术：这些技术可以用来实时监测材料的腐蚀情况。

3. pH值分析技术：通过测量溶液中的氢离子浓度，从而测量溶液的酸碱度，判断腐蚀程度。

4. 油品中硫含量分析技术：包括波长色散X射线荧光光谱法、电量法、燃
灯法、紫外荧光法等，可以分析油品中的硫含量。

5. 油品总酸值（TAN）分析技术：通过电位滴定法、终点滴定法等方法，分析油品中的总酸值。

6. 腐蚀介质分析技术、盐含量分析技术：包括电导法、电位滴定法、电量法等，可以分析腐蚀介质和盐含量。

这些方法可以判断腐蚀发生的程度和腐蚀形态，为材料的防腐蚀措施选择、质量控制和服役寿命预测提供依据。

如需了解更多信息，建议咨询专业人士或查阅相关书籍。