基于电位列阵的金属管道坑蚀监测研究

基于电位列阵的金属管道(容器)在线腐蚀检测方法又称为场指纹法(field signature method,FSM).FSM将被测电极列阵分布在被测管道外部,通过电阻与管道厚度的相关关系,可以实时在线监测管道内部的腐蚀程度.FSM方法在21世纪90年代已经开始应用于海底管道监测,由于效果很好,国外已比较广泛地将此方法应用于陆上油气运输管道和重要容器上.FSM方法虽然是基于看似简单的欧姆定律,但是在使用上不加以注意,其牵扯效应将使测试结果产生很大的误差.本文在介绍FSM方法的基础上,指出了FSM方法在理论上和实际工程应用中的局限性,提出了FSM方法中牵扯效应的定义,分析了牵扯效应的成因和影响的大小,介绍了牵扯因子的求解和消除牵扯效应的方法.理论分析和试验表明,牵扯效应消除后可大幅度地提高FSM方法的精度,特别是提高了局部坑蚀的检测精度.本文在理论上发展和完善了FSM方法.     

一种具有坑蚀监测能力的管道内腐蚀监测系统

场指纹法由于可靠性好、耐高低温、寿命长,国外已较广泛地应用于油气管道、重要容器和结构的腐蚀监测。设计了基于电位矩阵法的管道内腐蚀监测系统。基于电位矩阵的监测系统由安装在管道外监测点矩阵、主控单片机、超精密前置放大和精密恒流源以及RS485/GSM传输数据模块构成。监测中心主要接收、存储、处理和分析来自各监测点测量系统的数据,得到管道的均匀腐蚀、坑蚀、冲蚀和焊缝腐蚀量。实验表明系统工作稳定,有良好的测量精度。     

一种基于场指纹法的金属管道小腐蚀坑的求解方法

针对场指纹法(FSM)对小腐蚀坑检测精度偏低的问题,根据小腐蚀坑会对被测管道的电流分布产生影响的现象,提出一种细分的电阻链网络模型,利用主辅电压和细分电阻网络的特定关系来准确求解小腐蚀坑,并且分析发现不同位置、不同深度和不同直径的小腐蚀坑对主辅电压有着特定的影响,进而提出了一种利用主辅电压来准确求解小腐蚀坑的方法.该方法的本质在于引入了多个已知参量,从而可以求解出多参量的小腐蚀坑.理论分析和实验表明,提出的求解小腐蚀坑的方法能够有效提高小腐蚀坑的检测精度,发展并完善了FSM方法.     

用图表法计算三针测量螺纹中径的误差

本文用一系列图表分析三针法测量外螺纹中径的各项误差。只要根据图表,即可得出相应的误差影响值。避免繁琐的计算,提高了测量效率及计算的精确度。     

基于场指纹法的金属管道小腐蚀坑的监测方法

FSM即场指纹法,是一种基于电位列阵的金属管道在线腐蚀监测的方法.该方法的核心在于将电极列阵分布在被测管道外部,利用电阻与管道厚度的关系,通过测量电极之间的电压来监测管道内壁的腐蚀情况.但是测量电极间的电压同时受腐蚀坑的面积和深度的影响,而一个电压值无法确定两个未知参数,故存在不可解问题.目前计算腐蚀坑的公式是将面积设定为固定值,由此得出的结果一般表现为坑的面积偏大而深度偏小,这也是当前FSM法最大的缺陷之一.在介绍FSM方法的基础上,针对传统FSM法对于小腐蚀坑的监测存在不可解问题,创新性地提出了一种综合利用主电压和辅电压来准确区分小腐蚀坑的面积和深度的方法.理论分析和实验表明,提出的主辅电压法可以大幅度提高小腐蚀坑的监测精度.     

基于电位矩阵法的金属管道腐蚀剩余厚度监测研究

针对目前电位矩阵法在坑蚀的情况下求解剩余厚度的精度仅为壁厚的±(10％～15％),并且要用经验系数修正的问题,在分析了监测区域在腐蚀前后的电流场的改变是产生坑蚀精度误差的主要原因的基础之上,提出了一种利用电阻网络的数学模型来计算坑蚀剩余厚度的方法.管道腐蚀可以等效为探针之间电阻值的变化,因此根据监测的金属管道上所布置的探针间距和数量来确定1个单层电阻网络,然后利用基尔霍夫定律计算出各个电阻在腐蚀前后的电流值,最后建立腐蚀前后电阻函数关系,将坑蚀时电流变化的因素消除,得到精度较高的剩余厚度值计算公式.有限元分析软件仿真和实际实验结果表明,新的坑蚀剩余厚度算法的精度可以达到壁厚的3％,且 不需要经验系数修正,验证了新算法的可行性.     

基于FSM的平板模型研究

FSM(Field Signature Method)即电指纹法,一种新型的管道腐蚀监测技术,监测所用的电极和其他设备均安装在管道外部,可以不受干扰地监测管道内部腐蚀。在介绍FSM方法的基础上,提出了平板模型以及平板模型对FSM检测的作用。对平板模型进行了ANSYS仿真分析和实验验证。理论推导和实际数据处理表明,指纹系数和平板模型厚度变化一一对应,理论厚度变化与实际超声波测得厚度变化吻合程度对提高管道腐蚀检测精度具有重要意义。     

场指纹法无损监测技术综述

金属结构和设备在服役过程中不可避免会出现各种缺陷,如腐蚀、应力裂纹、气体渗入等。为了确保设备的安全,需要对设备的缺陷进行精确实时地监测。场指纹法(FSM)作为一种高性能、多参数的金属结构安全无损监测方法,具有缺陷定位、缺陷识别及缺陷尺寸定量测量的能力;同时温度适应范围大(-40~450℃);不需要对被测结构安装额外传感器,具有非破坏性、安全性好等优点,已经在国内外的设备安全监测中得到了较广泛地应用。典型的应用包括储物罐焊缝裂纹监测、桥梁应力裂纹监测及油气管道腐蚀监测;其中油气管道腐蚀监测是FSM技术最为广泛和重要的应用。介绍了FSM的基本原理及国内外研究现状,在对其局限性进行详细分析后,针对FSM的几个典型应用深入给出具体技术实现和相关结论。对FSM技术发展,特别是进一步提高测量精度、可靠性、多形貌缺陷识别、温度补偿等问题的研究和发展有参考意义。     

药用真空冷冻干燥机校准方法研究

为了满足药用真空冷冻干燥机量值溯源的计量需求,针对我国目前不具备药用真空冷冻干燥机的国家和地方校准方法的现状,采用无线温度、真空记录器进行药用真空冷冻干燥机温度和真空度参数的校准方法研究和实验验证。实验表明：该校准方法能客观准确、全面系统地评价设备的性能,保证产品的质量,为生物医药产业的研发,工艺参数优化改进提供计量技术支撑。