FSM全周向腐蚀监测技术

1、北京普斯维斯防腐公司腐蚀监测部北京普斯维斯防腐公司腐蚀监测部 Beijing PSVS Anti-Corrosion Technology Ltd 一、石油工业上的腐蚀监测方法一、石油工业上的腐蚀监测方法二、二、FSM FSM 技术技术 FSM FSM 原理原理 技术特点技术特点三、三、FSMFSM的工业腐蚀监测应用的工业腐蚀监测应用 典型监测区域使用典型监测区域使用 FSMFSM用于监测和确定缺陷的例子用于监测和确定缺陷的例子 FSM FSM 腐蚀监测区域极限腐蚀监测区域极限四、四、FSMFSM典型案例分析典型案例分析目目 录录一、石油工业上经典的腐蚀监测方法一、石油工业上经典的腐蚀监测方法

2、u腐蚀挂片（失重测量）腐蚀挂片（失重测量）u电阻探针（电阻探针（E/RE/R）：）：ER ER 探针可以看成探针可以看成“电子的电子的”腐蚀挂腐蚀挂片，跟挂片一样，片，跟挂片一样，ERER探针测量的是金属损失。可应用于所有探针测量的是金属损失。可应用于所有的工作环境（气相、液相、固相、含颗粒流体）；可直接获的工作环境（气相、液相、固相、含颗粒流体）；可直接获得腐蚀速率。得腐蚀速率。u线性极化电阻法（线性极化电阻法（LPRLPR）：）：LPRLPR技术基于复杂的电化学技术基于复杂的电化学原理。原理。LPRLPR技术的优点为腐蚀速率的测量是瞬时的。相对于挂技术的优点为腐蚀速率的测量是瞬时的。相对于

3、挂片法和片法和ERER法来说，它是一个很强大的工具，因为它不是基于法来说，它是一个很强大的工具，因为它不是基于金属损失的，不需要暴露一定时间来确定腐蚀速率。缺点是金属损失的，不需要暴露一定时间来确定腐蚀速率。缺点是它只能成功用于相对干净的含水电解液里。不适用于气体或它只能成功用于相对干净的含水电解液里。不适用于气体或水水/ /油乳液中，电极上的污垢会妨碍测量。油乳液中，电极上的污垢会妨碍测量。一、石油工业上新的腐蚀监测方法一、石油工业上新的腐蚀监测方法u电感探针电感探针u电化学噪声电化学噪声u全周向腐蚀监测技术（全周向腐蚀监测技术（FSMFSM，又叫电指纹，又叫电指纹监测或区域特征法）监测或区

4、域特征法）二、二、FSM FSM 技术技术原理原理 FSMFSM一种无干扰的腐蚀和裂纹监测技术，其测量用的电极和一种无干扰的腐蚀和裂纹监测技术，其测量用的电极和所有配套设备都安装在被监测对象（如储罐、管道等）外部。所有配套设备都安装在被监测对象（如储罐、管道等）外部。 在监测的金属段上通直流电，通过测量所测部件上微小的电位在监测的金属段上通直流电，通过测量所测部件上微小的电位差确定电场模式，将电位差进行适当的解剖或直接根据电位差的差确定电场模式，将电位差进行适当的解剖或直接根据电位差的变化来判断整个设备的壁厚减薄。变化来判断整个设备的壁厚减薄。 FSMFSM的独特之处在于将所有测量的电位同监测

5、的初始值相比较。的独特之处在于将所有测量的电位同监测的初始值相比较。这些代表了部件最初的几何形状，可以将它看成部件的这些代表了部件最初的几何形状，可以将它看成部件的“指纹指纹”，电指纹法名称即缘于些。电指纹法名称即缘于些。 二、二、FSM FSM 技术技术原理原理 通常在测量管段上安装电流反馈系统，接线传感探针，温度传通常在测量管段上安装电流反馈系统，接线传感探针，温度传感器和参考金属条及保护盖。数据采集单元带电源和通信装置，有感器和参考金属条及保护盖。数据采集单元带电源和通信装置，有使用电池的独立式。使用电池的独立式。 FSM设备有一套细小的测量电设备有一套细小的测量电极极(也称触针，直径也

6、称触针，直径1 mm)，这，这些电极均焊接或粘结在被监测些电极均焊接或粘结在被监测对象易于测量的表面上。对象易于测量的表面上。u传统的腐蚀监测技术传统的腐蚀监测技术包括失重挂片法、探针包括失重挂片法、探针（ER/LPR/电感）电感）uFSMFSM技术技术电阻探针、试片取放器、氢探电阻探针、试片取放器、氢探针、腐蚀监测管段联合监测针、腐蚀监测管段联合监测ER7100ER7100探针探针数据采集数据采集器器氢探氢探针针安装在被监测对安装在被监测对象（如储罐、管象（如储罐、管道等）外部道等）外部1.非插入式，监测管道系统内腐蚀，侵蚀和脆裂。非插入式，监测管道系统内腐蚀，侵蚀和脆裂。FSM技术特点技术

7、特点2.2.应用被监测物体的电场分布图应用被监测物体的电场分布图 FSM技术是经过现场检验的，通过监技术是经过现场检验的，通过监测电流在金属结构上流动方向的细微测电流在金属结构上流动方向的细微变化来检测由于腐蚀引起的金属损失，变化来检测由于腐蚀引起的金属损失，脆裂和凹坑。脆裂和凹坑。 传感针或电极呈矩阵式分布在被监测传感针或电极呈矩阵式分布在被监测区域来检测电场方向的变化。测量电区域来检测电场方向的变化。测量电压与最初的参考电压进行比较。探针压与最初的参考电压进行比较。探针间距一般为壁厚的间距一般为壁厚的2-3倍。倍。 *系统提供图解曲线表明凹坑和脆裂系统提供图解曲线表明凹坑和脆裂的位置和严重

8、程度，计算实际腐蚀趋的位置和严重程度，计算实际腐蚀趋向和腐蚀速率。对在线系统，敏感性向和腐蚀速率。对在线系统，敏感性和重复性通常是优于剩余壁厚的和重复性通常是优于剩余壁厚的0.1%。FSM技术特点技术特点3 3、多敏感探针监测、多敏感探针监测FSMFSM系统的可用系统的可用1 1个便携式仪器同时监测多个敏感探个便携式仪器同时监测多个敏感探针监测区。针监测区。FSM技术特点技术特点4 4、具有较高的灵敏度（均匀腐蚀、具有较高的灵敏度（均匀腐蚀1ppt1ppt，在线系统）。，在线系统）。5 5、没有元件暴露在腐蚀、磨蚀、高温高压环境中。、没有元件暴露在腐蚀、磨蚀、高温高压环境中。高温式监测仪器工作

9、温度可达高温式监测仪器工作温度可达500500。6 6、检测管壁变化，提供腐蚀机理信息。、检测管壁变化，提供腐蚀机理信息。7 7、监测面积大，可监测不同几何形状如焊接。、监测面积大，可监测不同几何形状如焊接。8 8、没有杂物引进管道的危险。、没有杂物引进管道的危险。9 9、不存在监测部件损耗问题。、不存在监测部件损耗问题。1010、不同类型适应不同环境。、不同类型适应不同环境。FSM技术特点技术特点三、三、FSMFSM的工业腐蚀监测应用的工业腐蚀监测应用 FSM 可作为传统监测技术的一种补充，在很可作为传统监测技术的一种补充，在很多场合还可取代以腐蚀探头为基础的传统监测技多场合还可取代以腐蚀探

10、头为基础的传统监测技术。术。FSM 监测碳钢全面腐蚀，其精度高于传统监测碳钢全面腐蚀，其精度高于传统方法的测量精度，这已得到证明。方法的测量精度，这已得到证明。 另外，另外，FSM 是监测各种不锈钢的局部腐蚀的是监测各种不锈钢的局部腐蚀的唯一实用技术。唯一实用技术。u典型监测区域典型监测区域 (1) (1) 管道和管线的环焊缝管道和管线的环焊缝(2) (2) 设备的底部区域设备的底部区域(3) (3) 上述二者的结合区域，以及含有上述二者的结合区域，以及含有COCO2 2、H H2 2S S等等腐蚀介质或有微生物活动等具有腐蚀性作用的腐蚀介质或有微生物活动等具有腐蚀性作用的环境环境(4) (4

11、) 管道的管道的“T”T”型接头，这些地方有坤蚀腐蚀型接头，这些地方有坤蚀腐蚀的危险的危险(5) (5) 管道弯曲处和焊接点管道弯曲处和焊接点(6) (6) 接点拐角接点拐角uFSMFSM用于监测和确定缺陷的例子用于监测和确定缺陷的例子 (1) (1) 全面腐蚀全面腐蚀(2) CO(2) CO2 2腐蚀腐蚀(3) (3) 局部腐蚀及点蚀局部腐蚀及点蚀(4) (4) 细菌腐蚀细菌腐蚀(5) (5) 焊缝、热影响区（焊缝、热影响区（HAZ)HAZ)裂纹发展过程裂纹发展过程uFSMFSM监测极限监测极限 u一台发射机或一个连接器通常可连接一台发射机或一个连接器通常可连接3232根触针。在根触针。在一

12、具体工艺系统中，这一具体工艺系统中，这3232根触针可分成若干组，通根触针可分成若干组，通常每组都有特定的标号。一套常每组都有特定的标号。一套3232根触针覆盖的监测根触针覆盖的监测表面面积一般可覆盖管外壁面积为表面面积一般可覆盖管外壁面积为1001005 000 cm5 000 cm2 2 ，监测碳钢全面腐蚀时需监测面积较大。监测碳钢全面腐蚀时需监测面积较大。u对于全面腐蚀或大的点蚀来说，检查极限或分辨率对于全面腐蚀或大的点蚀来说，检查极限或分辨率通常是壁厚的通常是壁厚的0.05%0.05%，例如，壁厚为，例如，壁厚为10mm10mm时，分时，分辨率为辨率为5 vm5 vm。对于小点蚀来说，

13、如体积小于。对于小点蚀来说，如体积小于0.5 0.5 mmmm3 3的单个蚀坑，可在壁厚为的单个蚀坑，可在壁厚为6mm 6mm 的管道上检查的管道上检查出来。出来。四、典型问题四、典型问题焊接根部腐蚀焊接根部腐蚀 下图展示典型的严重焊接根部腐蚀。下图展示典型的严重焊接根部腐蚀。3D3D曲线来曲线来自焊接根部腐蚀能力测试。自焊接根部腐蚀能力测试。焊缝根焊缝根部腐蚀部腐蚀点蚀点蚀四、典型问题四、典型问题焊接根部腐蚀焊接根部腐蚀 3.3.缺陷深度缺陷深度1.5mm1.5mm1.1.测试之初测试之初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、典型问题四、典型问题焊接根部腐蚀焊接根部腐蚀 新焊缝新焊缝固定的电流固定的电流传感针传感