数字化技术在腐蚀防护检测中的应用获奖科研报告

数字化技术在腐蚀防护检测中的应用获奖科研报告摘要：在海洋工业海上设施腐蚀防护及油田开发生产中，在海油数字化转型的时代下，腐蚀防护专家诊断及决策的相关信息系统对腐蚀防护一体化产业起着重要的作用。在实际海上油田开发生产过程中，利用数字化技术对腐蚀监检测、腐蚀控制、腐蚀管理提供数据分析平台，能提高腐蚀防护产业的管理决策水平，并能减少腐蚀引起的环境和安全事故。在本研究中通过腐蚀防护数据管理平台建立腐蚀管理专家诊断及决策系统，并阐述了数字化技术在腐蚀防护决策管理中的应用。

关键词：数字化技术;腐蚀检测;决策;应用

海油在生产信息化方面进行了弥足珍贵的技术改革，2018年提出了数字化转型，各专业公司也在数字化转型的浪潮下，进行前所未有的生产业务数字化、经营管理数字化的尝试，腐蚀防护诊断与决策系统也是在此背景下应运而生。海油目前腐蚀业务相关的信息化存在以下几个问题：一、腐蚀相关数据及历史或人工的非结构化数据存放零散;二、腐蚀相关业务系统繁多且技术架构不统一，迭代开发及运维难度较大;三、腐蚀数据暂无标准且格式不统一;四、数据缺失不完整，数据不能互联互通。

关键设备腐蚀情况的分析、诊断及评估不是单一因素决定，这就需要我们建设一套四个海域统一标准的数据库信息平台，以便在生产中对关键设备全信息要素进行全面的分析，同时业务人员可以统一管理海量的腐蚀数据，实现信息数据及资料的规范、可靠。经过对历史数据的收集整理、未来三年系统的运行积累，形成“大数据”效应，能在复杂的腐蚀状况下，做出精确的判断和评估，为现场实施人员提供科学的作业方法，为领导层提供有效的决策依据。腐蚀数据库信息平台通过勘探开发先进的业务驱动方法论进行建设，可通过系统的web界面动态设置数据库对象及信息要素，实现腐蚀数据随业务发展而动态变化扩展，达到国内领先水平。

1数字化技术对腐蚀防护产业发展的价值

腐蚀防护工作包含了腐蚀监检测、常规防护（如化学药剂、防腐涂层）、工艺防护（如调整温度、压力、流速、优化工艺设计）、结构物防护（特定区域的阴极保护等）、维保、失效部位抢修等一系列的工作，是一个多学科、多维度、长周期的专业化作业。在每项作业过程中，都伴随着大量数据的生成，如何进行这些数据的有效存储、分析、管理，是需要不断升级完善的课题，国内外先进的腐蚀数据管理通常是通过腐蚀管理数据信息平台来實现。

2015年以来，海油的腐蚀管理投入巨大，腐蚀管理包括数据库的建设、运维，腐蚀分析、咨询、培训等相关业务。该产业的需求量将随着技术和管理能力的提升快速扩大，预计未来5年产值规模可增长5～10倍。而现在腐蚀信息平台处于局部的实施阶段，腐蚀专家诊断和标准化工作还处于发展初期。整体的市场容量没有释放，发展潜力大。

本次研究的课题将立足海油各公司腐蚀数据管理和评估诊断的需求，建设海油全海域的腐蚀管理数据信息平台，同时把腐蚀管理的各个环节的数据信息进行整合，如防腐设计、腐蚀检测、腐蚀评估、腐蚀防护等，通过专家的数据分析诊断得出设备设施腐蚀方面的及时有效的结论，为海油的设施设备完整性提供有力的支持。

2腐蚀检测数据信息系统

在腐蚀防护管理决策过程中实验数据和安全性都是比较重要的，针对这种管理系统采用数字化技术，能够解决部分开发生产过程中数据运行情况的远程监测数据，以及进行预报警，腐蚀检测技术可实现腐蚀防护的远程监控，确保实现安全运行，数据准确规范。比如以腐蚀检测的数据作为研究对象，阐述了整个检测过程产生所有数据信息，并构建成腐蚀检测数据库信息系统，该系统结构图如下所示。

我们可以通过分公司名称、作业区名称、平台名称以及设备名称查询、统计分析腐蚀检测的相关信息。业务人员对所有腐蚀检测计划制定信息进行维护和查询，同时能进行相关信息的增删改查。按照检测方法分类，我们通常可以分为常规腐蚀检测、无损检测、陆地管线检测等。在此分类下，每个分类方法又可以细分到一个更为具体的检测方法，比如腐蚀挂片、铁离子、目视、阴极保护、结垢挂片等。

在腐蚀检测信息系统上，实现数据远程输入，传输，储存，发布，设备的远程参数监测，视频远程监控和传输等多种设备运行参数阈值的预警、报警，实时报表和数据统计，并能生成在线数据，以供领导层分析决策。要完全实现腐蚀检测数据的采、存、管用，还需要分为几个层级主要包括：采集层，通讯层，业务层以及应用层。其中采集层主要是完成开发生产过程中实际产生的参数，视频信息采集，也是系统的重点，目前很多油田及开发生产环境装置无法提供远程数据传输，或者没有涉及一些压力，温度等参数的监测，对于该装置来说，可以通过两种方式完成信息采集。首先可以利用软件开发对实验数据监测软件进行数据提取和信息转发，其次增加数据采集终端，进而能够独立采集相关生产指标参数。在这一过程中，根据业务层数据接收需求能够转换数据通讯协议，满足数据接收的实际需求。通讯层根据现场情况选择合适的传输方式，实现数据传输，针对常规腐蚀监测来说，由于地理位置离陆地较远，没有局域网运行环境，因此可以采用卫星网络进行通讯层的构建。生产过程产生的动态腐蚀检测数据和相关参数包括超声波、导波、压力、流量、探针等，可以利用软件从数据库中提取，通过工控机串口实现数据的转发，串口与数据传输终端连接依托海油内部网络接入到陆地的局域网中，并依据其网络协议与接收端实现数据通讯，而视频监控可以利用代理服务器实现。平台终端现场的监控图像能够储存在现场中转服务器中，并利用卫星通讯网络进行图像传输。业务层能够实现视频数据的接收储存，其中视频接收器能够负责视频接收以及相应的权限管理，使操作人员可游览相应的实时画面，能够确保系统的使用安全，另一方面可以有效控制卫星网络所需要的流量，暂无用户浏览时现场视频服务器时不会主动向服务器进行图像发送，能够控制信息传输流量，节省相应的通信成本。业务层能够将海上平台现场的图片视频和相应的腐蚀检测数据进行实时同步，由现场作业人员、海上平台监督人员和陆地管理人员借助海油内部网络和移动终端对作业现场的腐蚀检测指标参数和图片视频情况进行了解、分析，同时该系统还涉及生产过程产生的动态腐蚀检测数据和相关参数包括超声波、导波、压力、流量、探针等，对其阈值以及在实验中的变化情况进行判断，当超出额定阈值范围且处于不安全状态时，可以采取报警的方式向操作人员和管理人员发出警报。除此之外，该系统可以利用移动网络进行数据传输，采用腐蚀检测APP和海油内网结合的方式，以确保移动网络在传输过程中信息的安全性。

3腐蚀检测数字化应用的效果分析

利用数字化技术能够实现对海上平台的腐蚀检测的实时掌控，改变传统陆地作业方式，能够真正实现海洋工业海上设施腐蚀防护管理及决策的数字化，信息化水平，提升现场的工作效率和安全性，并从极大程度上提升专业的经营管理水平，具体表现在：应用数字化技术尤其是应用远程数据监测，能够减轻员工的工作量，由于很多海上平台设施腐蚀过程相对较长，但数据变化慢，通过应用数字化技术工作人员无需长时间待在现场，可以借助陆地的远程监控系统随时通过海油内部了解、分析现场的实时数据和静态信息，该系统能够便于掌握实时的现场情况，防止现场作业人员处于不安全环境中，提高海上作业的安全性。视频监控能够配合数据监测，可以让现场作业人员更为直观的了解目前设备的实际运行情况，同时通过视频能够用于整个生产过程的详细记录，使作业人员借助网络查询实时生产数据，了解目前腐蚀检测进展，增加数据的共享，提高数据的使用效率，使之产生价值。报警功能，能够提升远程监控的安全性，利用核心技术指标参数的变化、阈值进行判断，对于异常数据可以采用报警的方式发送给现场操作人员、平台级管理人员以及陆地的管理层，由具备相应权限的人员及时处理异常情况，专业技术人员可以借助专线使用移动终端、PC机和集中监控系统查询视频和相关腐蚀检测数据，保证整个腐蚀检测业务能有序高效的進行，对腐蚀检测服务的专业公司和具备平台所有权的客户单位产生的价值不言而喻。

小结

总而言之，目前腐蚀防护技术仍在技术发展，腐蚀检测数据库信息系统，运用现代主流的数字化技术和信息化手段实现了腐蚀检测相关数据的采集、存储、管理、运用，同时结合生产业务特点