场图像技术FSM在气田输气管道上的应用

天然气开发系统在高压下进行, 具有压力高、产量高 (高流速) 的特点, 腐蚀造成的危害性大, 腐蚀主要集中在弯头、焊缝以及管线底部, 常常表现为爆管, 造成重大的安全事故。如何合理的选择腐蚀监测方法及时监控腐蚀的状况、确保安全生产就显得十分重要。

长北气田集气管网采用外防腐层和阴极保护的联合保护方案。外防腐层选用加强级聚乙烯三层PE防腐层, 阴极保护采用强制电流法, 保护站设在中央处理厂, 并在干线设置了国内陆地上第一套在线腐蚀监测设施FSM。

FSM即场图像监测技术最初被开发用来监测沿海钢套焊接区裂纹的发生和发展情况, 这项新技术的应用获得了很好的评价, 不仅减少了监测的时间;消除了不必要的管道的更换;减低了生产成本, 而且在操作上没有元件暴露在腐蚀、高温和高压的环境中, 没有将杂物引入管道的危险, 不存在监测部件损耗的问题, 为安全生产带来了极大的方便。

1场图像技术FSM的原理

FSM场图像监测技术, 也称为全周向腐蚀监测技术, 具有腐蚀监测、检测于一身的功能。其技术原理是将探头或电极焊接在待测管线、容器外部, 并呈矩阵式分布, 然后测量通过金属结构的电场的微小变化, 用测得的电压值与初始设定的测量值 (被测得容器、管线初始测量值) 进行比较, 以此来监测由于腐蚀等引起的金属损失、裂纹、凹坑或凹槽。

2 FSM的数据处理

FSM作为金属损耗系统最主要的能力是告诉我们一般金属损失造成的壁厚改变的精度在1/1000, 要做到这点我们必须知道如何才能得到最好的结果。FSMTrend是在不改变原始数据的情况下进行所有的计算。图像生成、温度补偿、数模转换输出补偿、峰值控制、筛选和转换为想要的格式 (ppt, mm, mm或者mils) 等功能是非常有用的。

2.1数据绘图

Multi Trend具有强大的内置测绘/绘图工具, 数据绘图工具的选择对象包括, Y轴分析对象包括油, 油速度;水, 水速度;气, 气速度, 单位和数据范围等。

2.2出沙探测分析

分析出沙数据的最好的方法是绘制金属损失图表, 平坦的曲线表明没有侵蚀因而没有出沙, 渐增的趋势表明有侵蚀因而有沙产生。当探针的温度发生大的改变时, 金属损失有明显下降趋势, 例如停产等状况。

设置好各种计算参数和配置后, 进行初始金属损失图像补偿的设置, 首先增加一个补偿第一样本的数据集, 其他的样本的显示将与第一样本关联起来。

3腐蚀数据图像分析

以下是使用FSM对焊缝坡口腐蚀的监测, 以3D的效果图来说明在管道焊缝上, FSM是如何监测腐蚀的发展和变化的, 我们可以看到当电流经过完整的焊缝口时, 固定电流的磁场是没有变化的;当焊缝发生腐蚀后固定电流在穿越时磁场发生了变化, 这种微小的变化将被探针所捕捉。经过数据处理我们可以看到焊缝腐蚀的发展情况和金属损失数量等等。

FSM不但可以对焊缝的腐蚀进行监测和检查, 还可以对管道内部的点蚀进行有效的监测和测量定位, 对我们确定腐蚀位置起到了很好的帮助, 减轻了手工测量的工作量和不确定性。 FSM对管道点蚀的监测, 帮助我们确定点蚀的形状和深度以及位置。通过FSM数据分析我们可以直观的读出最终结果, 腐蚀的速度和腐蚀的倾向, 发生腐蚀的位置以及点蚀的程度。

4结语

通过对FSM的使用发现这套在线的腐蚀监测系统具有以下特点:

(1) 具有较高检测精度且检测结果不受操作者的影响 (;2) 可用于监测复杂的几何体 (弯头、T型接头、Y型接头和焊缝等) , 且可大大减少监测时间; (3) 由于具有远程监、检测能力, 可进行高空作业; (4) 对于一般腐蚀, 其灵敏度高于剩余壁厚的0.5%, 也就是说, 实际灵敏度随着腐蚀的增加而提高; (5) 非插入性, 不破坏弯头、管线的整体性和强度, 同时不影响投球清管作业; (6) 无需去掉涂层或保温层, 可大大节省监、检测费用和时间 (;7) 监测所获得的是管壁真实发生的腐蚀状况等特点。

摘要： (FSM) 场图像技术也称为“电指纹法监测法”, 是一种不受干扰地检查和监测钢材和其他金属构件、管道系统和容器等设备的全面腐蚀、局部腐蚀、冲蚀或磨损以及开裂的监测技术。通过在给定范围进行相应次数的电位测量, 可对局部现象进行监测和定位。与传统的腐蚀监测方法 (探针法) 相比, 监测的灵敏性和可靠性高。

关键词：腐蚀监测,输气管道,电指纹法,FSM,场图像技术