一种管道内壁腐蚀监测装置及其监测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种管道内壁腐蚀监测装置及其监测方法，装置包括：阵列环形电阻腐蚀传感器、零电阻电流计、微欧计和信号采集控制系统；所述阵列环形电阻腐蚀传感器包括n个腐蚀元件及n个参比元件；所述n个腐蚀元件与所述n个参比元件通过连接件互相间隔设置；各所述腐蚀元件均配接一继电器开关，并通过n个零电阻电流计偶接，所述零电阻电流计放置于外部电子舱中；各环形电极元件分别通过继电器开关连接于微欧计，所述微欧计放置于外部电子舱内；所述信号采集控制系统用以采集、保存所述零电阻电流计和微欧计测量的数据，并控制继电器开关的动作。本发明专利技术能够准确监测管道局部腐蚀情况并且克服了现有技术中不能进行沿管道方向局部腐蚀监测的缺陷。

Pipeline inner wall corrosion monitoring device and monitoring method thereof

The invention discloses a pipe wall corrosion monitoring device and monitoring method thereof. The device comprises a circular array corrosion resistance sensor, zero resistance ammeter, microhmmeter and signal acquisition and control system; the array ring resistance corrosion sensor includes N corrosion and n elements reference components; the N element and corrosion the N reference components to each other by connectors arranged at intervals; each of the components are connected with a corrosion relay switch, and by N coupled with zero resistance ammeter, the zero resistance ammeter placed on the external electronic module; the annular electrode element respectively through a relay switch is connected to the micro micro ohmmeter. Ohmmeter is placed in the external electronic cabin; to collect and preserve the zero resistance ammeter and microhmmeter measurement data with the signal acquisition and control system, and control the relay switch . The invention can accurately monitor the local corrosion of the pipeline and overcome the defect that the local corrosion monitoring in the pipeline can not be carried out in the prior art.

【技术实现步骤摘要】
一种管道内壁腐蚀监测装置及其监测方法
本专利技术涉及自动监测
，特别是涉及一种管道内壁腐蚀监测装置及其监测方法。
技术介绍
油气集输是油气资源开发的重要组成部分，管道运输由于具有运费低、能耗少、输送量大、受外界环境影响小等优点,已经成为油气集输的主要形式。管道运行存在诸多不确定性影响因素，随着管道服役时间的增长，管道发生失效的可能性逐渐增大，管道失效事故时有发生。在诸多导致管道失效的因素中，管道内壁腐蚀是主要原因之一。因此，及时的掌握油气管道的腐蚀状态，正确地管理油气管道系统，确保油气管道的安全运行，具有十分重要的意义。目前，工业上常用的几种在线腐蚀监测方法，其中，物理方法包括：ER电阻探针腐蚀测量和磁阻法快速腐蚀监测；电化学方法包括：LPR线性极化腐蚀测量、两点法交流阻抗测量、氢探针法和电化学噪声技术等。对于油气管道而言，其内部输送的流质基本为非电解质，因此不适宜采用电化学方法进行管道内壁腐蚀在线监测；而电化学噪声技术的发展还不成熟，因此同样不适宜管道内壁的腐蚀监测。电阻探针是当前应用最广泛、技术最成熟的管道内壁腐蚀在线监测手段。它适用各种腐蚀介质环境，所采集的数据也较为稳定、可靠。然而传统的丝状或平头式电阻探针有很大的局限：首先，传统电阻探针的寿命很短；其次，采用传统电阻探针监测需要进行多点测量且数据离散性较大；再次，三通直连式连接方案存在安全隐患，影响清管器的正常管道清理工作；另外，传统电阻探针的温度补偿效果不好。环形切片技术在腐蚀监测领域的应用弥补了传统腐蚀探针的诸多缺陷，不仅可以测量管道周向360°的腐蚀信息，而且数据稳定可靠，同时保持了管道的完整性。然而，在实际输送管道中，并不存在独立的腐蚀区域，任何腐蚀的发生皆与周围管道区域存在耦合效应，并且利用环形切片技术的监测方法只提供了管道某一位置环境下的腐蚀情况，不能得到沿管道方向的腐蚀信息，即不能监测沿管道方向的局部腐蚀问题。针对管道中存在沉积物、管道焊缝区域以及管道流速冲击等情况下的腐蚀监测问题，仅利用环形切片技术及相关监测方案不能得到管道内准确的腐蚀信息，也不能监测管道中局部腐蚀区域与周围管道的耦合效应。。
技术实现思路
鉴于已有技术存在的不足，本专利技术的目的是要提供一种能够准确监测管道内壁腐蚀程度并且能够实现沿管道方向局部腐蚀监测的阵列环形电阻腐蚀监测传感器及其监测方法。为了实现上述目的，本专利技术技术方案如下：一种管道内壁腐蚀监测装置，其特征在于，其包括：阵列环形电阻腐蚀传感器、零电阻电流计、微欧计、信号采集控制系统；所述阵列环形电阻腐蚀传感器包括由n个腐蚀元件及n个参比元件组成的2n个环形电极元件，其中n≥2、用以组合各所述环形电极元件的连接件、用以固定所述环形电极元件及所述连接件的螺栓、用以连接实际管道的端法兰；所述腐蚀元件与所述参比元件均通过连接件沿管道方向互相间隔排列以组成阵列多环组；所述阵列多环组首尾两端通过分别通过一个连接件与端法兰连接；所述环形电极元件及所述连接件使用螺栓通过端法兰夹紧固定；所述n个腐蚀元件分别通过继电器开关，对应配接n个零电阻电流计，并将n个所述零电阻电流计偶接于A/D转换器，所述继电器开关、所述零电阻电流计及所述A/D转换器放置于外部电子舱；同时，所述2n个环形电极元件分别通过继电器开关连接于微欧计，所述继电器开关和所述微欧计放置于外部电子舱；所述信号采集控制系统用以采集、保存各所述零电阻电流计和所述微欧计测量的数据，并控制所述继电器开关的动作。进一步地，所述腐蚀元件除与液体接触的内表面外，其余表面部分皆喷涂氧化铬陶瓷且所述参比元件表面部分皆喷涂氧化铬陶瓷以保证非腐蚀表面的电绝缘性能。进一步地，所述环形电极元件均采用实际管道材料。进一步地，任意所述环形电极元件上均匀分布的12个接线柱中包括6个电流接线柱和6个电压接线柱，且所述电流接线柱与所述电压接线柱互相间隔设置。进一步地，所述任意接线柱与环形电极元件通过栓接方式连接。进一步地，各所述环形电极元件以电压接线柱为端点划为Seg1、Seg2…Seg6六个分区；其中Seg1与Seg4相对、Seg2与Seg5相对、Seg3与Seg6相对。本专利技术的另一目的是要提供一种基于上述监测装置的管道腐蚀监测方法，其特征在于，包括如下步骤：S01：将阵列环形电阻腐蚀传感器接入实际管道，通过导线实现装置各部分连接，同时将零电阻电流计、微欧计、A/D转换器及各继电器开关放置于外部电子舱；S02：通过信号采集控制系统预先设置零电阻电流计和微欧计的采样时间以及各继电器开关动作的逻辑顺序；S03：通过信号采集控制系统采集零电阻电流计和微欧计测得的数据并保存文档；S04：对信号采集控制系统所采集的数据进行分析处理，得到腐蚀元件间的电偶电流以及每一分区的平均腐蚀深度Δhi；S05：通过对比腐蚀元件间的电偶电流和每一分区平均腐蚀深度Δhi，得到实际管道周向以及沿管道方向的局部腐蚀情况。进一步地，所述步骤S02中所有腐蚀元件通过零电阻电流计保持偶接状态，仅在通过微欧计测量环形电极元件分区电阻时断开偶接。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、本专利技术能够更好的监测管道中沉积物以及磨损腐蚀等局部腐蚀问题以及焊缝区域的局部腐蚀问题；2、本专利技术能够监测各环形切片之间的电偶电流，得到沿管道方向各腐蚀区域之间的耦合效应；3、本专利技术不仅能够监测管道周向的局部腐蚀，还能够监测沿管道方向的局部腐蚀。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例的阵列环形电阻腐蚀传感器结构示意图；图2为本专利技术实施例的环形电极元件结构示意图；图3为本专利技术实施例的环形电极元件横截面示意图；图4为本专利技术实施例的环形电极元件装配示意图；图5为本专利技术实施例的电阻监测过程中电流流向示意图；图6为本专利技术实施例的监测装置电路连接图；图7为本专利技术实施例监测方法流程图。附图标号说明：1、端法兰；2、连接件；21、T型连接件；22、L型连接件；3、环形电极元件；31、腐蚀元件；32、参比元件；33、氧化铬陶瓷层；34、腐蚀元件的内表面；4、接线柱；41、电流接线柱；42、电压接线柱；5、螺栓；6、螺纹孔；7、密封圈。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。电阻法监测管道腐蚀的依据是腐蚀会导致电极电阻值发生变化，进而可以通过电阻值的变化来计算腐蚀深度。基于上述设计背景，本专利技术设计了一种管道内壁腐蚀监测装置及其监测方法，下面结合附图以及具体实施例进一步说明本专利技术的技术方案：一种管道内壁腐蚀监测装置，其包括：阵列环形电阻腐蚀传感器、零电阻电流计、微欧计和信号采集控制系统。如图1所示，所述阵列环形电阻腐蚀传感器包括：由n个腐蚀元件31及n个参比元件3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管道内壁腐蚀监测装置，其特征在于，其包括：阵列环形电阻腐蚀传感器、零电阻电流计、微欧计、信号采集控制系统；所述阵列环形电阻腐蚀传感器包括由n个腐蚀元件及n个参比元件组成的2n个环形电极元件，其中n≥2、用以组合各所述环形电极元件的连接件、用以固定所述环形电极元件及所述连接件的螺栓、用以连接实际管道的端法兰；所述腐蚀元件与所述参比元件均通过连接件沿管道方向互相间隔排列以组成阵列多环组；所述阵列多环组首尾两端通过分别通过一个连接件与端法兰连接；所述环形电极元件及所述连接件使用螺栓通过端法兰夹紧固定；所述n个腐蚀元件分别通过继电器开关，对应配接n个零电阻电流计，并将n个所述零电阻电流计偶接于A/D转换器，所述继电器开关、所述零电阻电流计及所述A/D转换器放置于外部电子舱；同时，所述2n个环形电极元件分别通过继电器开关连接于微欧计，所述继电器开关和所述微欧计放置于外部电子舱；所述信号采集控制系统用以采集、保存各所述零电阻电流计和所述微欧计测量的数据，并控制所述继电器开关的动作。

【技术特征摘要】
1.一种管道内壁腐蚀监测装置，其特征在于，其包括：阵列环形电阻腐蚀传感器、零电阻电流计、微欧计、信号采集控制系统；所述阵列环形电阻腐蚀传感器包括由n个腐蚀元件及n个参比元件组成的2n个环形电极元件，其中n≥2、用以组合各所述环形电极元件的连接件、用以固定所述环形电极元件及所述连接件的螺栓、用以连接实际管道的端法兰；所述腐蚀元件与所述参比元件均通过连接件沿管道方向互相间隔排列以组成阵列多环组；所述阵列多环组首尾两端通过分别通过一个连接件与端法兰连接；所述环形电极元件及所述连接件使用螺栓通过端法兰夹紧固定；所述n个腐蚀元件分别通过继电器开关，对应配接n个零电阻电流计，并将n个所述零电阻电流计偶接于A/D转换器，所述继电器开关、所述零电阻电流计及所述A/D转换器放置于外部电子舱；同时，所述2n个环形电极元件分别通过继电器开关连接于微欧计，所述继电器开关和所述微欧计放置于外部电子舱；所述信号采集控制系统用以采集、保存各所述零电阻电流计和所述微欧计测量的数据，并控制所述继电器开关的动作。2.根据权利要求1所述的管道内壁腐蚀监测装置，其特征在于：所述腐蚀元件除与液体接触的内表面外，其余表面部分皆喷涂氧化铬陶瓷；所述参比元件表面部分皆喷涂氧化铬陶瓷以保证非腐蚀表面的电绝缘性能。3.根据权利要求1所述的管道内壁腐蚀监测装置，其特征在于：所述环形电极元件均采用实际管道材料。4.根据权利要求1所述的管道内壁腐蚀监测装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄一，徐云泽，贺丽敏，王晓娜，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21