用于扫描腐蚀和表面缺陷的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种确定管道安全使用期限的方法和装置，包括步骤：ａ）在管道上限定用于表面腐蚀分析的区域，ｂ）为管道上限定区域的扫描设置腐蚀扫描系统，ｃ）使用腐蚀扫描系统定位和测定限定区域表面的腐蚀，ｄ）使用腐蚀扫描系统确定在限定区域的管道剩余管壁厚度，ｅ）处理在步骤ｃ）和步骤ｄ）获取的涉及限定区域腐蚀的表面状况数据用以确定管道的安全使用期限。本发明专利技术的另一方面涉及腐蚀扫描系统，所述系统用以实施本发明专利技术所述方法。本发明专利技术的另一方面涉及预报系统，所述系统用以预报管道的安全使用期限。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及领域为检验材料存在的腐蚀和表面缺陷，例如凹痕、第三方损伤等等。本专利技术尤其涉及一种确定和分析在管道内或管道上腐蚀的方法和仪器。此外，本专利技术还涉及确定管道安全使用期限的方法和仪器。本专利技术在其他方面还涉及用于预报管道安全使用期限的预报系统。
技术介绍
对使用中的管道、箱槽或其他工业资产内外表面的腐蚀降低了材料的完整性而且潜在减少设备的服务期限。缺陷可以有多种形式而且可由一种或多种机理潜在引发腐蚀和/或裂开。这些因素在很宽的范围内影响材料并且涉及了许多工业行业，包括汽车、工业、航空、管道、电力生产、箱槽、容器容器、热交换器、气体耐压瓶、近海平台支架、烟囱、蒸馏塔和海运业。腐蚀是主要由在两种材料间交换电子的电化学途径引起的母体材料损伤。腐蚀通过过早退化潜在减少产品的设计期限。存在不同种类的腐蚀。均匀或通常的腐蚀以近似相同的速率腐蚀整个表面。由局部腐蚀引起的点腐蚀导致金属表面的凹坑。隙间腐蚀出现在或立即环绕在材料的损伤处。晶间腐蚀导致金属在晶界处或附近的腐蚀。侵蚀腐蚀包括侵蚀和腐蚀的联合，它通常出现在快速流动的湍流级别高的液体内。环境诱发的开裂由机械应力和腐蚀共同作用导致。各种腐蚀类型产生截然不同的腐蚀图样。然而，无论腐蚀是影响大片区域的低级和点腐蚀的结果，还是更具侵入性的电化腐蚀或微生物引起的腐蚀，结果是可危及管道或其他结构完整性的金属损失。产生的腐蚀图样包括均匀缺陷、表面凹坑、条状和槽形缺陷。管道腐蚀是一个很费钱问题而且是工业生产必须一直面对的。管道操作者使用各种管道内部检验工具用于确定管道的腐蚀状况。此类的探测工具中的一种包括所谓的“管道除垢器”和“智能管道除垢器”或通管器。管道除垢器是与特定管道具有相同直径的圆筒状塞，“智能管道除垢器”是一种检验工具，它可以移入和穿过管道，并且其上安装有机械装置，诸如复杂的电子传感器和数据收集器件。许多管道装有发射器和接收器，允许远处的“智能管道除垢器”被泵压送着通过管道以定期评定管道情况。也存在电缆除垢器，它安置在管道内，朝一个方向移动并由电缆拉出。管道内部的智能管道除垢器可以识别损失和腐蚀，也可评估管道的整体情况。可是，尽管总的来说很有效，但使用智能管道除垢器测量点腐蚀的方法存在许多缺点。使用此类智能管道除垢器的一个劣势是除垢器在穿过锐角转角、挤压至不同形状开口和管道尺寸改变时存在困难。因此，测量方法主要是在沿着管道直段的纵向上进行，排除了对管道的肘状部份，弯曲部份和弯曲圆周部分所需的评价。此外，现存的腐蚀测量仪器有机械限制，这就进一步限制了对小块区域腐蚀和点腐蚀测量。结果是，现有方法通常获取数据的精度和分辨率较低。在管道直径阻止进入的地方，对内表面接近仅限于开口附近的表面。Kania和Carroll(1998，Int.Pipeline Conf.Vol 1，ASME p.309-313)描述了三个系统的使用，即基于激光的管道腐蚀评估系统、半自动超声系统和磁通量渗漏扫描器，它们用于测量暴露在外的管道的外部和内部的腐蚀。由这些系统生成的结果在腐蚀评估过程，例如RSTRNG，中使用，用来评价管道情况和在需要的情况下提出适当的补救行为。然而，所述技术允许探测和定位腐蚀区域，但是不能在需要考虑管道的安全使用的情况下提供管道剩余使用期限的信息。总之，现有的用于腐蚀测量的方法不仅在机械上受限，也因为其用于执行操作、处理数据和得出结论所涉及的人力导致财力和时间的大量耗费。此外，当在管道内探测和定位腐蚀时，现有的可用技术具有另一主要缺点，即在需要考虑管道的安全使用的情况下不能提供管道剩余使用期限的信息。因此，需要提供一种经济的分析外部和/或内部表面的腐蚀和表面分析的仪器，同时需要提供一种方法，能够快速测量和评价所有类型管道段的腐蚀，同时克服现有方法和仪器的缺点。因此，本专利技术的目标是提供一种改进的方法和仪器，用于测量腐蚀，尤其用于测量管道、箱槽、容器、烟囱等等。具体说，本专利技术的目的在于提供一种方法和装置，用于确定管道的安全使用期限。专利技术概述在运输气体和液体的管道中的腐蚀可以导致危险和耗费昂贵的损害，因此需要对管道情况的进行定期评估。环境保护及管道的安全运作是现今油气工业面临的两大问题。因此，有效的尺寸定位、测量和归档腐蚀缺陷及它们的传播和分布是全球范围内的管道运营商面临的主要问题。用于管道内部测量的现有方法可以在管道内定位出腐蚀敏感区域。但是，这些方法不能确定腐蚀管道的安全使用期限。本专利技术通过提供改进的、用于确定管道的安全使用期限的方法和装置，给出这一问题的解决方法。本专利技术涉及改进的、用于确定管道的安全使用期限的方法和装置，所述方法和装置用于确定可能遭受腐蚀的物体的安全使用期限。本专利技术将结合参考管道，例如气体或液体传输管道，进行描述安全使用期限的确定。然而，根据本专利技术所述的方法和装置也可被用于确定腐蚀和表面缺陷，例如凹痕、第三方损伤等等，和用于确定其他物体安全使用期限，这些物体包括而不仅限于公路桥、铁路、机动车、飞机、船只、反应器、起重机、箱槽、容器、烟囱、铁路货车、热交换器、蒸馏塔、气瓶和耐压瓶、近海平台支架、热交换器等等。在第一个方面，本专利技术涉及确定管道安全使用期限的方法，其步骤包括a)在管道上限定用于表面腐蚀分析的区域b)为管道上限定区域的扫描提供腐蚀扫描系统c)通过使用腐蚀扫描系统定位和测量限定区域表面的腐蚀，此系统用于定位和测量所述表面的多个腐蚀坑，d)使用腐蚀扫描系统测定限定区域的管道剩余管壁厚度，以及e)处理由步骤c)和d)获得的涉及在限定区域的腐蚀的表面状况数据用以确定管道的安全使用期限。在一个较佳实施例中，本专利技术进一步涉及一种由上所述的方法，可以识别、扫描、分析缺陷处最低的金属损伤区的轨迹。在另一个较佳实施例中，本专利技术进一步涉及一种由上所述的方法，可以自动生成在某一特定表面缺陷中的最深各点流体底部的最差情况剖面图。关于在这里在使用的物体“安全使用期限”是指剩余时间周期，在此阶段内能够可靠安全地使用该物体，其中由腐蚀引起的破裂和损害预计不会发生。“管道上的限定区域”是指包括管道外表面和/或内表面的某一区域。在这里使用的术语“表面状况数据”包括管道外表面状况数据和/或内表面状况数据。根据本专利技术所述的方法可以提供易于使用的涉及限定区域的腐蚀的输出数据。输出数据可被用于识别点腐蚀，即在某一特定区域和深度的凹坑，同时评价剩余材料总量，即剩余管壁厚度和被腐蚀管道强度。因此，使用可在三维表面内所有可能方向上移动的腐蚀扫描系统。这样，这一本专利技术包括通过三维移动腐蚀扫描系统以定位和测量某一限定区域表面的腐蚀，从而定位管道表面多个腐蚀坑。根据本专利技术所述方法中使用的腐蚀扫描系统以允许其被定位在三维表面上所有可能方向这一方式构成。在一个较佳实施例中，本专利技术涉及一种如上所述的方法，其中步骤c)和步骤d)包括在限定区域表面上方三维移动腐蚀扫描系统，其中使用腐蚀扫描系统的每次测量均提供(外部和/或内部的)X、Y、Z坐标形式的表面状况数据。在一个更佳的实施例中，根据本专利技术所述的方法的步骤c)和d)包括在限定区域表面上方三维移动腐蚀扫描系统，其中由腐蚀扫描系统所得的每个测量的X、Y、Z坐标形式的表面状况数据是可变化的。其结果是，可在所有方向上扫描管道。表面状况数据可被三维本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定管道安全使用期限的方法，其特征在于，包括如下步骤：ａ）在管道上为表面腐蚀分析限定一个区域，ｂ）提供腐蚀扫描系统，用于在管道上扫描限定区域，ｃ）借助腐蚀扫描系统，定位和测量限定区域表面上的腐蚀，以定位和测量 所述表面上的多个腐蚀坑，ｄ）使用腐蚀扫描系统确定限定区域处管道的管壁厚度，以及ｅ）处理与步骤ｃ）和ｄ）中获得的限定区域处的腐蚀相关的表面状况数据，用以确定管道安全使用期限。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉多DK德莫莱奇，
申请(专利权)人：吉多DK德莫莱奇，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]