腐蚀监测范文

腐蚀监测范文第1篇

Zhang Xuyun； Liu Changli； Jia Rui； Liang Hui

（Northeast Petroleum University，Daqing 163318，China）

摘要： 本文主要综述了CO2腐蚀的影响因素，总结了CO2腐蚀及其监测的国内外研究现状，叙述了目前CO2腐蚀常用的监测方法及其优缺点。对监测技术进行了综述。

Abstract: This paper reviews the influencing factors of CO2 corrosion, summarizes the research situation of CO2 corrosion and its monitoring technology, describes current common monitoring method and its advantages and disadvantages. The monitoring technology is summarized.

关键词： CO2腐蚀 影响因素 监测技术

Key words: CO2 corrosion；influencing factors；monitoring technology

中图分类号：O6-3文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）21-0045-01

0引言

CO2腐蚀是油气工业发展的一个极为突出的问题。干燥的CO2对钢铁没有什么侵蚀性。CO2在潮湿的环境下或溶于水后对部分金属材料具有极强的腐蚀性。CO2对设备可形成全面腐蚀，也可以形成局部腐蚀。CO2腐蚀能使油气井的使用寿命显著低于设计寿命并且往往造成严重后果。

1CO2腐蚀

1.1 CO2腐蚀国内外研究现状国外自上世纪60年代以来就对二氧化碳腐蚀产生的严重腐蚀破坏、主要的影响因素、规律、破坏机理和腐蚀防护措施等进行了范围广泛的研究。美国腐蚀工程协会NACE还成立了T-IC小组，专门从事CO2腐蚀与防护技术的研究。近几年来，国外对CO2腐蚀的研究更加活跃，仅Corrosion刊物及NACE的学术年会报告，每年就有数十篇有关CO2腐蚀与防护的文章。国内CO2油气腐蚀防护的工程研究，则是从上世纪80年代开始的，由中国科学院金属研究所相继与华北油田和四川石油设计院合作，研究提供了缓蚀剂和CO2腐蚀的主要影响因素和影响规律方面的工程研究成果。

1.2 腐蚀影响因素CO2腐蚀受许多因素的相互影响，主要影响因素如下。

CO2分压的影响：腐蚀速率随着CO2的分压增加而增加。温度的影响：在温度较低时，主要发生金属的活性溶解，对碳钢主要发生金属的溶解,为全面腐蚀；而对于含铬钢则可以形成具有保护性的腐蚀产物膜；在中间温度区间由于腐蚀产物在金属表面的不均匀分布，主要发生局部腐蚀，如点蚀等；在高温时，对于碳钢和含铬钢，腐蚀产物可较好的沉积在金属表面，从而抑制金属的腐蚀。合金元素的影响：钢中加入一定量的合金元素Cr后，可显著提高材料抗CO2腐蚀的能力，Cr含量增加，材料抗CO2腐蚀的能力也增加，同时局部腐蚀受到抑制。

腐蚀产物层的影响：在低温区腐蚀类型表现为均匀腐蚀；在中温区腐蚀速率较高，会出现严重的点蚀现象；在高温区会腐蚀速率大大降低,腐蚀类型为均匀腐蚀[1]。

2CO2腐蚀监测

2.1 CO2腐蚀监测的国内外研究现状在国外，从八十年代起，国际上就对腐蚀监测有了清楚的认识，防患于未然得到广泛认同。美国作为世界上最发达的国家，非常重视石油管道的腐蚀监测与防护工作，在这一领域做了大量的富有成效的研究，并且开发出了许多腐蚀监测产品。美国RCS公司采用MICROCOR技术的测试仪器及全套腐蚀测试设备和具有安全防爆的高压连接装置，这些均属于国际领先技术和NACE规范标准的专利产品。主要用于石油化工、油田和水处理等在线监测和试验室的测试分析领域。在国内，快速发展的经济推动了腐蚀监测理论和技术的发展，尽管起步比较晚，但发展速度很迅速。许多科研院所和企业都纷纷加入到腐蚀监测这一研究领域，从国外学习先进的技术，开发出了大量腐蚀监测设备，为国内腐蚀监测事业的发展作出了巨大的贡献。但我国对于这方面的研究还处于起步阶段，应根据国内炼油厂的实际情况，借鉴和吸收国外的经验，发展自己的腐蚀在线监测技术。

2.2 CO2腐蚀监测的方法在线监测方法：监测孔法：监测周期一年、二年或更长；失重法：标志着腐蚀监测规范化的开始，其原理简单,被大多数现场人员接受。适用各种介质即电解质和非电解质，监测周期1个月以上；电阻探针：由于引进了电子技术使连续在线监测成为现实它适于各种介质，监测周期为几天；电化学法：可进行瞬时腐蚀速度的测量，反应灵敏；电感法：测试敏感度高，适用于各种介质。离线监测方法：无损检测、探伤已成为腐蚀监检测的一部分；超声波法：探测设备现已普遍应用于石化工业现场；涡流法：监测表面裂纹和蚀孔，和设备的内腐蚀探测手段；漏磁法：检测表面裂纹和蚀孔，作为内腐蚀监测手段时，内腐缺陷要足够深[2]。

3结束语

综上所述，随着油井含水量的增高，深层含CO2油气层的开发及注CO2强化采油工艺的推广，CO2腐蚀问题更加引起石油行业的广泛重视，CO2腐蚀监测将成为油田防腐的重要课题。但在实际应用中，由于环境在不断的发生着变化，CO2腐蚀的规律也在发生着变化。在目前对实际油气田的研究相对较少，而且在不同地区不同的油气田其环境有时相差比较大，在这一油田适用的方法在其他油田就未必还能够适用。故此，在实际中对于不同的油田要进行具体的研究，尽管这些研究有可能比较零散，但这是很有必要的。

参考文献:

[1]李建平，赵国仙，郝士明.几种因素对油套管钢CO2腐蚀行为影响[J].中国腐蚀与防护学报，2005，25（4），241-244.

腐蚀监测范文第2篇

关键词：油井腐蚀；723分光光度计；应用；腐蚀监测

中图分类号：TE988 文献标识码：A

我国目前油井井下普遍采用的管柱防腐主要是以油套环空投加缓蚀剂为主。该防腐剂根据不同井下环境经过大量的测试证明了对井下管柱防腐是具有明显的效果。这种新技术的全名叫做高效缓蚀剂。它最大的特点是在不同环境的油井井下的腐蚀情况都能发挥高效、稳定并且起泡乳化倾向小的作用。，同时该缓蚀剂可以水溶，因此具有对环境污染小，不伤害地表地层的优点，而且可以和其他处理剂共同使用，最重要的是该缓蚀剂的材料来源广泛，造价成本低，因此该缓蚀剂收到了专业人士的高度赞誉，应用范围前景非常广泛。但在实际情况中，油井井下对于新技术的应用十分谨慎和保守，因此这项技术全面普及还需要一定过程和时间。当下我国判断油井管柱腐蚀的主要手段一般是有以下两种方式：第一种是作业检管发现，这种判断方式的具有很强的局限性，它只能做定性判断。另一种方式是产出水比色测定。这种判断方式可做定量判断，但是因为数据误差比较高的原因，需要大量重复的测量来进行对比。根据目前国内的管柱腐蚀判断方式的局限性和不易操作性，本文大胆创新，尝试使用磺基水杨酸比色法对管柱腐蚀部位的铁离子浓度进行测量，并根据测量的结果适当投放缓蚀剂。

1 研究实验

1.1方法原理

取适当的井下管柱的腐蚀物，浸泡在试验溶剂中，可以看到腐蚀物中铁离子被试验的产出液溶解，从而完成去除腐蚀的效果。在应用情况中对井下管柱加入适量缓蚀剂，腐蚀物就会被缓蚀剂溶剂，并且随着原油被排出，从而达到去腐蚀效果。而具体的化学过程是缓蚀剂中的酸性液体与腐蚀物中的铁离子发生化学作用，并且与磺基水杨酸生成络合物，这个时候使用比色测定，然后采用数学方式进行推导已经测定的确切浓度的铁离子与磺基水杨酸的络合物的吸光度，根据推导公式可以导出液体吸光度和铁离子的函数关系。然后把已知铁离子浓度的吸光度代入函数式中，计算出铁离子浓度。

1.2试验仪器与试剂

实验的主要仪器主要为万分之一刻度的分析天平、732分光光度计、15%浓度的磺基水杨、还有分析用的100%浓度双氧水。实验用的试剂主要为pH值为2.2的缓冲溶液。它制作步骤是：240mL的的盐酸溶液与260mL的苯二甲酸氢钾溶液混合，然后使用蒸馏水稀释至1100mL。

此外，实验还要用到100mg/L铁标准溶液。它的制作步骤是：加600mL蒸馏水对0.864g分析纯铁铵矾进行溶解，进行充分溶解后，再加入5mL的分析纯硫酸，最后把溶液放置1000mL的试剂瓶中，最后用蒸馏水进行稀释至1000mL。

1.3实验过程

把11个50mL的实验容量瓶，分别依次加入浓度为为0.01mg/mL的铁标准溶液0.00，0.50，1.00，1.50，2.00，2.50，3.00，3.50，4.00，4.50，5.00mL。然后分别用蒸馏水稀释到25mL，然后分别加入pH值为2.2的缓冲溶液10mL以及浓度为10%磺基水杨酸1mL，用蒸馏水稀释并摇匀。放置20分钟。最后在723分光光度计上以含铁为0的溶液为空白，在波长500nm处测定吸光度。以下为铁离子浓度与吸光度关系：

序号：1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11

铁离子浓度mg/L：0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1

吸光度：0.000、0.041、0.054、0.065、0.075、0.083、0.103、0.113、0.125、0.137、0.153

1.4试验结果

根据数据处理，最后得出铁离子浓度与吸光度的函数关系：

C铁离子=8.2ABS-0.23 （1）

式中， C铁离子-铁离子浓度，mg/L；ABS-吸光度值。

2 实践应用

2.1 水样的预处理

取油井产出液，加浓度含量为100mg/kg的破乳剂 ，把试验品放入55℃水浴中，恒温60分钟。等待油水彻底分离，取水相10mL，调水相用pH值为2.4，这样的目的是避免铁离子以氢氧化物的方式被滤掉，这样就丢失了铁离子的含量。最后用定量滤纸将水样过滤4次，去除杂质和固相颗粒。

2.2铁离子的测定

取30mL的的预处理水样加入到50mL容量瓶中，加入pH值为2.3缓冲溶液15mL，10%磺基水杨酸1mL，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，放置25分钟在723分光光度计上以含铁为0的溶液为空白，在波长500nm处测定吸光度。

2.3数据处理

最后测出ABS值，代入式（1）中，得出C铁离子数量，最后乘以稀释倍数，得出油井产出液水相的铁离子含量。

2.4油井腐蚀判断标准

根据我国标准规定腐蚀速度小于0.078mm/a，假设腐蚀均匀发生在油管、抽油杆表面。那么就推导出腐蚀速度0.078mm/a时，产出水中的铁离子浓度C总铁。

（2）

式中： C总铁—井口产出水总铁含量，mg/L；L—油管长度，cm；—油管密度，g/m3；d—抽油杆外径，cm；l—抽油杆长度，cm；—抽油杆密度，g/m3；Q水—单井平均产水量，m3；C0—地层水原始总铁含量，mg/L。

井口产出水总铁浓度小于C总铁，说明油井管柱腐蚀速度在部标以内，大于C总铁，说明油井管柱腐蚀速度高于部标，而且比C总铁越大腐蚀越严重。

结论

综上所述，油井井下管柱腐蚀状况监测技术能有效的治理、预防井下管柱腐蚀，同时节省油井缓蚀剂31%，而且油管腐蚀穿孔没有出现过，在实际应用中取得了不错的效果。

参考文献

[1]王福利.采油用剂[M].北京：石油大学出版社，1999：274.

腐蚀监测范文第3篇

关键词：地铁车站；区间隧道；腐蚀监测；传感器

中图分类号：U231 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）03-0079-03

1 概述

截至2010年10月，我国大陆已经开通城市轨道交通的城市有12个，运营总里程约为1270km，至2020年线路规划总里程将达6100km，我国轨道交通开始进入了加快发展的时期，与此同时很多沿海城市也开始修建地铁，城市地铁下穿海底、江底、河底的情况也越来越多，这些地区修建的地铁盐水水位较高，容易造成地下结构的腐蚀，这就对地铁工程的耐久抗腐性提出了更高的要求。

2 沿海地区城市地铁结构腐蚀监测的目的

2.1 沿海地区城市地铁结构特点

沿海地区修建的地铁以及下穿海（江）底的地铁混凝土结构具有以下的特点：

2.1.1 设计使用年限长且无法替换。地铁结构在100年的设计使用年限中，构件难以替换，仅能进行维修养护。

2.1.2 带裂缝工作状态。地铁结构同时承受土压力及各方向水压力的作用，结构长期处于带裂缝工作状态。

2.1.3 干湿交替状态。沿海地区地铁结构是属于干湿交替环境作用下的混凝土结构，腐蚀问题比较严重。

2.1.4 环境类别。沿海城市地下水对钢筋混凝土结构的环境作用类别为Cl-及SO42-侵蚀环境。

2.2 城市地铁结构腐蚀监测的目的

混凝土结构耐久性的下降可以分为图1所示的三个阶段。

一般来说，t1-t2阶段的钢筋锈蚀必须通过监测仪器的监测才能知道，t2-t3阶段的钢筋锈蚀则直接暴露于人们的视线中。从经济角度讲，在t1-t2阶段（钢筋脱钝前）进行腐蚀修复或采取补救措施是比较好的时机，如果是在t2-t3阶段再进行腐蚀修复或采取补救措施就有点迟了。因此很有必要在地铁施工的时候，就在地铁结构内埋入腐蚀监测传感器，建立一个地铁结构钢筋腐蚀监测系统，动态地、长期地监测混凝土结构内钢筋锈蚀的进展情况。根据监测动态对需要采取防腐措施、控制腐蚀加剧状态的结构提前实施经济合理的补救措施。

3 城市地铁结构钢筋腐蚀监测系统的设计

3.1 腐蚀监测传感器的选择

为了长期监测钢筋混凝土结构的腐蚀情况，需要采用埋入式腐蚀传感器，通过调研国内外一些用于钢筋腐蚀监测的传感器，一个合理的地铁结构钢筋腐蚀监测系统可由CorroWatch多探头腐蚀传感器、ERE20参比电极、阶梯型电化学腐蚀传感器、XMUCT-08多功能探头和光栅光纤物理腐蚀传感器等构成。

3.1.1 CorroWatch多探头腐蚀传感器与ERE20参比电极。CorroWatch与ERE20结合作为腐蚀监测的早期预警系统，可以预测混凝土结构原始期的腐蚀情况。图2为CorroWatch和ERE20传感器，目前已经在厄勒海峡隧道和翔安海底隧道监测中有所应用。

3.1.2 阶梯型电化学传感器。结合传统电化学腐蚀传感器，厦门大学自主研发了一种阶梯型化学腐蚀传感器，通过该传感器可以对氯离子扩展峰面的位置进行监测，从而提前预报混凝土结构钢筋腐蚀的可能性。

3.1.3 XMUCT-08多功能探头。XMUCT-08是一个多功能监测探头，可监测钢筋混凝土结构中的pH、Cl—等值，从而掌握混凝土的内部化学环境的变化情况，图3为XMUCT-08腐蚀探头。

3.1.4 光栅光纤物理传感器。应用光栅光纤物理传感器可以测量钢筋因腐蚀而产生的体积变化，从而掌握混凝土结构中钢筋的腐蚀状况，图4为光纤光栅物理传感器。

3.2 腐蚀监测断面和测点的布置

3.2.1 腐蚀监测断面。建立一套完整的监测系统费用较高，腐蚀监测断面一般选择在有必要的区段，结合城市地铁的特点以及已有的一些工程应用经验，一般建议在以下工程区段设计安装腐蚀监测系统：在近海区域修建的地铁车站；在近海区域修建的地铁区间；下穿海底、江底、河底的地铁区间。

3.2.2 测点的布置。

地铁车站：针对在典型地铁车站结构的受力情况，建议在车站顶板和底板的跨中以及主要构件支座处布置监测测点。

区间隧道：（1）盾构隧道。结合圆形盾构隧道的力学特性，认为拱顶、拱底和拱肩处受力较大，因此建议在每个截面的拱顶、拱底和两侧拱肩处布置监测测点。（2）矿山法隧道。结合隧道支护的力学特性，认为拱顶和拱脚是受力最大的位置，因此建议在每个截面的拱顶与拱脚处布置监测

测点。

3.3 腐蚀监测系统采集设备的选择

针对3.1节所选择的不同类型腐蚀传感器，可采用以下三套数据采集设备：

3.3.1 针对CorroWatch、阶梯型腐蚀传感器可使用便携式数据采集系统监测结构的腐蚀情况，现场通过太阳能电池供电并通过GPRS无线方式进行数据传输。

3.3.2 针对XMUCT-08多功能探头，采用定制的阵列电极测试设备，测量出每个电极的电位和电流，再通过公式换算获得腐蚀电位、腐蚀电流密度、pH值和氯离子浓度。

3.3.3 针对光纤光栅物理传感器，采用激光发生器，读取传感器的光栅中心波长。

3.4 腐蚀监测数据库的建立

为了评价地铁结构的腐蚀情况，还需要建立地铁结构腐蚀监测数据库，通过几种不同类型的传感器测试得到不同类型的数据，每个监测点建立一份统计表格，所有的数据分析表可构成地铁结构钢筋混凝结构的腐蚀数据库，具体数据整理分析示意表如表1所示：

4 结语

本文结合地铁结构腐蚀的特点，从腐蚀监测传感器的选择、腐蚀断面和测点的布置、采集设备的选择、腐蚀数据库的建立等方面，提出了地铁结构钢筋腐蚀监测系统的构想，通过该监测系统对地铁结构进行腐蚀监测有以下几点意义：

（1）预测地铁结构的腐蚀速度，从而判断地铁结构在设计基准期内的安全性。

（2）分析监测资料，如果发现异常，可提前主动采取有效的工程措施，从而保证地铁结构在设计基准期内的安全。

参考文献

[1] 谷衡.地铁隧道地下水的腐蚀性分析及防治措施[J].城市理论建设研究，2011，（17）.

[2] 张洁，庞雪辉，隋卫平，等.电化学传感器在腐蚀监检测中的应用[J].海洋科学，2010，（34）.

[3] 腐蚀监测传感器在丹麦的应用[EB/OL]..2011.

腐蚀监测范文第4篇

关键词：腐蚀 在线监测

1、净化装置腐蚀监测的目的、意义

腐蚀监测是全面认识净化装置设备、管线腐蚀现状，制定防腐蚀措施的基础；是监测、评价防腐蚀措施效果的有效手段；是指导防腐工作开展的依据；能起到掌握净化装置的腐蚀现状、腐蚀动态，通过防腐措施的实施及监控，避免因腐蚀造成的后果，最终实现“控制和减缓腐蚀以及安全事故的发生，为装置安全平稳运行提供保障。

2、常用的在线腐蚀监测技术

目前，常用的在线腐蚀监测技术有：电化学监测、电阻探针监测、电感探针监测、pH值探针监测。这四种技术基于不同的原理，具有不同的特点和应用场合，实际应用中应当做好对比，合理选型。

（1）电化学监测：电化学探针是测量流过电极表面的电流指标来确定腐蚀速度电化学方法。

其优点是速度快，不需要测量腐蚀减薄量；缺点是必须用在电解质的环境，即有水的环境。其中电

化学噪声技术也属于电化学方法的一种，是测量金属局部腐蚀，它不是采用施加极化的方式，而是

对两个相同材料的金属直接测量它们之间的电流，当获取大量的信息之后再利用各种分析手段进行局部腐蚀分析。

（2）电阻探针监测：电阻探针测量是通过在线仪器测量金属丝的腐蚀减薄。并采用温度补偿试片消除金属温度系数的影响。优点是适用工况范围宽，适用介质广泛，但测量周期长、灵敏度低，测量结果受腐蚀产物的导电性的影响，无法记录腐蚀速度的瞬时变化。

（3）电感探针监测：电感探针测量原理是通过探针检测腐蚀减薄所引起的磁通量的变化直接测得腐蚀深度，从而计算出金属腐蚀速率，适用于各种介质，测量灵敏度高，可以测量腐蚀速率的短期变化。电感探针除有片状结构形式，还有管状结构形式，适用于不同管径，小于100mm的小管径管线适宜采用片状探针。电感探针的温度补偿效果比电阻探针好，由于激励信号是高频信号，抗干扰性好。

（4）pH探针监测：在线pH值监测的原理是利用对H+敏感的选择电极进行介质酸碱度测量。

各种在线监测技术各有优点和局限性，因此想要达到准确的测量和控制不是一种方法可以解决的，需要综合运用多种技术形成全面的在线监测系统。

3、净化厂脱硫装置腐蚀状况

第一净化厂从建厂至今已运行10多年，随着运行年限的不断增加，设备、管线腐蚀越来越严重。原料气具有硫化氢、二氧化碳含量高的特点，其H2S含量达663.33mg/m3，CO2含量（体积分数）高达4.608%，而酸气中的硫化氢含量一般在（10000～40000）mg/m3，因此设备、管线的腐蚀控制成为装置管理的重要环节。

从净化装置近三年设备管线腐蚀统计结果来看，脱硫装置腐蚀严重部位主要存在于再生塔贫液出口管线、酸气分离器底部及酸气管线等。

4、监测点选择

监测点选择是在线监测方案设计的关键步骤，准确选择监测点决定了腐蚀监测能否成功指导生产和防腐工作。一般依据设备的材质和腐蚀监测的目的按照下述原则进行监测点的初步选择。①有凝结水的部位；②设备管道高湍流区域，如管线的弯头等；③高含硫和高含酸气的高温部位；④高含硫低温部位；⑤事故发生频繁的设备管线；⑥其他需监测的部位。

从表1可以看出：在脱硫装置的局部位置存在严重的腐蚀，主要表现既有全面腐蚀，又有坑蚀、孔蚀等如再生塔贫液出口管线、酸气分离器底部及酸气管线；因此应当依据装置流程、腐蚀分布、工艺防腐、相变区的腐蚀特点、需要重点进行监测。

5、腐蚀监测技术的应用前景

应用在线腐蚀监测技术对获得金属材料的腐蚀数据对净化厂脱硫装置安全生产具有重要意义。其中，高度敏感的在线腐蚀监测技术可以实时对腐蚀速率进行在线监测，通过与现场工况参数建立的动态联系可以进行腐蚀控制措施的优化和调整。为历年净化厂检修提供了很多数据支持。

6、结论

在线腐蚀监测能够监测全厂重点腐蚀部位的腐蚀状况，及时发现腐蚀异常情况，并通过分析结果采取相应腐蚀控制措施，避免设备腐蚀引起的安全生产事故，为企业增加经济效益，但有以下几点需要改善：可以结合使用便携式腐蚀测量设施，增设离线测厚点，对系统内已设置在线监测区域进行数据校对，对未设置在线监测区域进行腐蚀跟踪检测；对于停运装置进行腐蚀情况调查，编制调查方案和措施，对关键设备内部污垢状况、内部破损、剩余壁厚、腐蚀形貌等项目进行调查，建立腐蚀档案，主要包括：监测系统概况、生产装置情况、安装位置、工艺参数、探针规格参数、安装日期、相关图片、修护维修记录、更换探针记录等。并通过调查结果对材料使用风险和寿命进行评估；避免装置频繁开车、停车，尽可能使装置长期连续运转；优化工艺操作，加强对腐蚀严重区域的巡检，发现问题，及时反应，及时处理。

腐蚀监测范文第5篇

关键词:管道防腐;腐蚀监测;定点测厚

在炼化企业中，管道作为原油、半成品、成品等的输入输出和存运的主要通道，其运行安全的重要性日益凸显，甚至影响着整个企业的安全生产。然而，影响管道安全运行的主要隐患是管道的腐蚀及由此造成的泄漏问题。因此，炼化企业都需要采取有效防腐措施，检查管道的腐蚀情况，定期进行管道安全检测与评价，提高管道使用寿命周期，从而防止管道泄漏及安全事故的发生，避免管道腐蚀泄露或突然爆破等情况发生。作为拥有处理量为1000万吨/年的常减压和80万吨/年乙烯装置的某炼化综合性企业，在在役管道腐蚀监测方面，通过管道腐蚀测厚与在线监测技术的配合运用，结合腐蚀管理平台，在管道日常运行中，不需停工，就可对管道进行腐蚀监测，从而可以合理地安排管道生产维护，提高管道运行的安全性，经济性。

1管道定点测厚

定点测厚［1－3］是炼化企业监测管道腐蚀的主要手段之一。根据超声波脉冲反射原理对管道进行厚度测量，测厚数据经处理后，可定量地分析判断管线的腐蚀状态，进行剩余寿命评估，通过评估结果指导安全生产、准确合理地安排检修。

1.1测厚点选取原则

重点测厚的管线:温度小于120℃含有水份的物料管线;温度区域在240～340℃的物料管线;温度区域在340～400℃，历史上产生过明显减薄或发生过腐蚀失效的物料管线;温度大于400℃的所有物料管线。易腐蚀和冲刷部位应优先考虑:①管线腐蚀冲刷严重的部位;②流速大(大于30m/s)的部位;③流体的下游端(包括焊缝、直管)容易引起严重冲刷的部位;④同一管线的热端;⑤流速小于1m/s的管线(包括水冷却器管束)，有沉积物存在易发生垢下腐蚀的部位;⑥盲肠、死角部位;⑦支吊架损坏部位附近的管道组成件以及焊接接头;⑧曾经出现过影响管道安全运行的问题的部位。

1.2减小误差，提高准确性的措施

根据被测管道的温度选择适当的探头和耦合剂，对100℃以上的测厚部位采用高温探头和高温耦合剂;每次测厚前，对测厚仪器进行常温标定，同时对被测对象表面涂层、氧化皮、铁锈、污物或严重的点蚀、坑蚀等影响测量结果因素进行处理;采用二次测厚法，探头分隔面与轴线垂直或平行测定两次，取最小值;对中高温条件下(100～500℃)的测厚，根据现场温度调整声速，进行测厚。

1.3定点测厚的实际应用

通过数据的分析，可进行腐蚀速率的计算、剩余寿命的估算和腐蚀趋势的绘制等，从而采取相应措施，例如对管线腐蚀部位进行工艺调整、贴板补强或管线更换等，以保证在役管线的安全运行。脱戊烷塔管线在2015年8月、2016年2月、2016年5月、2016年8月4次定点测厚中，均发现部分弯头减薄超过0.5mm，腐蚀速率超过1mm/a，并有弯头最小厚度小于1.5mm。针对这一情况，及时对厚度小于1.5mm的弯头进行了更换或贴板补强，对工艺进行调整，同时继续加强对该系统进行腐蚀监测。

2腐蚀在线监测系统

相对于传统定点测厚、挂片法监测取得监测数据的滞后性，某炼化企业的腐蚀在线监测［4－5］系统将通过电感监测探针、电阻监测探针、pH监测探针获取重要管道、设备腐蚀监测布置点数据实时传送到计算机监测系统前端，能及时对管道腐蚀状态进行分析，弥补了定点测厚监测周期长、误差大、效率低的缺陷。

2.1腐蚀在线监测的优势

获取数据实时、准确，不需要现场操作。在线监测是将监测探针直接放入被监测的设备、管道内，其所处的介质与环境与被监测体是一样，且能实时传输数据到计算机前端，监测人员不需要到现场、执行任何操作，就能通过计算机获取实时、准确的数据，为做出防腐决策提供依据。

2.2腐蚀在线监测的实际应用

目前，腐蚀在线监测主要应用在三个方面:①通过实时数据的分析，指导工艺防腐;②结合测厚数据，分析关键腐蚀监控部位的腐蚀趋势;③通过实时数据的分析，合理的调整工艺操作，也是我们正在摸索的一个应用。常减压常顶换热器出口腐蚀速率呈上升趋势，工程师进行腐蚀原因，认为腐蚀的主要原因由于装置加工轻质高油原油引起，造成塔顶气相负荷加大、冲刷腐蚀加剧，通过对缓蚀剂配方的调整，将设备腐蚀速率较好控制。常减压减顶油气出口腐蚀速率呈上升趋势，实时监测到腐蚀速率约0.5mm/a，对比理想值偏大，调整工艺增加注水后，腐蚀速率下降，保持腐蚀速率小于0.2mm/a。

3腐蚀平台的建设

定点测厚操作简单、成本低，但工作量数据量大、时间滞后。在线腐蚀监测及时灵敏，但成本高、会出现假数据。综合定点测厚、在线监测的优缺点，某炼化企业在腐蚀管理方面建立了腐蚀管理平台［6］，专门用来保存、处理定点测厚和在线监测数据，并将二者进行结合分析，大大提高了结论的准确性。

3.1腐蚀平台的主要功能

目前，该平台主要包括9大功能:①系统主界面;②实时报警及管理;③在线腐蚀监测;④腐蚀性介质分析;⑤定点测厚及分析;⑥阴极保护监测分析;⑦大修腐蚀检查;⑧报告管理;⑨档案管理。

3.2腐蚀平台的主要特点

该平台能保存和处理大量数据，同一部位的所有数据如在线腐蚀监测、腐蚀性介质分析、定点测厚分析和档案等，能相互切换，共同同时分析，为问题的解决提供多角度准确的数据。工作模式见图1～图4．图1模式下可清晰观察到在线腐蚀探针的腐蚀速率、变化趋势、探针所在部位的介质、工艺参数等，直接生动;图2模式下可随时调取一定时间内limis化验分析数据，可清楚看到某一化验分析数据的变化趋势，为腐蚀分析，特别是工艺防腐提供很好的参考;图3模式下可直接观察到全厂分布的定点测厚中各测点的壁厚数据，并了解各定点壁厚的变化;图4模式下可轻松的查到各设备管线规格、材质、服役介质、温度等基础资料，可为腐蚀分析和设备的系统管理提供很好的参考。

4结论

某炼化企业将定点测厚和在线监测系统相结合，并建立腐蚀管理平台来综合分析腐蚀问题的方法，很好的管理了测厚数据并形成数据库，同时在线和离线相结合，两者相互补充，相互完善，取得了很好的效果，但也存在一些问题:(1)定点测厚的定点部位应根据各装置的腐蚀情况动态变化，以致腐蚀平台的完善需要较大的工作量;(2)在线监测系统主要是以在线探针的形式，随着生产运行的变化，装置腐蚀部位也会有所不同，故固定的探针不能很好的反应装置腐蚀严重的所有部位，然而更换探针的监测部位，工作较为繁琐。

参考文献

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［5］王冲，张舒展，谢鹏.油气管道腐蚀监测技术［A］．专论(全面腐蚀控制)，2013(09):37－40.

［6］孟洋，张希征.管道外防腐监测预警系统的研究［J］．特种非开挖技术，2015(2):162－164.

腐蚀监测范文第6篇

关键词：钢筋混凝土；腐蚀监测；监测技术

钢筋混凝土结构中的钢筋腐蚀是很复杂的过程，它在很大程度上受到结构所暴露的环境条件与混凝土之间相互作用的影响。近年来，对结构修复的目的都在于避免水和有害物质。虽然对环境条件的检测和数据评估的技术不断进步，但由于人们对新建的已修复过的结构中钢筋腐蚀的监测工作重视不够，在这一领域的技术方法和应用经验仍较少。本文主要阐述对钢筋混凝土结构进行监测的目的，并介绍各种不同的监测方法。

1 监测目的

对钢筋混凝土结构的腐蚀进行监测有各种不同的目的，它取决于结构的状况和为保护结构所要采取的具体措施：⑴新建结构，主要是钢筋开始腐蚀的时间和引起腐蚀的原因（氯离子浓度，PH值，混凝土的湿度）。⑵已修复过的结构，主要包括修复工作的有效性和持久性、特殊的修复方法或使用产品的经验以及产生腐蚀的原因。⑶既有结构，主要包括腐蚀速率和产生腐蚀的原因。另外，通过监测可以获得用于评估腐蚀风险的间接信息。确定监测系统的类型和所要研究的参数，应考虑以下因素：⑴结构的重要性（静力学，美学，使用性能等）；⑵产生腐蚀的原因（氯离子、碳化等）；⑶结构所有者是否愿意安装监测系统，以及所需的成本。

2 监测技术的类型

对钢筋腐蚀进行监测可采取不同的方法，可以采取整体测量法，也可以采取局部测量法。局部测量法分为如下两种：⑴埋入结构中（传感器、参比电极）；⑵移动式设备，但它们不适于整体性测量。表2-1中列出了几种重要的腐蚀监测方法。

3 用于混凝土的传感器

目前，装在混凝土中用于腐蚀监测的传感器系统的发展与应用越来越广泛。根据工作原理的不同，传感器测量法分为直接法和间接法。直接法可用来测量电化学参数，如腐蚀电位、宏电池电流和极化电阻；间接法则可测量混凝土因为腐蚀过程而产生的声发射、电解质析出或者微裂纹等方面的破坏信息。用于腐蚀监测的各种传感器见表3-1。

人工阳极是指埋入已被氯离子侵入的混凝土或砂浆中的活性腐蚀钢筋。为了测量宏电池电流，将人工阳极和结构中的钢筋垫片之间用导线连通，建议在安装之前称一下阳极钢筋的质量，这样可在随后得到实际的质量损失、点蚀孔的深度和阳极区域的具置。采用绝缘钢筋对阳极周围的混凝土性能没有改变。在安装定位后，腐蚀钢筋与垫片截面接触部分要被切除。膨胀环阳极、阳极钉系统和阳极阶梯系统都是用来测定超过氯离子临界浓度的初始时间的监测系统。用声发射法可以将因发生腐蚀过程而导致的混凝土微裂纹记录下来。由于混凝土的电阻率与其湿度有关，在评价腐蚀危害时混凝土湿度也是一个重要参数。

完全令人满意的传感器是不存在的，每个传感器系统都有它的优缺点。混凝土结构的设计者或者业主必须明确监测的目的，并弄清楚需要获得哪些方面的信息才能帮助其对结构的腐蚀情况实施有效的监控。

4 连续监测/在线监测

连续监测/在线监测就是把传感器装置植入混凝土结构中，对需要的参数（如气候、温度等）进行连续监测。在较短的时间间隔（几分钟到几小时），且有规律地重复的情况下，可将短期内和长期内各参数的变化全部监测到。

5 未来发展趋势

今后装备在线监测仪器的钢筋混凝土结构的数量将会越来越多，因为对腐蚀的在线监测是一种理想的预警系统，它能帮助人们针对具体的结构确定最佳的修复时间和修复方法，因而能明显地减少维修费用，这一点对于那些因为造价高或处于静载荷下不便于修复的重要建筑物尤为重要。因为费用较高，这项技术还未作为标准的控制方法推广使用，为了达到这个目的，需进一步开展以下研究工作：⑴降低监控系统产品的生产和安装费用；⑵简化数据记录仪的安装；⑶无线化传输数据。

[参考文献]

[1]（瑞士）汉斯・博尼，编著.蒋正武，龙广成，孙振平，译.钢筋混凝土结构的腐蚀[M].北京.机械工业出版社，2009 .

[2]Bassler R，Mietz J，Raupach M（2003），Use of embeddable sensors in an integrated monitoring system for reinforced concrete structures，Corrosion 2003，Nace Paper No.03436.

腐蚀监测范文第7篇

关键词： 油田； 腐蚀监测； 腐蚀监测设备； 效果

中图分类号： TE980 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2011）03-0036-02

1 中原油田腐蚀现状

随着油田的深入开发，已进入中、高含水期，油气生产系统的腐蚀也逐渐暴露，腐蚀已成为制约油田发展的重要因素。主要有油套管、抽油杆及井下工具腐蚀[1]，造成停产十分频繁，每年报废的油管达100万米，油套管平均使用寿命为7.05年。每年因腐蚀造成的直接经济损失7000多万元，间接经济损失近2亿元。其次随着油田含水升高（综合含水率85%），单井管线和集输管线的腐蚀穿孔十分严重，见图1-4造成大量原油、污水泄漏，造成农田污染，每年因集输管线腐蚀造成影响原油产量、更换管线、赔偿污染费1500多万元。

2 腐蚀的主要因素

油田油井腐蚀的主要因素可分为两种情况，一种是电化学腐蚀，分别由高矿污水中CO2引起的电化学腐蚀和高矿污水中以H2S为主的H2S与CO2复合电化学腐蚀[2]。中原油田伴生气普遍含1.5～6.5%的CO2，从文留、濮城、文南、文东、胡状、马厂、马寨、庆祖等油田取出的管柱腐蚀特征说明是由CO2引起的腐蚀；文明寨、马寨油田含H2S高达50mg/L，从而引起以H2S为主的H2S与CO2复合电化学腐蚀，其腐蚀特征表现为点蚀和脆性断裂。另一种是由于油井偏磨引起的腐蚀，油田20%的油井井斜大于5°，由于套管变形、泵挂深(1800-2300m)造成底部抽油杆弯曲等协同作用偏磨腐蚀，从作业井起出油管和抽油杆腐蚀的方向性可以明显发现偏磨腐蚀现象。集输管线的腐蚀以内腐蚀为主，其腐蚀形状呈沟槽状和溃疡状，多发生在管线底部。外腐蚀穿孔主要是防腐层老化所致。

3 腐蚀监测技术

腐蚀监测是对设备的腐蚀速率和某些与腐蚀速率有关的参数进行测量的一种技术。其目的在于及时了解腐蚀状况和腐蚀控制效果，以便优选出最佳的腐蚀控制方法，实施有效的腐蚀控制。对于油气田地面集输储运系统中的管线和容器，传统的腐蚀监测方法从原理上可分为物理法、电化学法和化学分析法，并在此基础上形成了各种腐蚀监测技术和腐蚀监测设备。

对于油井的井筒腐蚀，由于受作业空间、高温高压条件以及油气水环境限制，需要一些特殊的腐蚀监测技术和设备。通过采取防腐集成技术进行系统的综合防治，取得了有效的作用。目前应用的防腐技术主要有腐蚀规律评价研究技术、防腐材质优选技术、腐蚀监测技术、缓蚀剂防腐技术等，这几项技术的综合应用，取得了显著的成效及良好的经济效益和社会效益。

3.1腐蚀监测设备的研究开发

中原油田采油工程技术院研发的“便携式带压开孔器”，实现了油田油、气、水低压系统的带压开孔（金属、非金属管线、容器），做到不停产安装，安全可靠、快速。该方法打孔节约了大量的人力、物力，产生了较大的社会和经济效益。研究改进的“带压试片(棒)取放器”实现了立管、横管容器任何方位的安装使用，将测压、挂片、取样一体化且不影响正常生产，满足了油田生产系统各个环节、部位的监测要求，为系统采集油田地面生产系统腐蚀数据奠定了基础。研究开发的“井下挂环器”实现了油、水井油管内及油套环形空间的挂环监测。

3.2开展防腐材质优选评价和系统的缓蚀剂防腐

优选防腐管材和添加缓蚀剂是目前油气田防腐最行之有效的方法。模拟生产环境进行材质优选和腐蚀评价，从经济性和防腐效果方面优选出最佳的抗腐蚀材质，是防腐最直接的措施。开展生产系统缓蚀剂的防腐，优选开发出适应生产环境的缓蚀剂，并针对不同的生产体系制定出科学合理的缓蚀剂加注工艺和方案，通过现场试验后得以科学实施，是油气田防腐工作最有利的技术保证。

3.3缓蚀剂加药效果现场评价

为了有效评价缓蚀剂的防腐效果，油井加药效果的现场评价一般采用化学分析法（跟踪总铁分析）、井口挂片失重法，重点腐蚀井采取井下挂环相结合的监测方法，以便能更全面了解缓蚀剂的使用效果。

缓蚀剂现场效果监测将通过对比产出介质在加注缓蚀剂前后的腐蚀速率和总铁含量进行评价。最能直接反应井筒腐蚀状况的是井下挂环腐蚀监测法，但监测环的取放只能是在油井作业时，周期长，限制了该方法的普遍应用，而井口挂片监测方法既方便简单，又可随时录取数据，弥补了井下挂环录取数据周期长的不足。

3.4腐蚀监测取得的效果蚀

各项防腐技术及措施在中原油田得到充分利用和实施，从环空保护到端点加药，从内外防腐技术到区块综合治理，从耐蚀材料的应用（如玻璃钢管度）到后来的水体改性技术等。经过几年来的共同努力，腐蚀破坏逐渐减弱并得到了有效的控制。2000年产出水水质腐蚀性已完全控制在了部颁标准0.076mm/a以下[3]，推广周期也由原来的1-2年延长到3-4年，油田生产得以安全、平稳的运行。经过几年的腐蚀治理，油田污水滤后腐蚀速率平均值由2000年的0.705mm/a下降到20005年的0.0476mm/a，五年间的平均腐蚀速率下降了不15倍左右，成绩显著。

从1994年至今中原油田已形成全局地面腐蚀监测点350个，油水井腐蚀监测点128口。应用的腐蚀监测设备灵活、方便，效果明显。为中原油田腐蚀状况评价、缓蚀剂防腐效果评价、水质处理技术评价、提高采收率技术评价提供技术支撑，为防腐管理工作提供大量的基础腐蚀数据，对提高防腐技术水平具有重要意义。

4 结论与认识

油气田腐蚀环境复杂多样，需要采取综合的防腐集成技术，进行系统的防腐工程，才能达到有效治理的目的。

为有效控制油田严重腐蚀状况，需要努力提升整体防腐技术水平，加大防腐投资力度，加强防腐新工艺、新技术的开发研究和推广应用。

参考文献：

[1] 何生厚.油气开采工程师手册[M].中国石化出版社，2005.

[2] 张育林.CO2对气井油管和腐蚀[M].天然气工业，1993，（5）.

[3] 油气田腐蚀防护手册[M].石油工业出版社，1999：471-472.

腐蚀监测范文第8篇

关键词：接地网；云平台；电化学技术；腐蚀状态；远程监测；移动终端

1 概述

由于腐蚀导致的接地网金属导体侵蚀或者断裂，使得其接地电阻变大，电气性能变差，接地保护功能丧失。在设计建造接地网的过程中，相关人员也采取各种有效措施来限制接地网腐蚀的发生，但是采取各种有效措施也不能预见接地网因腐蚀导致的意外故障，从而影响整个电力系统的安全运行[1]。在实际接地网腐蚀程度检测中，常根据一个地区的土壤腐蚀率粗略的来判断，然后挖开部分区域的接地网进行实际检查。这种接地网腐蚀检测手段原始单一、自动化水平低、而且耗费时间人力、具有一定的盲目性，而且无法检测整个变电站接地网的腐蚀情况。

由于接地网深埋地下，接地网导体会发生土壤腐蚀。腐蚀速率反映腐蚀发生的快慢，土壤的电阻率与土壤的腐蚀速率存在着一定关系，所以可以用土壤的电阻率来衡量腐蚀发生的程度。土壤电阻率与湿度及土壤中各种化学成份有关，电阻率越大，其腐蚀性就越小。金属会发生多种类的腐蚀，化学腐蚀和电化学腐蚀是金属腐蚀的最常见形式[2]，而且在大多数情况下，这两种腐蚀都是并存的发生，但以电化学腐蚀为主要形式，包括接地网腐蚀在内，电化学腐蚀也是其主要形式。故可用电化学腐蚀检测技术来检测接地网腐蚀状态，借助电化学特征参量来描述腐蚀状态[3]。电化学腐蚀检测技术具有比其他检测技术测试速度快、灵敏度高的优点，经常应用于金属腐蚀的检测中。线性极化法[4]作为电化学检测腐蚀速率的最为常用的方法之一，具有实施简单、快速方便的特点，在腐蚀检测领域得到广泛应用。将线性极化技术应用在变电站接地网的腐蚀检测中，可以准确快速的测定接地网的腐蚀速率，响应时间短，测量精度高。

云计算[5]作为当前正在兴起的数据存储处理计算模式，正发展成为一种全新的商业模型。其已经成为企业在信息领域应用的必不可少的环节。云平台运用虚拟化的计算资源为用户提供服务平台，用户可根据自身需要获得相应计算力、存储数据和软件功能。作为并行计算、分布式计算和网格计算发展的聚合体，云计算提供了崭新的数据处理模式，整合海量数据，可靠性高，为用户提供方便快捷、切实有效的分析功能，极大的提高了企业工厂的工作效率。将云平台和接地网腐蚀监测系统对接，实现了一种全新的接地网腐蚀监测系统，在该系统中，通过电化学状态传感器三电极体系测得接地网的腐蚀速率、腐蚀深度，然后将该信息传送至云平台，经过云计算进行科学、全面综合的分析，掌握接地网的运行状况，同时对接地网的寿命进行预测，从而及时对接地网进行维修和更换。这种基于云平台的接地网腐蚀状态监测系统很大程度上实现了检测系统的自动化、数字化程度，能够及时避免因接地故障而导致的安全事故，因此该系统具有很强的应用价值。

2 接地网腐蚀状态检测单元

2.1 线性极化法

线性极化法是快速测定金属瞬时腐蚀速率的电化学腐蚀检测方法之一。其原理是：对处于自腐蚀状态的金属电极施加电位 进行阴极极化时，电极电位将发生负移，根据金属腐蚀动力学原理，此时的阴极极化电流ik为：

将式（1）中以级数形式展开，因为过电位Δ？渍很小且小于10mV，可将级数中的高次项忽略，可得：

进一步变换，可得：

由式（2）知，ik与Δφ成正比，既当Δφ

或者

其中，S为电极面积；I为电流强度。由式（2）和式（4）可得：

上式称为Stern-Geary公式。由式（6）可以得出，腐蚀电流icorr与极化电阻Rp成反比，因此一旦知道bk、bA和Rp的值后，便可求得腐蚀电流icorr。因为是在Δφ很小的情况下，过电位与极化电流成线性关系，极化电阻Rp为其直线的斜率，因此，该方法被称为线性极化法。

根据法拉第定律，将式（6）腐蚀电流icorr转化为腐蚀速率V和腐蚀深度d，有：

式（7）和式（8）中，v为腐蚀速度（g/m2・h）；d为年腐蚀深度（mm，a）；icorr为腐蚀电流密度（？滋？住/cm2）；M为金属的克原子量（g）；n为金属的原子价；F为法拉第常数；？籽为金属密度（g/cm3）。

2.2 三极状态传感器

三电极测量体系是接地网腐蚀检测系统的状态传感器，该传感器由研究电极、辅助电极和参比电极组成。三个电极之间等间距固定且上端引出导线用于施加电位进行极化反应，三种电极在电化学腐蚀检测体系中发挥不同的作用，其状态结构示意如图1所示。

（1）研究电极

所谓研究电极，是指研究的是该电极上发生的电化学极化反应。对研究电极的要求是该电极上发生的电化学反应不会受电极自身反应的影响，反应接触也面积不宜太大。各种能导电的材料均能用作电极，可以是固体也可以是液体。通常根据研究测试的性质及内容来预先确定电极材料。国内的接地网金属一般用Q235碳钢。

（2）参比电极

参比电极作为不极化电极，电极上基本没有电流通过，其电动势是已知的。该电极主要作为一个参照来测定研究电极的电势。

（3）辅助电极

在极化反应的过程中，辅助电极的作用是与研究电极形成回路，使研究电极上的电流顺利畅通，以保证电化学反应的发生。为了避免与电解质发生化学反应，对辅助电极的结构和材料有一定的要求，辅助电极要有较大的表面积且自身电阻要小，不宜被极化，其通常由惰性材料制成，耐蚀性的金属合金、铂或者石墨都可以作为辅助电极。本文中所介绍的辅助电极采用石墨作为辅助电极。

2.3 三电极传感器等效模型

三电极传感器深埋土壤层且未被极化时，设研参考、研辅、辅参三个电极之间土壤的等效电阻分别为Rs1、Rs2、Rs3，等效电路模型如图2所示。

实际所测得的参研、辅研及参辅电极之间的电阻值为m，n，s，则根据电组的Y型连接与Δ型等效变化可得：

由此式便可得Rs1，Ra2和Ra3。

将参研电极间的自然腐蚀电位Ecorr做为基准，且在辅研电极之间施加阶跃电位E，？子为阶跃信号持续的时间， ？驻E为研参电极之间电位的变化值，如图3所示。

此外，在辅研电极之间所加的阶跃信号应满足以下条件：

当电极之间施加小于10mv的小幅值过电位，且持续时间很短时，此时电极表面电化学反应很快，电极表面反应物浓度接近于零，电极表面相当于一个漏电的电容器，等效于一个电容和电阻的并联，如图4所示。

根据线性极化理论，结合图3和图4可得三电极状态传感器系统极化时的等效电路如图5。其中，ΔE为极化电位，即研究电极与参考电极之间的电位改变值；i，i1，i2，ic和ip为相应的支路电流；u为双层电容上的充电电压。

2.4 硬件的选择与设计

系统的硬件部分主要有以下四部分构成：在辅助电极与研究电极之间施加极化激励信号的0-100uA阶跃电流信号模块；采集参比电极和研究电极之间激励响应的独立双积分电压数据采集模块；为装置各模块供电的电源管理模块；对0-100uA阶跃电流信号控制、双积分数据采样信号进行分析所得到的土壤腐蚀速率的微处理器模快。

0-100uA阶跃电流信号模块依次由REF200标准用100uA电流镜像源、精密运算放大器OPA602、阶跃式电阻配比继电器控制模块构成；REF200用于产生100uA的基准电流源，精密运算放大器OPA602用于对REF200产生100uA电流信号进行放大或者缩小，阶跃式电阻配比继电器控制模块用于控制OPA602运算放大器的放大或缩小倍数，如图6所示。双积分数据采样ICL7135模块用于测量参比电极与研究电极的自腐蚀电位以及在研究电极和辅助电极施加激励后采集参比电极与研究电极之间的响应信号，如图7。微处理器模块用于控制0-100uA阶跃电流信号的大小和采集双积分数据采样ICL7135模块的数据，如图8；并以此数据来分析计算出土壤的腐蚀速率后传送至上位机显示监测站。

激励与检测模块由控制模块控制，微处理器模块的输入端接入用于采集双积分电压数据模块的输出电压信号，微处理器模块的输入端接用于控制0-100uA阶跃电流信号输出大小的模块。检测时ICL7135双积分电压数据采集模块用于采集参比电极与研究电极之间的电位差V，并在0-100uA电流激励未加入研究电极与辅助电极之间的时候，记录参比电极与研究电极之间的自腐蚀电位V0。然后，0-100uA阶跃电流激励施加阶跃信号，每隔30s由微处理器模块控制继电器模块使得输出电流阶跃式由小到大变为I1=20uA、I2=24uA、I3=30uA、I4=36uA、I5=39uA、I6=47uA、I7=51u、I8=56uA、I9=62uA、I10=68uA、I11=75uA，并通过ICL7135双积分电压采集模块记录其相应的响应V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9、V10、V11。

由控制模块将每次阶跃激励时，检测的电压值传送至上位机，微处理器模块将阶跃式激励电流作为X轴，双积分采集电路所采集电压响应作为Y轴，拟合出其关系曲线，并在所拟合的曲线上找出线性程度最优处，以该最优处所在的坐标（I、U）得极化电阻RP=U/I，由极化电阻RP可求出腐蚀电流密度Icorr=25/Rp，由腐蚀电流Icorr可得出土壤年腐蚀速率V=8.56？鄢10-3？鄢Icorr，进一步得出土壤年腐蚀深度为d=9.65？鄢10-3Icorr。

3 云平台的实现

微处理器模块控制部分将所计算出的土壤腐蚀速率通过GPRS模块传输至上位机，再由上位机经无线网络传送至云平台，即云监测系统。

云监测系统主要由位于监测现场前端的电化学腐蚀检测体系、位于云计算中心的后端测试服务软件系统和工作人员手中的移动终端设备组成。通过互联网与云平台的对接，打破了以前只能进行小规模的监测、监测数据需通过专用网络传输到监控中心和工作人员需安装相应监测终端的繁琐过程，不受离线操作的限制，实现了大面积、大规模监测接地网腐蚀的情况。前端设备主要由在线腐蚀速率传感器和检测仪组成，前端设备采集到的腐蚀信息，通过网络的传，经服务器进行数据的接受与处理，然后再存入云端，进行云存储和云计算，并且通过WEB服务器进行数据的最后处理和公布。

基于云平台的接地网腐蚀状态监测平台的开发，可以让任何非专业人员通过专业的监控APP掌握接地网的运行情况。该平台基于纯HTML5技术和标准的工业总线技术，可以在包括平板电脑、手机及电脑在内的移动设备上应用。多比物联网云监控平台可以作为现有的SCADA系统，在无需改造现有系统的情况下可以提供很好的远程移动控制和维护功能。

在变电站运行监控中心能够远程实时监控接地网情况；当接地网的腐蚀程度达到一定程度或者出现故障时，及时发出报警信号，协助远程相关人员及时维修接地网；在有网络信号的情况下，通过移动终端设备实时监控接地网运行状态，及时获取报警信息；包括传统组态在内的所有功能在内，云平全可以实现，包括实时显示查询、历史数据记录、报警功能、趋势图、流程图及报表等。

4 结束语

本论文根据金属导体电化学腐蚀的特点，设计了一种新的接地网腐蚀电化学检测方法；提出了修正线性极化法，利用腐蚀电位与极化电位的关系来测定金属腐蚀速率的方案。利用网关技术，实现了现场检测仪数据经无线通讯技术传送到云端，实现了基于云平台的在线查询、历史数据和报警显示功能的监测平台。基于云平台的接地网腐蚀监测系统为接地网的定期检测提供了一种快速有效的手段，全面提高了接地网腐蚀状态检测的自动化水平和巡检工作效率、质量。

参考文献

[1]季诚，郝承磊，张秀丽，等.接地网腐蚀状态电化学检测传感器的研制[J].华北电力技术.

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[4]王鑫.接地网腐蚀现场检测及化学镀镍防护技术[D].天津大学， 2011.

腐蚀监测范文第9篇

【关键词】杂散电流燃气管道腐蚀监测

中图分类号：TU996.7 文献标识码： A 文章编号：

随着供电设施（高压线、电气化铁路等）的大量兴建和用电场所（施工工地、地下采矿设施等）的与日俱增，电气化设施会对其附近管道产生动态杂散电流干扰，使管道的交、直流电压产生一定程度的波动。管道的交流干扰源主要来自高压线与电气化铁路。高压线对管道的交流干扰主要是持续性的干扰，干扰形式为感性耦合，干扰值在一定区间内波动。电气化铁路对管道的干扰主要为间歇性的干扰，干扰形式亦为感性耦合。列车在两个供电区间通过时，供电线路会对管道产生一定的干扰，当列车加速时，由于用电量增加，供电线路对管道的干扰影响增大。

一、杂散电流干扰腐蚀原理

杂散电流的主要来源是直流电气化铁路、直流电解设备接地极、阴极保护系统中的阳极地床等。其中以直流电气化铁路引起的杂散电流干扰腐蚀最为严重。当直流电流沿地面敷设的铁轨流动时，直流电流除了在铁轨上流动，还会从铁轨绝缘不良处泄漏到大地，在大地的金属管道上流动，然后返回电源。这部分泄漏的电流称为杂散电流。

杂散电流的流动过程形成了2个由外加电位差建立的腐蚀电池，一个是电流流出铁轨进入管道处，铁轨是腐蚀电池的阳极，管道为阴极，不腐蚀；另一个是电流流出管道返回铁轨处，这时管道是腐蚀电池的阳极，铁轨则是阴极，不腐蚀。图1给出了管道电位的变化图。由图1可判断出管道腐蚀电池的阳极区和阴极区以及杂散电流最强的部位。通常没有杂散电流时腐蚀电池两极电位差仅0.65 V左右，杂散电流存在时管道电位可达8~9 V。因此，杂散电流干扰对金属管道的腐蚀比一般的土壤腐蚀要强烈得多。

图1为杂散电流对管道的干扰示意图，杂散电流必须在某一部位从外部流到受影响的管道上，再流到受影响管道的某些特定部位，并在这些特定部位离开受影响的管道进入大地，返回到原来的直流电源；其它直流干扰源产生的杂散电流腐蚀也具有同样的回路特点。

在杂散电流流出的部位，管体将发生快速腐蚀。腐蚀的严重程度遵循法拉第定律(与流出的杂散电流量成正比，与金属材料的电化学当量成正比)，即：

式中：ΔW——杂散电流造成的管体腐蚀量，g；

N——管体金属的原子量；

I——杂散电流强度，A；

T——杂散电流对受影响管道的作用时间(流出的时间)，s；

n——管体金属的化合价；

F——法拉第常数。

杂散电流在单位面积的管体上产生腐蚀的速度表示为：

杂散电流造成管道腐蚀时，其管体(杂散电流流出处)的阳极反应为：

FeFe+2+2e-

已知：N=55.84 g，n=2，F=26.8 A·h。假设杂散电流的强度为1 mA，杂散电流流出处的管体面积(防腐层破损面积)为1 cm2，于是：

VSC=10.4 g/(m2·h)

取钢质管体的密度为7.80 g/cm3，于是，杂散电流在上述假定条件下引起管体腐蚀的速度为：

VSC=11.68 mm/a≈1 mm/月

当受干扰的管体上有1 cm2的防腐层破损，且在该处有1 mA的杂散电流流出时，杂散电流对管体的腐蚀速率为1 mm/月。当杂散电流的强度比1 mA更大，或流出的面积比1 cm2更小时，管体的腐蚀速率会更高。

图1杂散电流对管道的干扰

二、杂散电流对燃气管道的影响

1、直流杂散电流对燃气管道的影响

(1)腐蚀强度危害大。埋地金属燃气管道无杂散电流时，只有自然腐蚀，大部分为原电池型，驱动电位差只几百毫伏，腐蚀电流只几十毫安；而杂散电流干扰腐蚀时是电解电池原理，电位可达几伏，电流最大可能上百安。根据法拉第电解定律，1A的电流通过钢管表面流向土壤溶液一年可溶解约10 kg，由此可看出直流杂散电流干扰腐蚀相对其它原因引起的腐蚀严重得多。

(2)范围广，随机性强。杂散电流干扰腐蚀范围大，特别是地铁的杂散电流几乎影响整个城区的地下金属管网；轨道与地的绝缘电阻，管道的防腐绝缘层电阻，土壤电阻率、电流大小等都是变化的，因此杂散电流流向也是随机的，给防护带来一定难度。

2、交流杂散电流对燃气管道的影响

电气化铁路在运行状态下对相邻的地下金属管道会产生交流干扰。国内外对交流干扰研究结果均表明，交流干扰对地下金属管道的危害很大，在故障状态下瞬间感应电压可能击穿管道的绝缘层、绝缘法兰，甚至击毁阴极保护设备并对生产操作人员人身安全造成威胁；此外交流电的存在可引起电极表面的去极化作用，加剧管道腐蚀，交流干扰可加速防腐层的老化，引起防腐层的剥离，干扰阴极保护系统的正常运行，使牺牲阳极系统发生极性逆转，降低牺牲阳极的电流效率，致使管道得不到有效的防腐保护。

二、埋地燃气管道的杂散电流监测

1、管道电位波动检测

埋地燃气管道受到的杂散电流干扰多为动态干扰，表现为管地电位和干扰电流连续动态波动、随机突变等特征，可以采用管地电位波动检测方法，对管地电位进行监测。当电位变化幅度超过50 mV时，确定存在杂散电流干扰，且监测时间不少于30 min.图2是某单位利用DATA-LOGGER数据记录仪，追踪某个测试桩处管地电位随时间的波动情况。每3 s采集1个数据。阴保通电电位波动范围为-1 764~-1 445 mV，电位波动幅度319 mV，评估报告中评定该处有较强连续性杂散电流。

图2 管地电位连续动态监测

2、基于SCM的动态杂散电流检测

短时间的管地电位监测不能判断在役城镇埋地钢质燃气管道是否存在破损点，因此，可以利用2~4个智能感应器进行测量，能够判断杂散电流的方向以及杂散电流在管道上的流进点、流出点，为管道的运行维护、排流改造以及阴极保护提供依据。图3所示为利用SCM测试的杂散电流时变图，其中，圆形罗盘处粗箭头指示管道方向(正上为北向)，细箭头指示杂散电流的方向，移动智能感应器，根据杂散电流大小、方向的改变，可以判断杂散电流在管道上的流进、流出点。

图3 SCM杂散电流测试

三、杂散电流腐蚀防护措施

管道沿线与高压输电线路近距离平行敷设时，高压输电线、电气化铁路会对管道造成干扰，加剧管道的腐蚀，因此管道应尽量远离交流、直流干扰源，并采取相应的保护措施。

1、尽量避开干扰源

根据线路杂散电流源的勘察结果，管道布线时在符合安全要求的前提下，合理选择走向，避开地铁、电气化铁路、输变线路等杂散电流干扰源。对于受杂散电流干扰管道增设绝缘法兰，将扰的管道与主干线分隔开，目前国内外没有对管道与电气化铁路的安全间距的专门规定，参照目前相关的标准GB50251－200《3输气管道工程设计规范》。

2、排流保护措施

排流保护措施不同于管道的防腐设计，需按《SY/T 0017-2006 埋地钢质管道直流排流保护技术标准》进行干扰源侧及管道侧测定，根据具体情况进行方案确定。排流保护措施通常采用直接排流、极性排流、强制排流、接地排流四种方案：

a)管/地电位偏移稳定在正方向时，可采用直接排流保护措施。通过导线将管道和干扰源测的负极直接连通，使管道中的干扰电源引入干扰源的负极。此法适用于牵引变电所附近，简单经济、效果好，但范围有限。

b)管/地电位正、负极变时，可采用极性排流保护措施。它是通过一极性排流器(一般为二极管)将管道和回流轨道连通，当管道上出现正电位时可把管道中的杂散电流排出，出现负电位时排流器不导通，可防杂散电流的进入。此法安装方便、应用广，但管道距轨道远时效果不好。

c)强制排流主要用于管/地电位正、负极变，电位差小，且环境腐蚀较强的情况下使用。通过强制排流器将管道和轨道连通，杂散电流通过强制排流器的整流环排放到轨道上，当无杂散电流时，强制排流器给管道提供一阴极保护电流，使管道处于阴极保护状态。此法保护范围大，地铁停运时可对管道提供阴极保护，但对轨道电位分布有影响，需要外加电源。

d)排流保护系统的管理和监测是保证管道排流保护系统正常运行的关键。管道的排流保护系统管理采取日常管理和重点监测相结合的方式，对管道排流和阴极保护系统运行的技术参数进行及时的记录和分析，对重点管段的排流保护状况进行重点监测，并针对杂散电流干扰状况的变化及时调整排流保护系统的运行情况。

3、阴极保护

杂散电流是随时间不断变化的，多数情况下杂散电流表现得不十分明显，因而管道的自然腐蚀仍会占据主导地位，因此排流保护必须与阴极保护相结合才能有效遏制管道的腐蚀。

4、管道均压

在相邻管道间加设管道均压装置。这些装置有助于平衡相邻管道间的电位，缓解管道间的相互干扰。

5、加强日常维护

为改善管道防腐层绝缘状况，采取检修、补漏与大修相结合的方式，每年均进行管道防腐层的检漏修补工作，以提高管道防腐层质量，为有效地进行排流保护打下较好的基础。同时开展智能清管作业，对重点地段管道的腐蚀风险评估，确保油气管道安全运行。

结束语

杂散电流会对管道本体造成严重的腐蚀，对管道的安全运行具有极大的危害，如果不及时修补，将会发生泄漏事故。通过检验及论证，杂散电流检测仪(SCM)能够有效地检测并发现杂散电流，因此在规定时间内，对燃气管道进行专业性检验，发现隐患，及时修补整改，是燃气管道安全运行的重要保障。

参考文献

[1] 唐永祥，宋生奎，朱坤锋.油气管道的杂散电流腐蚀防护措施[J].石油化工建设. 2007(04)

[2] 秦国治,丁良棉,田志明·管道防腐蚀技术[M].北京:化学工业版社·2003

腐蚀监测范文第10篇

研究 方法 :结合地铁的实际情况及标准规定的杂散电流腐蚀危险性判定指标，选择埋地金属结构的极化电位作为监测的参数，采用具有电压稳定、不易极化、内阻低且具有一机械强度的cu /cuso4作为参比电极;测控系统硬件的核心是基于arm7微处理器，其高速的性能、丰富的接口资源，很容易实现测控功能。

研究结果:该研究 总结 出了可用于预测金属结构在杂散的腐蚀轻度和腐蚀趋势的自动在线监测系统。

研究结论:尽管地铁杂散电流的腐蚀性大，但只要采取 科学 合理的措施，设计合理的自动在线监测系统，有效地降低杂散电流腐蚀的损失，确保地铁长期运行使用的安全。

关键词：地铁;杂散电流;监控;防护

目前 国内外的城市轨道 交通 运输直流牵引供电系统中，普遍采用走行轨回流的供电方式。列车直流牵引供电系统采用正极接触网(轨)，走行轨兼作负回流线。由于走行轨不可能对地完全绝缘，且走行轨存在电压降，因此有少量电流不会沿走行轨而是沿大地回到变电所或根本不回到变电所，形成杂散电流。它对地下隧道结构钢筋、高架桥结构钢筋、沿线金属管线、屏蔽网等金属设施产生严重的电流腐蚀作用，危及建筑设施的安全并可能会酿成灾难性的后果，如煤气或石油管道的腐蚀穿孔;结构钢筋的腐蚀，会破坏混凝土的整体性，降低其强度和耐久性，给安全运营带来严重威胁。因此对杂散电流进行监测并采取有效的防护措施是地铁及轻轨设计、建设、运营维护中必须考虑的一个重大课题，已经引起国内外科研和生产单位的重视。但国内对这方面的研究还很欠缺。轨道交通系统中机车是一个运动变化的负荷，地铁杂散电流腐蚀的介质一般为土壤，情况千差万别， 影响 腐蚀过程的因素太多，并随时间变化。在 理论 分析的基础上结合大量调查研究和试验，才能提出有针对性的治理杂散电流的技术和方法。在分析清楚杂散电流分布的情况下，对新建的轨道交通系统，要在设计、施工各个阶段，从实际出发，根据不同的线路施工方法、线路方案、地质状况、供电方案，相关的专业都要采取相应的技术措施，尽量减少杂散电流。对已建成的线路或因某些原因绝缘下降而产生杂散电流后，应对杂散电流腐蚀的状况进行实时监测，采取有针对性的措施减少杂散电流对金属结构和管线的腐蚀。

1.1监测原理

杂散电流对埋地金属的腐蚀本质上是电化学过程，在埋地金属结构的腐蚀检测参数中，金属结构对地电位是最重要的参数，因为它既可以反映金属结构的腐蚀特性，又可以反映杂散电流的干扰特性。因为接地零电位会因杂散电流的极化作用产生偏移，所以在测量中不能以接地作为电压的基准，而是采用具有电压稳定、不易极化、内阻低且具有一定机械强度的cu /cuso4作为参比电极。主要包括两项参数的测量:(1)参比电极的本体电位。通过检测参电极的本体电位，可判断参比电极工作是否正常。(2)结构极化电位，即结构钢筋极化电压的偏移值。根据这个值判断杂散电流对结构钢筋的腐蚀情况，如果极化电压正向偏移值一旦超过规定值，则启动智能排流柜进行排流。

1.2监测系统的结构

杂散电流监测系统组成如图2所示。

由图2可知，检测系统主要是由上位机系统和自动监测装置两部分组成。自动监测装置是以arm7处理器为核心的数据采集处理系统，完成模拟量、开关量的采集和存储。如参比电极的本体电位、结构钢的极化电位等，并对它们在液晶屏幕上进行实时显示;当检测到结构钢极化电位超标、钢轨电压超标或接近cjj49-92规定时，进行超标报警;同时根据结构钢筋极化电压的情况，输出控制量向智能排流柜控制命令，启动排流柜进行排流。上位机主要功能是通过usb接口与自动监测装置相连，通过系统软件可实时显示各种信息，可方便查询 历史 数据和故障记录，同时达到远程修改自动监测装置的系统时间等功能。

1.3测控装里的硬件结构

系统的硬件结构如图3所示。

测控装置的处理器采用samsung s3c44box16/32位risc处理器，有8 mb的内存和16 mb的硬盘，接口包括一个usb接口、一个jtag调试口、与转换器的连接采用can总线接口。人机接口设备包括一个4x4的键盘和一块280x128的lc d显示屏。其中的usb接口主要用于在和主机进行数据交换时获得一个较高的传输速度;lcd主要用于显示系统工作正常，作为监视之用。

1.4软件的设计

系统软件设计采用的是c和汇编混合编程实现，它采用模块化结构，由初始化模块、主控模块、键盘输人模块、液晶显示模块、spi通讯模块、数据采集转换模块、看门狗模块、实时时钟模块组成。

2防止杂散电流腐蚀的措施及监测存在的 问题

杂散电流的防护工程基本上采用“以防为主，以排为辅，防排结合，加强监测”的原则。对地下设施可采用覆盖绝缘层，铺设在绝缘管道内或者选择合适的路线和电分段等。

2.1地铁线路采取的防止杂散电流腐蚀的措施

(1)以防为主

控制所有可能的杂散电流泄漏途径，减少杂散电流进入轨道 交通 系统的主体结构、设备以及沿线附近相关设施的结构钢筋。具体实施时，由于涉及到的专业多，各专业、各工种必须紧密配合，尤其在施工设计阶段更要考虑综合防治措施，尽量减少直流系统与其他建筑物的电气连接。可采取的措施有:牵引变电所内和区间的直流供电设备在安装时与结构钢筋和结构主体绝缘安装;走行轨道在施工时，采用与轨道道床绝缘的安装方式;由外界引人轨道交通内部或由轨道交通内部引出的金属管线均应进行绝缘处理后方可引人和引出;在轨道交通线内部设立结构钢筋电气连通，把所有结构钢筋和接地点连接在一起，将泄漏的杂散电流排流回直流系统。

(2)以排为辅

设置合理的排流网结构，为杂散电流提供低电阻通路，即将牵引所附近的金属导体与牵引所内负母线直接相连，在金属导体与负母线之间形成很小的电阻通路，这样从钢轨泄漏至地下的杂散电流在进人地下金属导体后，由于这部分杂散电流是沿着导体电阻较小的通路流回牵引所负母线，而不是先流出导体进人土壤，而后从土壤进人网轨，从而避免了对牵引所附近金属导体的腐蚀。

2.2杂散电流腐蚀监测和防护方面存在的问题

(1)杂散电流难以直接准确测量，根据所测量的参数，很难预测金属结构在杂散电流作用下的腐程度和腐蚀趋势。

(2) 目前 广泛使用整体道床排流网进行杂散电流排流，其杂散电流的分布情况，排流机理，排流网的合理分布等都需进一步 研究 。

(3)地铁轨地电阻和轨道纵向电阻也是 影响 地铁杂散电流分布的参数，缺乏有效的在线测量 方法 。

3结束语

地铁杂散电流腐蚀的防护和监测，是地铁设计、建设、运营维护中必须考虑的问题，而杂散电流的腐蚀是一个长期积累的结果，给研究工作带来一定难度。在地铁工程建设中，应把地铁杂散电流防护系统尽可能做到完善，减少杂散电流的产生及限制杂散电流的扩散。在运营维护中，按照设置的监测系统及方案，定期测试及维护，发现问题，及时处理。尽管地铁杂散电流的腐蚀性大，但只要采取 科学 合理的措施，一定能有效地降低杂散电流腐蚀的损失，防止危及地铁主体结构及管线结构，确保地铁长期运行使用的安全。

参考 文献 :

[1]赵煌.广州地铁一号线杂散电流腐蚀防腐 分析 [j].腐蚀与防护，2001,22(8):360-362.