传统监测手段的局限
传统的管道腐蚀监测常常会用到腐蚀刮片,这种监测方式使用起来很普遍,然而却存在着明显的缺点,它的实时性太差,没办法快速反馈腐蚀情况,而且也不能准确获取关键危险点的腐蚀情况,这就好比战场上的情报员,提供信息既慢又不准确,这对于管道的安全监测而言十分不利。
比如说在一些长距离输油管道中,会采用腐蚀刮片监测的方式,等到获取数据的时候,管道或许已经出现了严重腐蚀的状况,进而造成难以挽回的损失,这使得管道的安全运行时刻面临着威胁。
在线检测技术的需求
因为传统方法不可靠,所以对管道腐蚀在线检测技术进行研究就变得十分迫切。当前急需一种方法,它能够实时在线监测井口装置易损部位的腐蚀情况,并且还能进行智能预警。要是有了这种先进方法,那么管道的细微腐蚀变化都能够及时被发现,这就如同给管道装上了“智能眼睛”。
对于一些处于复杂工况下的化工管道,因为有了实时在线预警,所以能够提前采取措施,进而避免因腐蚀引发的重大安全事故,最终保障整个生产流程的安全与稳定。
压电超声测厚法潜力
压电超声测厚法是一项不错的技术,它稳定可靠,成本还比较低。这种方法就像管道的“健康小帮手”,在监测管道腐蚀方面,有着很大的潜力。四川大学以及川庆钻探的科研人员,正是因为看中了这一点,才开展了研究。
他们运用这个原理,结合实际需要,尝试解决管道腐蚀监测时碰到的各类难题,为推进管道腐蚀监测技术发展贡献力量,还给管道安全带来了新的希望。
干耦合方法的研究
针对管道检测里的耦合难题,科研人员想出了压电超声干耦合方法。他们使用一种耐候材料作为耦合剂,这种材料能实现液 - 固转变。在小曲率管道检测中,该方法效果不错。这种耦合剂安装时呈液态,能够确保与管壁完美贴合,安装后会变成固态,不会出现流失挥发的情况。
在实际操作的时候,这种方法显著提升了小曲率管道的检测效率,也提高了检测的准确性,这就如同给检测探头穿上了合适的“外衣”,使得它能够发挥出更佳的效果。
关键技术的探索与应用
干耦合材料的声特性阻抗十分关键,理想的透射系数大约是0.25,只有使其接近压电晶片的声特性阻抗,超声波才能够有效进入管道,通过有限元仿真法并结合实际工程经验,能够确定管道腐蚀速率以及关键位置,还能找到装置的最佳布置点。
在一些大型炼油厂的管道系统里,运用这些技术确定了布置点,这大大提高了监测的准确性,也大大提高了监测的效率,进而为管道的安全运行提供了更有力的保障。
监测系统的开发与成效
基于上述关键技术,开发出了管道腐蚀监测系统,该系统是基于云平台的。该系统通道数不多于80个,在某平台试验中有着良好表现。目前该系统工作稳定,传感器指标达标,干耦合剂指标也达标。不过,高低温环境会对检测精度产生影响,探头安装也非常重要。
在北方冬季对管道进行监测时,低温产生的影响十分显著,这种情况下需要采取特殊的处理措施。系统能够正常服役的温度必须处于100℃以下,在此之后还需要针对高温监测展开相关研究。大家思考一下,未来高温压电传感研究可能会遭遇哪些主要的难题?