美国Emerson公司开发Permasense超声波腐蚀监测系统



美国Emerson公司开发Permasense超声波腐蚀监测系统

开展海底管道的腐蚀监测工作可有效防止管道腐蚀、泄漏，从而保证海底管道的安全运输。传统的腐蚀监测方法主要有腐蚀挂片法、探针法、人工测厚法等。挂片法和探针法一方面会破坏管道的本体结构，尤其是高温、高压等部位及压力容器，带来较大的安全隐患；另一方面由于侵入式的监测方式无法区别管道内冲刷与介质腐蚀对金属挂片或探针的影响，故无法真实获得管道壁厚及腐蚀状况。人工测厚法存在测量不方便、数据结果不及时以及部分管线人员难以到达和测量等缺点，因而有一定的局限性。

美国Emerson公司开发的Permasense超声波腐蚀监测系统（系统拓扑图见图3）作为一种新型腐蚀监测技术，能够利用超声波对管道进行定点测厚，其工作原理是利用超声导波进行双层超声波反射探测壁厚，通过发出超声波波导的探头（探头技术参数见表4）来计算壁厚，可测量材质涵盖了碳钢、铸碳钢、低合金钢、不锈钢、特种钢、钛合金等各种石油化工行业常见管线材质。主要典型安装位置为管线弯头，及其1~2倍直径下行直管、油气设施上的已知减薄点以及管线涡流区域中的变径管、三通管、阀门上下连接管、各种塔或压力容器壁等重点需监测部位，并可在各种复杂环境下使用。

图3 Permasense超声波腐蚀监测系统拓扑图

表4 探头技术参数

测量壁厚范围3mm~50mm测量精度0.1mm 应用温度范围-180~600°C测量分辨率0.01mm 防护等级IP67环境温度范围-30~65°C 防爆类型本安型（Ex iaⅡ CT4）电池使用寿命3~4年 数据采集频率最快15分钟1组（默认每12小时1组数据）无线传输距离传感器之间50米视线内

Permasense超声波腐蚀监测系统采用先进的超声波在线定点测厚技术，可有效的提升定点测厚数据的真实性，将超声波传感器永久安装到被测定点，排除了人工定点测厚中的人为影响；系统应用波导杆技术，将超声波传感器与被测管线隔开，确保超声波传感器的有效工作温度范围，从而可测量-180℃~600℃的管线；系统通过螺柱的预紧力，将波导杆和管线紧密连接，挤出空气层，无需耦合剂便可实现波导杆和管线的耦合，以确保高温部位测量点的长期有效监测；系统可根据监测部位的材质和介质温度的区别，对超声波采集器进行材质和温度的参数校正，从而确保在线高温定点测厚的准确性；此外，该系统还具备无线自组网技术、可长期稳定可靠运行、不存在损耗件，因而无需进行后续维护。

目前，Permasense超声波腐蚀监测系统已成功应用于国外某海上气田及某下游炼厂常减压装置减顶管线弯头，在不破坏工艺管道或设备本体结构的情况下进行管道壁厚的准确、实时测量，有效反映由介质腐蚀、或砂蚀等原因造成的壁厚减薄，从而达到对管道或设备腐蚀情况的有效监测，降低设备运行风险，提高设备运行效率，提升产量及经济效益，提高设备管理水平。

高山卜 编译自《全面腐蚀控制》2016年8月

《一种新型管道腐蚀监测技术及应用Permasense超声波腐蚀监测系统》

原作者刘杰等