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FSM技術發展的關注點
發布日期:2016-12-20 瀏覽次數:459

腐蝕監測和檢測是管道壁厚實時監測技術的重要組成部分,都是保障設備安全運行的有效手段。常用的腐蝕監測技術有:掛片法、電阻探針法、電化學法、電位監測法、磁阻法、化學分析法、超聲波法,渦流法,紅外成像(熱像顯示)法、耦合多電極技術、氫通量法、電場指紋(FSM)、人工測厚法等。

FSM是一種基于電位陣列的金屬管道在線腐蝕監測方法,該方法是一種基于歐姆定律的無損檢測技術。通過將電極矩陣分布到被測管道外,由于腐蝕過程相當于電阻變化過程,通過管道厚度變化與電阻變化的關系,即可檢測出管道內的腐蝕量和剩余壁厚。

從現階段工業領域應用的FSM的測量結果來看,采用牽扯效應和最小不可測原理對FSM的發展起到了很大的推動作用。消除牽扯效應的方法減小了因腐蝕引起的電流分布不均而產生的測量誤差。主輔電壓法則針對傳統方法測量小腐蝕坑精度低,從理論及應用的層面提出高精度監測方法。改進了傳統FSM腐蝕厚度計算的不足。FSM大型橋梁結構監測,給FSM大型結構件監測提供借鑒。

當然FSM作為一種有效的、無破壞的無損監測方法還有很多有待進一步研究的內容。目前有必要重點關注以下問題:

1)FSM在高溫及低溫中的適用性研究:FSM技術從原理上看可以克服溫度變化造成的影響。但實際應用中參考板和被測對象可能因為高溫或低溫環境的復雜性造成溫度差很大且不穩定。這種不穩定的溫賴會對參考電壓和測量電壓的比值造成影響,進而影響測量精度。如何從理論上分析及彌補這種溫度差造成的精度損失將是FSM在特殊溫度環境下應用的關鍵。

2)單個特殊形貌缺陷識別與測量:傳統的FSM方法對均勻腐蝕和局部腐蝕已經給出了較高的測量精度,介紹了在小腐蝕坑方面的改進求解方法。雖然在實際應用中最常見的是均勻腐蝕、局部腐蝕和坑蝕這3種腐蝕缺陷,但點蝕、縫隙腐蝕也會同時出現。這些特殊缺陷單獨存在時,如何精確測量腐蝕深度仍需深人研究;而且由于不同形狀的缺陷有著不同的腐蝕深度算法,對缺陷的分類與識別的深人研究也是十分必要的。

3)組合缺陷識別與測量:多種單個缺陷組合成復雜缺陷形貌,這對FSM的檢測來說是比較困難的,如均勻腐蝕、局部腐蝕和點蝕的組合。如何能夠在復雜形貌的缺陷中獲得深度信息,同時具有高精度,將是FSM技術所追求的目標。

4)FSM監測復雜大型金屬結構:當激勵電流注入復雜的大型金屬結構時,電流場的分布十分復雜。在某些監測區域很可能電壓信號十分微弱,缺陷出現了,FC值可能值變化不易獲得。如何有效地布置電流注人點和電極點獲得最好的檢測效果將是擴大FSM無損監測技術的關鍵。

總的來說,FSM技術已經發展了30多年,也已經在石油化工、金屬構件監測、橋梁監測等領域廣泛應用。這說明FSM技術具有廣泛的工程應用前景。進一步的研究工作對FSM技術的進一步完善與發展將是重要的。


(摘自:張居生,杜月俠,蘭云峰,曹潛,鄭立彬,王勇,汪俊.腐蝕監測技術及其適用性選擇[J].腐蝕與防護,2012,133:75;李宇庭,甘芳吉等 . 場指紋法無損監測技術綜述[J].儀器儀表學報,2016,37(8):1781-1791.

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