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       電場矩陣技術(shù)（FSM）是一種以歐姆定律和電場分布為理論基礎(chǔ)，基于電位列陣的金屬設(shè)備、管道在線腐蝕監(jiān)測的方法，探針列陣分布在被測設(shè)備外壁，具有直接檢測局部典型范圍內(nèi)在役設(shè)備的壁厚腐蝕量、腐蝕速率、坑蝕、焊縫腐蝕、沖蝕的能力。

       與傳統(tǒng)的腐蝕檢測方法相比較，電場矩陣腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)為直接接觸型傳感器，監(jiān)測結(jié)果直接有效、非開孔表面安裝，不介入監(jiān)測構(gòu)件、與被檢測區(qū)域內(nèi)的流體無接觸、安全性好，安裝便捷，使用壽命長。適用于管道彎頭、T型接頭、焊縫等復(fù)雜形體以及高溫高壓部位的腐蝕監(jiān)測，數(shù)據(jù)能夠直接進(jìn)入企業(yè)廣泛使用的OTA5.0腐蝕監(jiān)測管理系統(tǒng)。

一、技術(shù)特點(diǎn)：
1.可直接檢測在役設(shè)備和管道的均勻腐蝕、坑蝕、沖蝕；
2.直接測量管壁減薄狀況，不需開孔，矩陣探針壽命長，可靠性高；
3.有線及無線傳輸方式可選，直接并入企業(yè)現(xiàn)有在線監(jiān)測腐蝕系統(tǒng)；
4.陣列探針可采用卡箍式或焊接式與管道連接；
5.軟件系統(tǒng)可對監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行三維展示，并能判斷和評估設(shè)備壽命和運(yùn)行風(fēng)險。

二、主要設(shè)備技術(shù)參數(shù)：
> 測量壁厚范圍：1mm≤壁厚測量范圍≤50mm。
> 測量靈敏度：0.1mm；
> 監(jiān)測壁溫：≤600℃；
> 系統(tǒng)工作溫度：-40℃～70℃；
> 測量采集數(shù)據(jù)間隔：1小時～1個月之間任選
> 矩陣模式：4×4探針點(diǎn)陣，4×8探針點(diǎn)陣，8×16探針點(diǎn)陣，可擴(kuò)展。
> 通訊方式：無線網(wǎng)絡(luò)模式和有線RS485。如圖3為無線網(wǎng)絡(luò)模式的拓?fù)鋱D。
>供電方式：鋰電或室內(nèi)輸出18 36V電壓，兩種供電方式任選其一。

三、系統(tǒng)架構(gòu)
電場矩陣壁厚監(jiān)測系統(tǒng)分為無線和有線傳輸兩種結(jié)構(gòu)。

ZK-3600，無線傳輸結(jié)構(gòu)的主要設(shè)備包括：電場式在線管道監(jiān)測儀、無線傳輸模塊、無線網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)分析軟件等。

ZK-3610，有線傳輸結(jié)構(gòu)的主要設(shè)備包括：電場式在線管道監(jiān)測儀、電源及通訊轉(zhuǎn)換器、傳輸電纜、遠(yuǎn)程終端及數(shù)據(jù)分析軟件。

四、應(yīng)用案例

       某石化公司決定于閃蒸系統(tǒng)加工含硫量達(dá)2.1%的塔河混合原油，基于實(shí)際工況開展了腐蝕評估，評估結(jié)果是碳鋼材質(zhì)高溫轉(zhuǎn)油線彎頭部位腐蝕速率最高可達(dá)2.41mm/a。通過評估，決定引進(jìn)我司專利技術(shù)電場矩陣（FSM）在線監(jiān)測系統(tǒng)對重點(diǎn)部位加強(qiáng)監(jiān)測。以便對管道安全實(shí)時預(yù)警，也起到對閃蒸系統(tǒng)材質(zhì)開展評價的作用。

       電場矩陣在線腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)2015年3月在閃蒸系統(tǒng)正式運(yùn)行，至9月現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果表明：某測點(diǎn)四個矩陣組的腐蝕率分別0.89mm/a、0.84mm/a、0.56mm/a、0.55mm/a（如圖）；平均腐蝕速率為0.71mm/a。而該點(diǎn)手持測厚儀測厚結(jié)果是0.66mm/a。兩種方法檢測結(jié)果相差10%，表明高含硫介質(zhì)對高溫碳鋼管線的腐蝕是比較嚴(yán)重的，符合以往的研究，與之前的腐蝕評估相適應(yīng)。

       監(jiān)測結(jié)果說明，電場矩陣腐蝕監(jiān)測方法對局部腐蝕及均勻腐蝕均有良好的監(jiān)測作用。目前，系統(tǒng)已在中石化洛陽石化、青島煉化等企業(yè)應(yīng)用。