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FSM技术发展的关注点
发布日期:2016-12-20 浏览次数:546

腐蚀监测和检测是管道壁厚实时监测技术的重要组成部分,都是保障设备安全运行的有效手段。常用的腐蚀监测技术有:挂片法、电阻探针法、电化学法、电位监测法、磁阻法、化学分析法、超声波法,涡流法,红外成像(热像显示)法、耦合多电极技术、氢通量法、电场指纹(FSM)、人工测厚法等。

FSM是一种基于电位阵列的金属管道在线腐蚀监测方法,该方法是一种基于欧姆定律的无损检测技术。通过将电极矩阵分布到被测管道外,由于腐蚀过程相当于电阻变化过程,通过管道厚度变化与电阻变化的关系,即可检测出管道内的腐蚀量和剩余壁厚。

从现阶段工业领域应用的FSM的测量结果来看,采用牵扯效应和最小不可测原理对FSM的发展起到了很大的推动作用。消除牵扯效应的方法减小了因腐蚀引起的电流分布不均而产生的测量误差。主辅电压法则针对传统方法测量小腐蚀坑精度低,从理论及应用的层面提出高精度监测方法。改进了传统FSM腐蚀厚度计算的不足。FSM大型桥梁结构监测,给FSM大型结构件监测提供借鉴。

当然FSM作为一种有效的、无破坏的无损监测方法还有很多有待进一步研究的内容。目前有必要重点关注以下问题:

1)FSM在高温及低温中的适用性研究:FSM技术从原理上看可以克服温度变化造成的影响。但实际应用中参考板和被测对象可能因为高温或低温环境的复杂性造成温度差很大且不稳定。这种不稳定的温賴会对参考电压和测量电压的比值造成影响,进而影响测量精度。如何从理论上分析及弥补这种温度差造成的精度损失将是FSM在特殊温度环境下应用的关键。

2)单个特殊形貌缺陷识别与测量:传统的FSM方法对均勻腐蚀和局部腐蚀已经给出了较高的测量精度,介绍了在小腐蚀坑方面的改进求解方法。虽然在实际应用中最常见的是均匀腐蚀、局部腐蚀和坑蚀这3种腐蚀缺陷,但点蚀、缝隙腐蚀也会同时出现。这些特殊缺陷单独存在时,如何精确测量腐蚀深度仍需深人研究;而且由于不同形状的缺陷有着不同的腐蚀深度算法,对缺陷的分类与识别的深人研究也是十分必要的。

3)组合缺陷识别与测量:多种单个缺陷组合成复杂缺陷形貌,这对FSM的检测来说是比较困难的,如均匀腐蚀、局部腐蚀和点蚀的组合。如何能够在复杂形貌的缺陷中获得深度信息,同时具有高精度,将是FSM技术所追求的目标。

4)FSM监测复杂大型金属结构:当激励电流注入复杂的大型金属结构时,电流场的分布十分复杂。在某些监测区域很可能电压信号十分微弱,缺陷出现了,FC值可能值变化不易获得。如何有效地布置电流注人点和电极点获得最好的检测效果将是扩大FSM无损监测技术的关键。

总的来说,FSM技术已经发展了30多年,也已经在石油化工、金属构件监测、桥梁监测等领域广泛应用。这说明FSM技术具有广泛的工程应用前景。进一步的研究工作对FSM技术的进一步完善与发展将是重要的。


(摘自:张居生,杜月侠,兰云峰,曹潜,郑立彬,王勇,汪俊.腐蚀监测技术及其适用性选择[J].腐蚀与防护,2012,133:75;李宇庭,甘芳吉等 . 场指纹法无损监测技术综述[J].仪器仪表学报,2016,37(8):1781-1791.

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