腐蚀监检测技术大揭秘

在任何使用挥发性材料的过程密集型行业中，例如石油和天然气或石化产品，腐蚀可能是资产寿命的最大威胁之一。

 

如果没有适当的监控，大型工业容器（例如锅炉或压力容器）会由于腐蚀而缓慢磨损，导致泄漏或故障，并导致性能和可靠性下降。在极端情况下，如果不对腐蚀进行监控，则可能导致资产全面损坏，甚至爆炸，从而给人员带来安全风险，巨大的设备维护成本以及附带的环境破坏。

 

 

腐蚀的成本有多少？ 

 

仅在美国，据估计碳钢腐蚀的年度总费用就高达2760亿美元。

这就是为什么腐蚀监测如此重要的原因——因为腐蚀监测可以通过监视设备的损耗来帮助减轻这些费用，从而在真正出现问题之前予以解决。

 

在本文中，我们将深入研究腐蚀监测，并提供有关腐蚀监测，为什么重要以及如何完成的详细信息。我们还将介绍当前用于腐蚀监控的工具，特别关注无人机可以提供帮助的方法。

 

什么是腐蚀监测？

 

• 腐蚀 是由于与化学物质相互作用，电化学反应，摩擦或某些其他环境因素引起的材料（通常是金属）的逐渐破坏。

• 监控 是观察和检查一段时间内某事物的进度或质量。

 

因此，简单地说，腐蚀监控是对材料随时间逐渐破坏的跟踪。

腐蚀通常首先表现为材料的不连续性，例如变色或外观发生其他变化。

 

这意味着您着手寻找腐蚀时所要寻找的是墙壁或其他表面上的任何不规则之处。这些地方可能存在腐蚀

 

如果发现设备的一部分（例如墙壁或地板）腐蚀，那么监测腐蚀的程度就很重要了，这样您就可以了解其随着时间的变化，并掌握必要的数据用于维护工作。减轻损害的程度。

 

监控VS检测

监控可以与检测同时进行，但是两个工作是不同的。

 

• 监控 集中于设备的特定区域，通常比检测更频繁地进行

• 检测 注意力在整个设备上，通常也不如监控那么频繁

 

当在“监控”这个词被用于诸如锅炉或压力容器之类的工业资产的维护中时。它是指定期收集数据以跟踪特定区域中资产随时间的变化。

 

相比之下，检测指的是对整个资产的全面检查，而没有考虑到特定领域。检查可能会发现腐蚀，然后会建议对腐蚀区域进行监控。

 

除了关注特定区域而不是整个资产之外，监控通常比检查更定期地进行。

 

尽管大多数国家/地区的法律只要求每3-5年检查一次（取决于资产的类型），但如果资产的某个区域的损耗率有不断上升的可能，则可能每季度进行一次监控。例如，如果在锅炉壁的特定区域上腐蚀的增长似乎正在迅速增加，则可以将季度监控改为每月监控，以确保仔细跟踪腐蚀。

 

如果腐蚀继续，监控报告可能最终会建议采取措施来修复设备的磨损。

 

 

 

腐蚀监控中究竟是监视什么？

进行腐蚀监控时，您要做的的是跟踪先前已经确定的腐蚀的增长。

 

可以通过使用测量工具，拍摄照片，创建准确的区域3D地图或对这三种方法进行混合来跟踪腐蚀的发展。

以下是通常会监控腐蚀的资产列表：

 

• 船只

• 锅炉

• 原油系统

• 运输管道

• 水系统

• 流线

• 真空塔

• 冷却系统

Elios 2是专为在狭窄空间内进行监视和检查而设计的无人机。想更多地了解它如何工作？

立即观看演示视频:

为什么腐蚀监测很重要？

 

腐蚀监测很重要的三个主要原因：

• 安全

• 降低成本

• 提高效率

 

安全

腐蚀监测对于任何资产会随着时间推移而损耗的行业都非常重要，尤其在使用挥发性材料的行业中最为重要，如果挥发不当，这些材料可能会爆炸。

 

随着设备的老化，它变得越来越容易受到腐蚀，并且对苛刻条件（例如高压和高温）的抵抗力也越来越差。

 

腐蚀监控的目的是跟踪设备中潜在的问题区域，从而避免发生事故并确保人员安全。

 

降低成本

如果像锅炉这样的资产由于腐蚀而过早解体，那么更换起来的成本可能会非常高。

 

在过程密集型行业（例如化工行业）中，炼油厂或工厂中需要在大型存储容器用于存储挥发性物质，腐蚀会在设备维修方面每年都带来巨大的成本。

 

腐蚀监测可以通过提高设备和资产的寿命来帮助公司避免这些费用。

 

效率提高

• 除了帮助预防事故并降低成本外，腐蚀监测还可以通过以下方式提高工业运营效率：

• 延长现有资产和相关操作设备的寿命

•  提供对耐腐蚀材料的购买建议

• 有助于找到高经济效益的补救腐蚀增长的方法及其他相关问题的解决方案

• 辨识出由于腐蚀所导致的状况——导致腐蚀的原因或可能的减轻腐蚀的条件——这些内容还可用于辅助决定购买和维护的决策

• 帮助减少设备关闭时间

 

 

如何执行腐蚀监测？

 

在腐蚀监控期间收集的最重要的信息是：

• 腐蚀的位置和程度

• 腐蚀率（即腐蚀随时间扩散的速度）

• 腐蚀的根本原因

大多数检查员要收集此信息的第一步是从目视检查开始，然后再进行更精炼的仪器检查，例如根据需要使用超声测试仪测量壁厚。

 

目视检查

为了对资产进行目视检查以监控腐蚀，检查员用肉眼扫描地板，侧壁或其他要监控的区域，以尝试确定是否：

• 现有腐蚀（即正在监视的腐蚀）已经增长

• 有新的腐蚀区域，如墙壁，地板或天花板的表面不连续区域

• 如果目视检查表明腐蚀正在加剧或存在新的腐蚀，则检查人员可能希望使用各种无损检测（NDT）工具对不连续区域进行进一步检查，以量化存在的腐蚀量。

 

超声波检测

在进行目视检查后，用于腐蚀监测的最常见的NDT工具之一就是超声波测试仪。这些测试仪使用短超声波脉冲波，以使检查员能够测量腐蚀的壁的厚度，以便量化相对于周围未腐蚀的区域损失的金属或其他材料。

 

尽管超声波测试最常用于钢和其他金属，但也可以用于木材，混凝土和其他复合材料。

 

在许多情况下，视觉和超声数据将是超声腐蚀监控所需要的。如果这些数据表明根据现场规范，发现的腐蚀量是可以接受的，则检查员将记录下来以继续监测腐蚀的增长和厚度，并且不建议此时进行任何维护。

 

腐蚀监测中使用的其他NDT测试方法

除视觉和超声数据外，检查人员还可以选择使用其他NDT工具监控腐蚀。

 

这些测试方法包括：

•  射线照相测试-使用电磁辐射检查材料的内部结构。

• 导波测试-使用声波检测腐蚀。该方法非常适合管道和类似结构，因为它可以在很长的距离（在某些情况下甚至数百米）内从一个位置测量腐蚀。

• 磁通漏检测-使用强力磁铁将钢或其他金属磁化，然后测量磁场中“泄漏”的位置，标示出金属腐蚀，点蚀或其他损坏。

   

“在决定使用哪种测试方法，技术或工具进行腐蚀监测时，要考虑的最重要的事情是工作本身及其要求。您对NDT工具和监控技术的了解越多，就越有能力做出选择，以保持您负责监控的资产的使用寿命。”

 

- MFE Rentals总经理Jason Acerbi

 

腐蚀监测技术

当使用这些不同的NDT工具进行腐蚀监控时，检查人员可能会采用几种不同的技术。

 

这些技术中的一些涉及将被监视容器中的一部分物料置于与腐蚀的物料相同的环境中，以观察其变化，而其他技术则涉及将由不同物料制成的探针发送到那些环境中以获取条件的读数。那里。在这两种情况下，这些技术都涉及记录随时间的变化，以了解从一个单位的时间（无论是一天，一周还是一个月）到下一个单位可能发生的腐蚀。

 

以下是一些最常见的腐蚀监控技术：

 

• 创建可视记录以跟踪腐蚀的增长。使用无人机，您可以发现腐蚀的存在并在蓝图上标出信息，然后将其与将来的可视记录进行比较，以跟踪腐蚀随时间的增长。

• 超声波厚度监控。使用超声波测试仪扫描壁以测量其厚度的常用技术。

• 使用探头测量电阻。探针跟踪电阻的变化，可用于跟踪金属随时间的损耗。探针可以提供有关腐蚀速率的常规数据（每月，每周，每天甚至每小时）。

• 使用样本。“样本”是与受监控资产中的物料匹配的物料。该试样块可作为要监测的墙壁或其他区域的代理，从而提供了一种非常简单的方法来监视几乎任何情况下的腐蚀。要使用这种腐蚀监控技术，您需要将腐蚀试样（也称为“质量损失试样”）放入资产中预定的时间，然后将其移除后，测试其腐蚀类型，腐蚀速率（如果有多个读数）和腐蚀量。

 

以下是一些不太常见的腐蚀监控技术：

 

• 生物生长监测。该技术可识别资产中以硫酸盐为食的细菌。这些细菌产生的硫酸（H2SO4）具有极强的腐蚀性，因此它们存在于资产中意味着极有可能发生一定程度的腐蚀。

• 监测氢渗透。使用探针，您可以测量溶解到钢中的氢的量。在油气中，氢气通常是油气中许多反应的副产品，如果不加以发现和监控，氢的存在最终会导致钢变脆和开裂。

 

寻找更多材料？这个幻灯片是如何对腐蚀监测方法进行故障排除的有用可视化：

 

接下来还有什么？

检查员在进行腐蚀监控时收集腐蚀状态的视觉或其他数据后，可以采取以下步骤

• 确定资产是否适合执行服务

• 查看检查时间表并确定是否需要增加频率或进行其他更改

• 制定建议以纠正/补救资产中现有的与腐蚀相关的问题

• 制定其他预防腐蚀的策略，既针对被监视的资产，也针对现场的其他类似资产

• 预测资产的剩余寿命

 

无人机如何帮助进行腐蚀监测

 

无人机对于记录有关腐蚀的视觉信息非常有帮助。

 

良好的检查无人机可以提供高质量的可视化表示，以监测腐蚀的区域。他们还可以捕获腐蚀位置的精确数据，可以将其存档以备将来参考。

 

像Elios 2这样专门用于难以到达的地方检查的新型无人机，使检查员可以覆盖资产中的更多区域，无论是用单个图像捕获的相对较小的区域，还是使用摄影测量法绘制的较大区域。在Elios 2的情况下，所捕获的所有视觉数据都可以高度测量和准确。

 

难以到达的地点

如果检查人员试图使用远程可视检查（RVI）工具（如全景式变焦（PTZ）摄像机）监控罐内的腐蚀，则他们只能进行拍摄，因为摄像机只能通过有限的接入点放入罐中。

 

同样，虽然PTZ摄像机允许远程定向和缩放控制，但其缩放功能受到限制，并且没有测量功能。

 

另一方面，像Elios 2这样的无人机可以进行的测量在2.4米长的误差内仅能精确到1厘米。

 

 

 

缩放画面VS现场拍摄

除了可以飞到难以到达的地方之外，Elios 2还可以飞近某个区域拍摄，替代以前的放大画面，从而获得更清晰的图像。

 

光线不足会降低拍摄的视觉数据的质量，缩放画面由于无法足够靠近被拍照区域也引起这个问题。

 

Elios2使检查员可以通过简单地飞近该区域，使光源更靠近以更好地捕获图像来克服光线不足的问题。Elios 2还具有倾斜的照明功能，该功能使检查人员可以改变光源的方向以提供深度和尺寸的信息，模仿检查人员用手电筒采取的动作来获得相似的结果。

 

 

创建准确的视觉记录

使用无人机进行腐蚀监测的另一个重大好处是，它可以收集足够的高质量可视数据，以建立基于日期的腐蚀状态的可视记录。

 

即使检查员可以进入他们正在监视腐蚀的容器中，他们用手持摄像头可能获得的视觉覆盖范围也不像无人机可以捕获到的那样彻底。

 

除了提供随时间变化的腐蚀相关变化的准确记录外，无人机收集的视觉数据还可以帮助提供维护之前/之后的文件，以确保在墙壁上添加补丁或材料涂层等补救工作能够将其恢复到正常状态。

 

3D模型

 

当创建锅炉和油轮等资产内部的3D模型时，当前技术仍然受到一定限制。资产中存在的环境因素（例如光线，灰尘和视觉特征）会使收集的视觉数据难以创建其内部的完整3D模型。

 

但是，通常可以使用无人机收集的视觉数据来创建局部3D模型，这有助于了解资产中腐蚀的位置。此外，无人机使用摄影测量法创建的3D模型可以使您在资产中放置标记，以指示存在腐蚀的位置。然后，使用该模型，可以单击要监视腐蚀的特定位置的静止图像，以便对损坏程度进行更深入的检查。

 

 

随着技术的进步，我们很可能能够创建资产内部的完整，高度详细的3D模型。这些模型可以用作可视记录，以监视资产中的腐蚀，就像当前高质量的静止图像和视频一样。

（摘自中国腐蚀与防护网）