基于场指纹法的金属管道、容器坑蚀检测方法

摘要

本发明涉及金属管道或容器坑蚀（坑状腐蚀）的高精度检测，特别涉及一种改进的基于场指纹法（Field Signature Method,FSM）对石化行业油气管道或容器小腐蚀坑更高精度的检测方法。本发明提出的技术方案是主辅电压法，具体是将任意腐蚀坑所在区域所对应的测量电极对作为主电极，相应的电压作为主电压；将与该主电极相邻的n对电极对作为辅电极，相应的电压作为辅电压；通过计算稳恒电流场建立腐蚀数据库；将所测量并处理修正后的主辅电压变化值与数据库进行匹配，即可得到该主电极对应区域内的小腐蚀坑的面积和深度。采用本发明对金属管道或容器坑蚀进行检测，可以大幅度提高检测精度。

主权项

一种金属管道、容器坑状腐蚀检测方法，基于场指纹法原理，在金属管道或容器的外壁布置测量电极矩阵，所述测量电极矩阵在管道的圆周方向有i列电极，在轴线方向有j行电极，任意轴向上的两个相邻电极构成一个测量电极对；设置一个参考板，该参考板的材质与被测管道或容器的材质相同；所述参考板上设置有一对参考电极，作为参比标准电极；定义任意腐蚀坑所在区域的测量电极对作为主电极，相应的电压作为主电压；与该主电极相邻的n对轴向电极对作为辅电极，相应的电压作为辅电压；再按如下步骤测量求解腐蚀坑的面积及深度：（1）、将主电极对应的测量区域再细分为a×b个小区；以电极间距的1/5～1/3作为坑蚀直径起始值，电极间距的最大值为坑蚀直径终止值，步长为0.5～1mm,以1/20～1/15壁厚作为坑蚀深度起始值，7/10～8/10壁厚为坑蚀深度终止值，步长为0.5～1mm，利用稳恒电流场法，逐一计算1～ab小区无腐蚀坑时（t0时刻）和有腐蚀坑时（tx时刻）的主电压Vi,j;i,j+1、辅电压Vi‑1,j;i‑1,j+1，Vi+1,j;i+1,j+1，…,Vi,j+n;i,j+n+1等，建立主辅电压法的匹配数据库；（2）、从参考板向金属管道或容器输入恒流激励电流，使该激励电流流过参考电极和测量电极矩阵，该激励电流的强度与采用稳恒电流场法计算时的电流强度相同；（3）、用电压计测量所有测量电极对及参考电极对在无腐蚀坑时（t0时刻）和有腐蚀坑时（tx时刻）的电压；（4）、按下式计算tx时刻的指纹系数 FC i , j ; i , j + 1 ( t x ) = ( V i , j ; i , j + 1 ( t x ) V i , j ; i , j + 1 ( t 0 ) V ref ( t x ) V ref ( t 0 ) - 1 ) × 1000 (单位：ppt,Part per thousand)   （1）式中：Vi,j;i,j+1(t0)，Vi,j;i,j+1(tx)—电极对(i,j;i,j+1)在t0和tx时刻的电压；Vref(t0)，Vref(tx)—参考电极对在t0和tx时刻的电压；（5）、按下式求出修正后的主电压：Vi,j;i,j+1(tx)＝FCi,j;i,j+1(tx)×Vi,j;i,j+1(t0)      （2）式中：Vi,j;i,j+1(t0)，Vi,j;i,j+1(tx)—主电极对(i,j;i,j+1)在t0和tx时刻的电压；辅电压求解公式与主电压求解公式相同，并求解出辅电压；（6）、按下式求出修正后的主电压变化值：ΔVi,j;i,j+1(tx)＝Vi,j;i,j+1(tx)‑Vi,j;i,j+1(t0)      （3）辅电压变化值求解公式与主电压变化值求解公式相同，并求解出辅电压变化值；（7）、将修正后的主辅电压变化值与腐蚀数据库匹配，即修正后的主辅电压与数据库中的主辅电压相差最小时的腐蚀坑的面积和深度即为求解值。