電場矩陣在線腐蝕監測系統

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

       與傳統的腐蝕檢測方法相比較，電場矩陣腐蝕監測系統為直接接觸型傳感器，監測結果直接有效、非開孔表面安裝，不介入監測構件、與被檢測區域內的流體無接觸、安全性好，安裝便捷，使用壽命長。適用于管道彎頭、T型接頭、焊縫等復雜形體以及高溫高壓部位的腐蝕監測，數據能夠直接進入企業廣泛使用的OTA5.0腐蝕監測管理系統。

一、技術特點：
1.可直接檢測在役設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，直接并入企業現有在線監測腐蝕系統；
4.陣列探針可采用卡箍式或焊接式與管道連接；
5.軟件系統可對監測結果進行三維展示，并能判斷和評估設備壽命和運行風險。

二、主要設備技術參數：
> 測量壁厚范圍：1mm≤壁厚測量范圍≤50mm。
> 測量靈敏度：0.1mm；
> 監測壁溫：≤600℃；
> 系統工作溫度：-40℃～70℃；
> 測量采集數據間隔：1小時～1個月之間任選 
> 矩陣模式：4×4探針點陣，4×8探針點陣，8×16探針點陣，可擴展。
> 通訊方式：無線網絡模式和有線RS485。如圖3為無線網絡模式的拓撲圖。
>供電方式：鋰電或室內輸出18 36V電壓，兩種供電方式任選其一。

三、系統架構
電場矩陣壁厚監測系統分為無線和有線傳輸兩種結構。

ZK-3600，無線傳輸結構的主要設備包括：電場式在線管道監測儀、無線傳輸模塊、無線網關、數據分析軟件等。

ZK-3610，有線傳輸結構的主要設備包括：電場式在線管道監測儀、電源及通訊轉換器、傳輸電纜、遠程終端及數據分析軟件。

四、應用案例

       某石化公司決定于閃蒸系統加工含硫量達2.1%的塔河混合原油，基于實際工況開展了腐蝕評估，評估結果是碳鋼材質高溫轉油線彎頭部位腐蝕速率高可達2.41mm/a。通過評估，決定引進我司zhuanli技術電場矩陣（FSM）在線監測系統對重點部位加強監測。以便對管道安全實時預警，也起到對閃蒸系統材質開展評價的作用。

       電場矩陣在線腐蝕監測系統2015年3月在閃蒸系統正式運行，至9月現場監測結果表明：某測點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。而該點手持測厚儀測厚結果是0.66mm/a。兩種方法檢測結果相差10%，表明高含硫介質對高溫碳鋼管線的腐蝕是比較嚴重的，符合以往的研究，與之前的腐蝕評估相適應。

       監測結果說明，電場矩陣腐蝕監測方法對局部腐蝕及均勻腐蝕均有良好的監測作用。目前，系統已在中石化洛陽石化、青島煉化等企業應用。