馬建兵（中國石油長慶油田長北作業(yè)分公司，陜西榆林719000）

場圖像技術(shù)FSM在氣田輸氣管道上的應(yīng)用

馬建兵（中國石油長慶油田長北作業(yè)分公司，陜西榆林719000）

（FSM）場圖像技術(shù)也稱為“電指紋法監(jiān)測法”，是一種不受干擾地檢查和監(jiān)測鋼材和其他金屬構(gòu)件、管道系統(tǒng)和容器等設(shè)備的全面腐蝕、局部腐蝕、沖蝕或磨損以及開裂的監(jiān)測技術(shù)。通過在給定范圍進(jìn)行相應(yīng)次數(shù)的電位測量，可對局部現(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)測和定位。與傳統(tǒng)的腐蝕監(jiān)測方法（探針法）相比，監(jiān)測的靈敏性和可靠性高。

腐蝕監(jiān)測；輸氣管道；電指紋法；FSM；場圖像技術(shù)

天然氣開發(fā)系統(tǒng)在高壓下進(jìn)行，具有壓力高、產(chǎn)量高（高流速）的特點(diǎn)，腐蝕造成的危害性大，腐蝕主要集中在彎頭、焊縫以及管線底部，常常表現(xiàn)為爆管，造成重大的安全事故。如何合理的選擇腐蝕監(jiān)測方法及時(shí)監(jiān)控腐蝕的狀況、確保安全生產(chǎn)就顯得十分重要。

長北氣田集氣管網(wǎng)采用外防腐層和陰極保護(hù)的聯(lián)合保護(hù)方案。外防腐層選用加強(qiáng)級聚乙烯三層PE防腐層，陰極保護(hù)采用強(qiáng)制電流法，保護(hù)站設(shè)在中央處理廠，并在干線設(shè)置了國內(nèi)陸地上第一套在線腐蝕監(jiān)測設(shè)施FSM。

FSM即場圖像監(jiān)測技術(shù)最初被開發(fā)用來監(jiān)測沿海鋼套焊接區(qū)裂紋的發(fā)生和發(fā)展情況，這項(xiàng)新技術(shù)的應(yīng)用獲得了很好的評價(jià)，不僅減少了監(jiān)測的時(shí)間；消除了不必要的管道的更換；減低了生產(chǎn)成本，而且在操作上沒有元件暴露在腐蝕、高溫和高壓的環(huán)境中，沒有將雜物引入管道的危險(xiǎn)，不存在監(jiān)測部件損耗的問題，為安全生產(chǎn)帶來了極大的方便。

1　場圖像技術(shù)FSM的原理

FSM場圖像監(jiān)測技術(shù)，也稱為全周向腐蝕監(jiān)測技術(shù)，具有腐蝕監(jiān)測、檢測于一身的功能。其技術(shù)原理是將探頭或電極焊接在待測管線、容器外部，并呈矩陣式分布，然后測量通過金屬結(jié)構(gòu)的電場的微小變化，用測得的電壓值與初始設(shè)定的測量值（被測得容器、管線初始測量值）進(jìn)行比較，以此來監(jiān)測由于腐蝕等引起的金屬損失、裂紋、凹坑或凹槽。

2　FSM的數(shù)據(jù)處理

FSM作為金屬損耗系統(tǒng)最主要的能力是告訴我們一般金屬損失造成的壁厚改變的精度在1/1000，要做到這點(diǎn)我們必須知道如何才能得到最好的結(jié)果。FSMTrend是在不改變原始數(shù)據(jù)的情況下進(jìn)行所有的計(jì)算。圖像生成、溫度補(bǔ)償、數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出補(bǔ)償、峰值控制、篩選和轉(zhuǎn)換為想要的格式（ppt，mm，mm或者mils）等功能是非常有用的。

2.1數(shù)據(jù)繪圖

MultiTrend具有強(qiáng)大的內(nèi)置測繪/繪圖工具，數(shù)據(jù)繪圖工具的選擇對象包括，Y軸分析對象包括油，油速度；水，水速度；氣，氣速度，單位和數(shù)據(jù)范圍等。

2.2出沙探測分析

分析出沙數(shù)據(jù)的最好的方法是繪制金屬損失圖表，平坦的曲線表明沒有侵蝕因而沒有出沙，漸增的趨勢表明有侵蝕因而有沙產(chǎn)生。當(dāng)探針的溫度發(fā)生大的改變時(shí)，金屬損失有明顯下降趨勢，例如停產(chǎn)等狀況。

設(shè)置好各種計(jì)算參數(shù)和配置后，進(jìn)行初始金屬損失圖像補(bǔ)償?shù)脑O(shè)置，首先增加一個(gè)補(bǔ)償?shù)谝粯颖镜臄?shù)據(jù)集，其他的樣本的顯示將與第一樣本關(guān)聯(lián)起來。

3　腐蝕數(shù)據(jù)圖像分析

以下是使用FSM對焊縫坡口腐蝕的監(jiān)測，以3D的效果圖來說明在管道焊縫上，F(xiàn)SM是如何監(jiān)測腐蝕的發(fā)展和變化的，我們可以看到當(dāng)電流經(jīng)過完整的焊縫口時(shí)，固定電流的磁場是沒有變化的；當(dāng)焊縫發(fā)生腐蝕后固定電流在穿越時(shí)磁場發(fā)生了變化，這種微小的變化將被探針?biāo)蹲?。?jīng)過數(shù)據(jù)處理我們可以看到焊縫腐蝕的發(fā)展情況和金屬損失數(shù)量等等。

FSM不但可以對焊縫的腐蝕進(jìn)行監(jiān)測和檢查，還可以對管道內(nèi)部的點(diǎn)蝕進(jìn)行有效的監(jiān)測和測量定位，對我們確定腐蝕位置起到了很好的幫助，減輕了手工測量的工作量和不確定性。FSM對管道點(diǎn)蝕的監(jiān)測，幫助我們確定點(diǎn)蝕的形狀和深度以及位置。通過FSM數(shù)據(jù)分析我們可以直觀的讀出最終結(jié)果，腐蝕的速度和腐蝕的傾向，發(fā)生腐蝕的位置以及點(diǎn)蝕的程度。

4　結(jié)語

通過對FSM的使用發(fā)現(xiàn)這套在線的腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

（1）具有較高檢測精度且檢測結(jié)果不受操作者的影響；（2）可用于監(jiān)測復(fù)雜的幾何體（彎頭、T型接頭、Y型接頭和焊縫等），且可大大減少監(jiān)測時(shí)間；（3）由于具有遠(yuǎn)程監(jiān)、檢測能力，可進(jìn)行高空作業(yè)；（4）對于一般腐蝕，其靈敏度高于剩余壁厚的0.5%，也就是說，實(shí)際靈敏度隨著腐蝕的增加而提高；（5）非插入性，不破壞彎頭、管線的整體性和強(qiáng)度，同時(shí)不影響投球清管作業(yè)；（6）無需去掉涂層或保溫層，可大大節(jié)省監(jiān)、檢測費(fèi)用和時(shí)間；（7）監(jiān)測所獲得的是管壁真實(shí)發(fā)生的腐蝕狀況等特點(diǎn)。

馬建兵（1980-），男，回，寧夏吳忠人，助理工程師，主要從事天然氣處理工藝方面的工作。