在线腐蚀监检测课件.ppt

1、完成单位：中国科学院金属研究所完成单位：中国科学院金属研究所 茂名分公司茂名分公司 一、电感探针测量技术研究开发一、电感探针测量技术研究开发二、在线监测的无线传输技术二、在线监测的无线传输技术三、腐蚀监测三、腐蚀监测Internet网络平台开发网络平台开发四、腐蚀数据的误差分析与处理方法研究四、腐蚀数据的误差分析与处理方法研究五、茂名分公司第三套常减压腐蚀在线监测五、茂名分公司第三套常减压腐蚀在线监测1、研究开发背景、研究开发背景（1）适用非电质环境的测量手段灵敏度的制约；）适用非电质环境的测量手段灵敏度的制约；（2）直接通过腐蚀速率指导生产和进一步的）直接通过腐蚀速率指导生产和进一步的 塔顶

2、注剂的闭环控制的需要；塔顶注剂的闭环控制的需要；（3）填补国内空白）填补国内空白；（4）为企业节省外汇。）为企业节省外汇。l电磁感应原理是本研究的基础。电磁感应原理是本研究的基础。l测试系统工作时，测量的是探头内围绕试样的线圈电感测试系统工作时，测量的是探头内围绕试样的线圈电感L，它由，它由匝数匝数N的平方和磁阻的平方和磁阻RM决定：决定：l L=N2/RM -（1）l线圈的电阻可以写成磁力线的长度与通过磁力线的截面积线圈的电阻可以写成磁力线的长度与通过磁力线的截面积A、真、真空中的磁导率空中的磁导率0和材料相对磁导率和材料相对磁导率r三者之积的商：三者之积的商：l RM=S/（0rA）-（2

3、）lRM=S/（0A）-（3）l当探头表面试样由于腐蚀或磨蚀而变薄时，线圈内空气中磁力线当探头表面试样由于腐蚀或磨蚀而变薄时，线圈内空气中磁力线长度长度S增大。将（增大。将（3）式代入（）式代入（1）式可得线圈电感）式可得线圈电感L：l L=（0ANN）/S -（4）l（4）式对）式对S微分得：微分得：lE=dL/dS=-（0ANN）/（SS）=-L/S-（5）l 则则 dL/L=dS/S -（6）3电感探针测量探头的研制电感探针测量探头的研制线圈金属试片探针体及信号接口磁力线磁力线寻找最佳的被测试片与电感线圈的相对位置，使得试片有微小腐蚀量时，线圈感抗有明显的变化。正确设计被测试片的结构和选

4、择线圈的材料、匝数、线的直径、缠绕方向也是成功地设计和研制探头的重要环节。探头的被测部分的形状为管状，温度补偿试片被包在被测试片的里面，使得电感探针的测量数据由于温度带来的影响很小。l电路运算公式推导：电路运算公式推导：l设输入电压设输入电压Ui=UesintliR=Ui/R=Uesint/RU0=Uesint/R(jL+r)l=Uesint/R ej (=arctgL/r)l=Ue/Rsin(t+)l步骤一、将输入电压步骤一、将输入电压Ui和输出电压和输出电压U0相乘，得合成电压为：相乘，得合成电压为：lUiU0=Ue/Rsin(t+)Uesintl=Ue2/Rsin(t+)Uesint l

5、=Ue2/2R cos-cos(2t+)-(1)l步骤二、将输出电压步骤二、将输出电压U0乘上正交振荡器余弦输出，得合成电压为：乘上正交振荡器余弦输出，得合成电压为：lU0Ue=Ue/Rsin(t+)Ue cost l=Ue2/Rsin(t+)cost l=Ue2/2R sin+sin(2t+)-(2)l步骤三、步骤三、(1)、(2)式经低通滤波后：式经低通滤波后：l(1)式变为式变为UiU0=Ue2/2R cos (电阻分量电阻分量)l(2)式变为式变为UeU0=Ue2/2R sin （电感分量）（电感分量）(3)l(3)式经差分变换为：式经差分变换为：U=Ue2/2RL。（4）l测量精度：

6、测量精度：20nm；l数据采集器的使用温度：数据采集器的使用温度：-20+70；环境湿度：环境湿度：98%；l探针的使用温度：探针的使用温度：0400；l探针使用压力探针使用压力：4Mpa。l探针的最大有效损耗：探针的最大有效损耗：500ml最佳有效损耗：最佳有效损耗：250m7、实验研究、实验研究极化曲线:3.210-3mA/cm2 腐蚀速率：0.037 mm/a。电感探针2600分钟的腐蚀减薄量是155nm，腐蚀速率为0.031mm/a。最初的180分钟腐蚀减薄130nm，腐蚀速率为0.38mm/a l电感探针的研究开发终于取得成功，是腐蚀监电感探针的研究开发终于取得成功，是腐蚀监检测领域

7、的又一个新的突破；检测领域的又一个新的突破；l比国外的电感探针抑制工况干扰的能力更强；比国外的电感探针抑制工况干扰的能力更强；l可以投入实际应用；可以投入实际应用；l为今后进一步研究和实现腐蚀的闭环控制奠定为今后进一步研究和实现腐蚀的闭环控制奠定必要基础。必要基础。1、技术要点：、技术要点：无线传输是指现场探针的数据无线传输是指现场探针的数据采集器与控制室计算机终端之间的控制的命令采集器与控制室计算机终端之间的控制的命令传递和数据传输采用无线方式来完成的。传递和数据传输采用无线方式来完成的。2、研究开发的必要性：、研究开发的必要性：（1）现场的实际需要）现场的实际需要 （2）485通讯模式的距

8、离限制通讯模式的距离限制220电源COM1COM5COM2无线电台数 据 采 集服务器控制室部分控制室部分无线电台电化学探针电化学探针电化学电源 控制箱AC220V485接口485接口直流220V循环水管线现场部分现场部分三、腐蚀监测三、腐蚀监测Internet网络平台开发网络平台开发1、背景、背景l2003底中科院金属所和镇海炼化公司在相关的项目中完成底中科院金属所和镇海炼化公司在相关的项目中完成了腐蚀监测系统的企业局域技术；了腐蚀监测系统的企业局域技术；l局域网数据不能外发，离开局域网后无法获取现场数据；局域网数据不能外发，离开局域网后无法获取现场数据；l开发环境为开发环境为Windows

9、系统，对于工业应用不稳定；系统，对于工业应用不稳定；l共享方式获取数据会引入病毒；共享方式获取数据会引入病毒；l支持的客户端数量少；支持的客户端数量少；2、系统组成、系统组成（1）Internet端端 Web服务器服务器(沈阳金属所沈阳金属所)：远程客户通过：远程客户通过Web服务器访问服务器访问数据库服务器；数据库服务器；（Linux）数据库服务器数据库服务器(沈阳沈阳)：接收和存储现场数据；（：接收和存储现场数据；（Linux）远程用户：企业外的用户、在家里上网的用户、服务；远程用户：企业外的用户、在家里上网的用户、服务；（2）局域网端）局域网端 现场数据采集器（在生产装置）；现场数据采集

10、器（在生产装置）；数据采集服务器（车间操作室）：对现场的数据采集器发数据采集服务器（车间操作室）：对现场的数据采集器发布命令并接收数据，经过运算处理通过布命令并接收数据，经过运算处理通过5432端口外发给端口外发给沈阳的数据库服务器；沈阳的数据库服务器；客户端（客户端（windows）；）；数据采集数据采集服务器服务器接口接口远程客户远程客户工艺管线工艺管线以太网以太网路由器路由器防火墙防火墙WebLinux数据库数据库Linux沈沈阳阳金金属属所所采集器采集器茂茂名名分分公公司司工作站工作站工作站采集器采集器lLinux系统稳定；系统稳定；lLinux postgresql数据库读取速度快；

11、数据库读取速度快；lTCP/IP方式，安全可靠；方式，安全可靠；l有效防止病毒侵入；有效防止病毒侵入；l经过身份验证，经过身份验证，internet上的任意终端可访问现上的任意终端可访问现场数据；企业内用户有两种方式访问数据；场数据；企业内用户有两种方式访问数据；l总公司可以掌握现场实际数据和便于管理；总公司可以掌握现场实际数据和便于管理；l可以远程对企业服务器进行调试可以远程对企业服务器进行调试主页：腐蚀在线监测中心主页：腐蚀在线监测中心五、茂名分公司第三套常减压在线监测五、茂名分公司第三套常减压在线监测l预期目标预期目标l方案确定方案确定l建立系统建立系统l实际应用实际应用l指导生产指导生

12、产l建立在线腐蚀监测建立在线腐蚀监测InternetInternet网络平台网络平台l实时采集数据实时采集数据l指导塔顶低温注氨、注缓蚀剂指导塔顶低温注氨、注缓蚀剂l指导高温选材、指导高温注剂指导高温选材、指导高温注剂l实现报警功能实现报警功能l开发第三套常减压腐蚀数据库开发第三套常减压腐蚀数据库l样板工程样板工程序号序号安装位置安装位置检测方式检测方式温度温度管径管径材质材质备注备注1初循泵初循泵-12进口进口低温探针低温探针124219620#不腐蚀不腐蚀15初顶循环返塔初顶循环返塔低温探针低温探针56159520#不腐蚀不腐蚀20冷冷-1/EFGH入入口口低温探针低温探针1103779.

13、520#腐蚀速率腐蚀速率0.04mm/apH1初馏塔顶冷凝初馏塔顶冷凝水水PH计计45453.520#平均平均pH值值6.97初馏塔顶含硫污水pH值曲线 初馏塔顶挥发线腐蚀损耗曲线初馏塔顶挥发线腐蚀损耗曲线序号序号修改后的安装位置修改后的安装位置检测方检测方式式温度温度管径管径材质材质备注备注11塔塔-2顶挥发线三注前顶挥发线三注前低温探低温探针针1376301220#腐蚀速率腐蚀速率0.17mm/a8塔塔-2顶挥发线三注后顶挥发线三注后低温探低温探针针1376301220#腐蚀速率腐蚀速率0.11mm/a19冷冷-2/GH出口挥发线出口挥发线低温探低温探针针60325820#腐蚀速率腐蚀速率

14、0.12mm/a9常一线馏出口调节常一线馏出口调节阀阀低温探低温探针针180159620#不腐蚀不腐蚀10常顶循环回流出口常顶循环回流出口低温探低温探针针80159520#不腐蚀不腐蚀2换换-5/1入口阀入口阀高温探高温探针针2651595Cr5Mo不腐蚀不腐蚀3泵泵-17进口进口高温探高温探针针3102196Cr5Mo0.04mm/a5泵泵-21出口阀出口阀高温探高温探针针3401085Cr5Mo0.04mm/a7常三线馏出口调节常三线馏出口调节阀阀高温探高温探针针3401595Cr5Mo0.05mm/a12炉炉-1A路进料调节阀路进料调节阀前前高温探高温探针针272159620#腐蚀速率腐

15、蚀速率0.06mm/a14泵泵-25入口阀入口阀高温探高温探针针34332512Cr5Mo探针腐蚀失效探针腐蚀失效pH2常压塔顶冷凝水常压塔顶冷凝水PH计计45453.520#平均平均pH值值5.82常顶挥发线注剂前腐蚀损耗趋势曲线常顶挥发线注剂前腐蚀损耗趋势曲线炉炉-1A路进料腐蚀损耗曲线路进料腐蚀损耗曲线常压塔顶含硫污水常压塔顶含硫污水pH值监测曲线值监测曲线序序安装位置安装位置检测方式检测方式温度温度管径管径材质材质测量结果测量结果16泵泵-28进口进口低温探针低温探针140219620#不腐蚀不腐蚀21冷冷-3/1A出口出口低温探针低温探针75219620#不腐蚀不腐蚀22减压挥发线冷

16、减压挥发线冷-3前前低温探针低温探针7810201220#0.01mm/a4换换-13/1CD出口阀出口阀高温探针高温探针2861595Cr5Mo2.36mm/a6换换-13/2CD出口阀出口阀高温探针高温探针2511595Cr5Mo0.04mm/a13炉炉-2D路进料调节阀路进料调节阀高温探针高温探针34310810Cr5Mo探针腐蚀失效探针腐蚀失效17泵泵-35入口阀入口阀高温探针高温探针37427310Cr5Mo0.06mm/a18渣油调节阀的阀前渣油调节阀的阀前高温探针高温探针3741597Cr5Mo探针腐蚀失效探针腐蚀失效pH减压塔顶冷凝水减压塔顶冷凝水PH计计45453.520#平均平均6.24泵28入口、减压挥发线、冷3-1/A出口 减压塔换-13/1CD出口阀部位腐蚀损耗曲线减压塔顶含硫污水pH值监测曲线进装置：进装置：0.007mm/a出装置：出装置：0.015mm/a l高温探针寿命不够长，生产运行时拆装高温探针寿命不够长，生产运行时拆装不方便。不方便。l下一步打算进一步开发带压拆装高温探下一步打算进一步开发带压拆装高温探针。针。第三套常减压在线监测图片第三套常减压在线监测图片结论：结论：达到了预期目标达到了预期目标谢谢！