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基于 FSM 的管道缺陷检测方法研究 指导教师： 专业方向：动力工程及工程热物理 主要报告内容 1. 课题来源及研究意义 2. 国内外研究现状 3. 课题研究目标、任务及拟解决的关键问题 4. 课题的技术路线与创新性 5. 课题预期成果与进度安排 1.1 课题来源 本课题来自与海洋石油工程（青岛）的合作项目 1.2 课题研究意义 海底管道由于暴露于复杂、苛刻的海洋环境中，很容易遭到巨大的腐蚀 破坏，据统计，其造成的经济损失高达 6000 亿元 FSM 主要通过分析被测对象表面微小电位差形成的电场特征曲线 变化，从而对结构点蚀、均匀腐蚀、局部腐蚀、裂纹以及它们的扩 展情况进行高精度的检测 国内现有监测方法的缺点 FSM 检测技术的优势 无侵入式测量，无泄漏危险 侵入式测量，易引起泄漏 不适用于高温高压环境 适用于弯头、 T 接头等复杂几何体以 及高温、高压等不易接触位置的腐 蚀检测，且不受涂层或者保温层的 检测效率较低 影响 检测精度易受操作人员影响 检测效率高 检测精度高且不易受操作人员影响 使用寿命较长 2. 国内外研究现状 ? 挂片法 ? 电阻探针 ? 线性极化探针 ? 电化学噪声法 ? 超声检测 ? 普光气田地面 集输系统腐蚀监测 ? 由 SI 开发并取得专利 ? 便携式 FSM 无损检测仪 在线 FSMlog ? FSM 电极夹套设计 国 内 国 外 腐蚀特征与电场特征信号变化关系 ? 广泛应用于炼化装置、核电设备 ? 海底管线腐蚀监测领域 技 术 垄 断 3.1 课题研究目标 ? 设计基于 FSM 的海底管道 腐蚀监测技术方案 ? 设计基于 FSM 的海底管道 腐蚀监测样机模型 ? 模拟海洋腐蚀条件建立海底管道 腐蚀缺陷与电场特 征信号变化的关系模型 3.2 课题研究内容 ? 深入分析 FSM 技术原理 ? 对海底管道进行腐蚀失效风险分析 ? 设计基于 FSM 的海底管道的腐蚀监测技术方案 ? 设计监测系统模型，设计 FSM 检测探头 ? 利用模拟的腐蚀样品建立海底管道腐蚀缺陷与电场 特征信号变化的关系模型 3.3 FSM 系统大体框图 电流流向 电流馈入点 · 数据传输 ● ● ● ● ● ● ● 电流流出点 ● ● ● ● ● ● ● · 电流供给 信号分析设备及软件 3.4 拟解决的关键问题 ? 对海底管道腐蚀监测区域的确定 ? FSM 电极阵列探头中电极数目的确定和布置 ? 电极种类的选择 ? FSM 电极阵列探头夹套的设计 ? 模拟海洋腐蚀环境不同腐蚀形态，不同腐蚀程度的 样品，确定相应的电场特征信号 4.1 课题研究的技术路线 对海底管道进行腐蚀失效 风险分析 确定 FSM 腐蚀监测方案 确定所需电极数目以及 电极间距 建立 FSM 监测系统模型 实验室模拟试验 建立海底管道腐蚀与电场特征信号变化 间的理论模型 监测系统和理论模型的现场试验 及校对 4.1 课题创新性 1. FSM 电场特征腐蚀监测方法具有挂片、探针等同类方法不可比拟的显 著优势，在检测精度、检测效率、安装与维修、适应检测环境等方面都具 有显著的竞争优势。 监测方法 挂片法 技术特性 高温环境 高压环境 适用介质 侵入式测量 是否需要电解液 覆盖面积 连续监测 受限 受限 所有 是 否 点 否 低 电阻 探针 受限 受限 所有 是 否 点 是 中 线性极化 阻抗 受限 受限 电解液 是 是 点 是 中 电化学 超声法 噪声 受限 受限 电解液 是 是 点 是 中 受限 FSM 不受限 不受限 不受限 所有 否 否 点 / 面 否 高 所有 否 否 点 / 面 是 高