由于腐蚀造成的严重经济损失和越来越多的人员伤亡，在线腐蚀监测受到了很多关注。究和实施基于腐蚀和基于传感器网络的在线监测和寿命评估系统。
系统基于无线传感器网络，采用超声波厚度测量技术，可在线监测腐蚀情况。时，基于预测设备剩余寿命的使用评估方法，提高了设备安全管理水平。感器网络;在线监测;评估使用寿命;测量技术DOIDOI厚度：10.11907 / rjdk.171971分类号：TP319文件编号：A文章编号：1672-7800（2018）001-0142-04Résumé：因严重的经济损失和腐蚀损坏，腐蚀在线监测越来越受到重视。文提出了一种基于传感器网络的腐蚀和寿命评估在线监测系统。线传感器网络采用超声波厚度测量技术，可同时实现腐蚀的在线监测，以及基于改进的剩余寿命评估方法的使用设备安全管理水平。介，生命周期评估，厚度测量技术简介腐蚀在石油，化工，冶金，轻工业和其他工业领域广泛应用。据一些数据，腐蚀造成的损害约占国民生产总值的1％至4％，甚至超过风暴，火灾，洪水和地震等自然灾害的总和。别是在石油炼制和化学工业中，该设备不仅要经受温度和压力的影响，恒温阀芯还要在腐蚀条件下操作;因此腐蚀特别严重，腐蚀造成的损害也很重要[1-2]。统计，约有40％的石化设备故障是由于腐蚀造成的。蚀引起的设备泄漏不仅影响生产设备的生产周期，增加生产成本，还会因有毒物质的泄漏而污染环境，危害人体健康。蚀监测不仅可以直观，实用地了解设备的腐蚀情况，还可以分析监测到的腐蚀数据，提供腐蚀管理的第一手资料，从而确保设备的安全运行。减少意外停机并保证其运行。期长[3-4]。蚀监测数据收集有三种主要类型：手动现场下载，电缆数据采集和无线数据采集。年来，基于无线传感器网络的数据采集技术备受关注[5-6]。线传感器网络（WSN）包括大量小节点，集成了传感器技术，集成计算机技术，分布式信息技术和通信技术，可以监控，检测和收集通过协作实时实现网络的每个分发区域。境或对象监视信息，以及处理对象以获取详细和准确的信息，传输给需要此信息的用户[7-8]。用低功率无线传感器网络来收集腐蚀数据不仅避免了复杂布线的不便，而且还便于设备的安全操作。过进一步分析收集的腐蚀数据，可以提高设备的运行预警能力。此，本文在无线传感器网络的基础上，采用超声波测厚技术研究开发了在线腐蚀监测系统。时，基于用于评估设备剩余寿命的评估方法，提高了设备安全管理水平。统结构和功能系统基于传感器网络和超声波厚度测量技术的全球系统可在线测量主要腐蚀缺陷的厚度，有助于检测减薄等缺陷及时腐蚀。系统主要由超声波传感器系统，防爆无线网关，中央服务器和诊断分析软件组成，如图1所示。个传感器系统超声波是传感器网络中的一个节点，负责采集厚度测量，预处理和数据传输的数据。节点由电池模块，超声波测量模块，信号采集模块，无线通信模块和波导杆组成。每个节点收集的厚度测量数据被收集在无线网关中。线网关采用防爆设计，无线传输模式符合IEEE802.15.4标准协议。
作频率是2.4 GHz的未经许可的世界频段。于传感器网络的能量消耗主要来自数据传输并且与传输距离的平方成比例，因此为了减少能量消耗，短距离多跳传输方法是采用并且桥与节点之间的距离不超过50米。短距离无线传输期间，存在一定量的信息衰减。
此，系统不需要超过七个中继节点，因此最远的节点和网关距离不超过400米。关通过专用电缆连接到通信转换器，以进入本地企业电缆网络。央服务器接收，存储和存储由网关下载的数据，管理腐蚀监测数据库并将腐蚀监测数据发送到导航站。断分析软件提供系统参数，腐蚀数据可视化，腐蚀数据映射分析和剩余寿命预测等功能，可以与之不同系统的一般状态，测量点的概述，壁厚的实时数据表，测量点的趋势图。度帮助用户了解设备腐蚀，并通过光谱分析和剩余寿命预测，对设备健康状况进行更深入的评估。统功能设计考虑了多用户和可扩展性，系统采用B / S架构，功能包括系统配置，腐蚀数据可视化，分析有关腐蚀，预期寿命，损害类型和敏感性分析的数据。统参数实现系统级设置功能，如正常和报警限值，默认分类周期，温度异常，波动，耦合异常时的颜色显示，以及这些异常在计算时被排除在外。除事件允许手动定义，导航和排除事件。蚀数据的可视化提供了列表，波形和地图等显示方法。以从不同角度查看腐蚀状态：系统状态概述，测量点概述，实时壁厚数据表，壁厚趋势图和波形图。统状态概述允许用户输入设备的一般情况，例如测量点的总数，正常操作中的测量点数，超过的点数腐蚀测量点和数据波动测量点的数量。量点的概述显示了每个测量点的全局信息，例如过去7天的平均壁厚，当前壁厚和最后测量的腐蚀速率。一个月和三个月，如果腐蚀超过标准。户可以通过实时壁厚数据表和壁厚趋势图进一步查看每个测量点的每个采样小时的厚度测量数据，以及分析变化的趋势。
以选择某些时间的测量数据来显示数据波形，包括初始波和初级波，并且可以通过形状分析进一步理解腐蚀状态。系统提供腐蚀数据的分析，包括高腐蚀速率，无腐蚀速率，局部腐蚀，温度变化和由于弱耦合引起的数据波动。于超声波在低温下比在高温下移动得更快，因此第一个峰值是早期的，如图2所示。局部腐蚀的情况下，表面波的形状由于表面粗糙度。波的形状和幅度也改变，如图4所示。3.基于典型损伤类型的剩余寿命评估是设备健康诊断的重要部分。余寿命预测模块基于用于评估和预测压力管道寿命的评估方法，并且在中国处于领先地位。算过程如图4所示。
模块实现了以下功能：预测典型管道部件（直管，弯头，三通，减速器）的使用寿命，计算最小允许壁厚和基于时间的TML控制设置，均匀腐蚀计算劣化模式的使用寿命，如减薄，减少局部腐蚀，挖坑，焊缝表面缺陷，焊接体缺陷等，提供事先确认，选择不同的管道元件，计算豁免条件，计算寿命评估功能;自动请求功能，如拉伸强度，允许应力和弹性模量，因此用户无需手动查询技术手册。伤模式识别和敏感性分析模块提供典型的损伤模式识别和分级评估功能，为设备管理人员和技术人员提供必要的技术支持，帮助他们组织控制腐蚀介质和检测设备的腐蚀，确保设备长期运行。模块基于GB / T30579-2014“压力设备诊断模式识别”，GB / T26610.1~5“压力设备系统风险检测指南”及API571对损坏设备的损坏模式的歧视标准。部权威标准规范区分了54种类型的损坏，如应力腐蚀开裂，环境开裂，材料劣化，机械损坏，低温腐蚀，高温腐蚀和亚腐蚀。35种类型的损害敏感性歧视。置信息。统实施与应用该系统已应用于中原油田普光分公司集气站管道危险部位的监测。光气田是高硫天然气矿床的一部分，在提取和运输过程中，硫化氢会引起金属设施的腐蚀，导致腐蚀问题，如壁厚或点腐蚀。于硫化氢的高毒性，气体收集站成为危险区域，传统的手工厚度测量方法难以实施。了及时发现管道的腐蚀，控制腐蚀改造的过程，总结腐蚀规律，选择有针对性的材料或防止在线腐蚀，子公司中石化普光开发了厚度测量系统和在线寿命评估。
系统的第一阶段包括6个监测点和1个无线网关。测探头安装在螺柱中并直接连接到管道上。线网关安装在设备外部的自由空间中，靠近电缆沟。个监测点以多跳无线方式对无线网关中的厚度测量数据进行分组。
关通过气体采集站的控制室柜中的协议转换器连接到有线电缆和协议转换器连接到公司LAN交换机，数据进入公司有线网络。断分析软件安装在公司信息中心的虚拟服务器上，每个用户通过Web浏览器连接到软件系统。件从前控制点接收厚度测量数据并显示，分析和诊断信息，如图5所示。软件允许用户在视觉上可视化厚度墙体的电流和管道的年腐蚀速率。同的颜色区分正常测量点和腐蚀超限。过观察光谱，可以分析管道是否表现出温度变化，局部腐蚀和内壁粗糙度。据设备设计标准，各种评估和损伤评估标准，研究了基于各种损伤机理的剩余使用寿命计算方法，以及评估计算软件。经开发出适合公司的剩余寿命。软件使用壁厚，腐蚀速率，压力，温度，管径和通过在线厚度测量获得的其他信息来评估剩余寿命。典型的管件预测，如图6所示。系统的优点是：它适用于恶劣的工作环境，特别是在恶劣环境和高海拔环境中;它使得可以使用波导杆的技术来隔离待测试装置的超声波传感器，而不使用长效，高效和精确的耦合剂。高压和氢气等危险环境中对设备进行在线监测，可靠的无线ad hoc网络传输技术，节点通过稳定可靠的无线网络传输数据，恒温阀芯记录传输电缆信号和其他布线工作;准确可靠的腐蚀数据监测，高测量精度，用户友好界面，直观的腐蚀趋势分析和剩余寿命预测功能，低功耗传感器和电池设计，完全满足要求现场安全和长期使用。池的使用寿命几乎不需要维护。论腐蚀监测和腐蚀数据分析是确保设备安全运行的重要途径。于温度，压力和腐蚀性流体的结合，压力设备的腐蚀问题尤为重要，这是设备运行的主要风险来源。研究采用无线传感器网络和超声波技术测量在线腐蚀厚度，对连续监测和分析设备腐蚀起着重要作用，特别是在危险或高海拔环境，对人类来说很难。系统不仅具有分析腐蚀趋势和绘图分析的直观功能，还具有预测使用寿命的功能。系统已成功应用于含有大量硫的气田的腐蚀监测。一步是将更多与腐蚀相关的功能集成到系统中，为监控，管理，分析和腐蚀控制提供完整的集成平台，以实现准确的诊断。备状况和操作风险警告。
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