CN101280889A - 输气管道内腐蚀的监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种输气管道内腐蚀的监测方法，包括以下步骤：将输气管道外壁工作面用无水酒精清洗，再用丙酮清洗干净，用冷风吹干镀镍；将监测传感器的检测面压紧固定于镀镍工作面上；将恒电位仪器或者专用监测仪与监测传感器的输出接插件相连接；将恒电位仪的信号输出端与数据记录器或计算机相连接，收集存储数据用以分析输气管内壁腐蚀的情况。本发明不受金属表面湿度的影响，测量范围广，并且是从管道外部监测内腐蚀，工作方式灵活，还不需要设置旁路系统，操作简单方便。

Description

输气管道内腐蚀的监测方法
技术领域
本发明涉及一种输气管道内腐蚀情况的监测方法，特别涉及一种测量低碳钢管道内腐蚀情况的输气管道内腐蚀的监测方法。
背景技术
在天然气的运营中，广泛采用输气管道的形式输送天然气，由于输气管道长年埋设地下，周围环境和管道内输送的气体会对管道造成腐蚀。一般存在外在腐蚀和管道内腐蚀两种情况，不仅容易因腐蚀造成输送管道穿孔产生气体泄露，影响了生产工作的正常进行，同时还污染了环境并产生了严重的安全隐患。为了确保输气管道的安全，一般对在役输气管道做定期的腐蚀检测，随着天然气产业的发展，输送管道不断的铺设，输送管道腐蚀监测的难度也不断加大，不实现对腐蚀环境长期、快速和连续的监测，就不能有效地解决腐蚀带来的一系列问题。
现有技术中，普遍采用管道内部检测的方式来收集输气管道内腐蚀数据，一般有超声波法，漏磁法和涡流法等。其设备主要是承载电池、传感器和定位系统等装置，通过输送介质的压力作用沿管道运行，同时记录检测数据，经计算机分析后给出被检测管道的腐蚀情况。这种管内检测方法缺陷较为明显，设备结构复杂价格昂贵，检测周期较长，而且针对小口径输气管道的检测还有很多不足。在气体腐蚀性监测方面，我国已有薄板重叠式气体腐蚀传感器和电阻探针式传感器，均需要将传感器放置于管道内部工作以及设置相应的旁路系统，使用方式受到限制，工作范围较小。另外，薄板重叠式气体腐蚀传感器只有在气体湿度较高的情况下才能够使用，在低湿度的情况下工作不能够得到合理的监测结果。
发明内容
本发明目的在于克服上述技术缺陷，提供一种输气管道内腐蚀的监测方法。本发明特别针对川西气田低碳钢输气管道的腐蚀环境，能够测量管道内腐蚀微弱的氢渗透电流，从而收集输气管道内腐蚀的发展速度和气体腐蚀性的变化情况，对输气管道腐蚀情况进行监测。本发明不受输送介质湿度的影响，测量范围广，并且是从管道外部监测内腐蚀，工作方式灵活，还不需要设置旁路系统，操作简单方便。
本发明是通过下述技术方案实现的：
输气管道内腐蚀的监测方法，其特征在于：包括以下步骤：
①选取所需测量碳钢输气管道工作点，将管道外壁选定的工作面处用无水酒精清洗，再用丙酮清洗干净，用冷风吹干，然后才能用镀镍液在工作面上镀镍，将待测管道外壁形成一个有镀镍层的检测工作面，是将镀镍的检测工作面作为传感器的一个外部电极；
②将监测传感器预先组装完整，并将监测传感器的检测面压紧固定于上述①步骤所述的镀镍层的工作面上，使待测管道外壁上设置的外部电极与监测传感器的外壁紧紧的贴在一起，外部电极与监测传感器共同形成一个双电极电解池传感器，从而使电解池氧化管道内腐蚀反应产生的原子氢测得氧化电流，即监测传感器接受内腐蚀反应所扩散的氢原子产生电信号；
③将恒电位仪器或者专用监测仪与监测传感器的输出接插件相连接，使恒电位仪或者专用监测仪输出测量数据；
④将恒电位仪的信号输出端与数据记录器或计算机相连接，收集存储数据用以分析输气管内壁腐蚀的情况。
所述监测传感器，包括由电解池帽与绝缘桶组成的传感器外壳，镍棒电极，和绝缘桶内装有的氢氧化钠电解液，所述绝缘桶的外壁上设置有至少一个内凹式圆弧形检测面，所述镍棒电极上端与屏蔽引线下端固定连接，所述屏蔽引线在绝缘桶内的部分以及屏蔽引线与镍棒电极的连接点均包裹有密封胶。
所述屏蔽引线上端安装有接插件。
所述绝缘桶和电解池帽的连接部分包裹有密封胶。
所述镀镍使用镀镍液的组分为：硫酸镍1份，氯化镍0.15～0.2份，硼酸0.13～0.18份。
所述电解池帽为尼龙棒电解池帽或特富龙电解池帽。
所述密封胶为环氧树脂密封胶或绝缘密封胶。
本发明的优点在于：
1、本发明是利用双电极电解池结构作为传感器来采集管道腐蚀过程中产生扩散的氢原子，测量氢原子完全被氧化产生的氧化电流，通过这一独特设计来分析管道内部的腐蚀情况，实现了快速、长期、连续准确的监测效果。
2、本发明由于采用了渗氢测量原理，不依赖金属表面液膜的连续性，因此在气体湿度低的时候也可以实施监测，弥补了现有叠片式传感器在环境湿度较小的情况下测不到信号的不足；另外，镀镍层的催化作用使腐蚀过程中产生的氢原子能够完全被氧化，因此测量的氧化电流数据能够完全反映金属材料的腐蚀行为，保证了测量的准确性；此外，镀镍层同其它镀层相比具有钝化电流小的特点，从而背景电流也小，测量结果更为准确。
3、本发明绝缘桶外壁上设计有与监测管道外壁的弧度相同圆弧形检测工作面，能够在管道外部收集输气管道内部腐蚀数据，更加方便地在管道外针对不同口径的管道进行测量；本发明通过设置检测工作面来收集数据，不用将传感器放置于管道内部工作，也不用设置辅助的旁路系统，这一测量方法的改变不但创造了传感器结构上的简化，监测操作的方式也更加灵活高效，获得了更广的工作范围。
5、本发明不但结构简单，成本低廉，而且操作简单方便，测量精度高，较低的腐蚀速度也可通过测量氢的氧化电流的变化反映出来，使用方法灵活。
附图说明：
图1为本发明监测传感器的剖面结构示意图。
图2为本发明监测系统的组成示意图。
图3为本发明监测方法的流程图。
图中标记：1为检测面，2为接插件，3为传感器外壳，4为电解液，5为电极，6为屏蔽引线，7为密封胶，8为绝缘桶，9为恒电位仪，10为数据记录器，11为计算机，12为电解池帽。
具体实施方式
实施例1：
输气管道内腐蚀的监测方法，其特征在于：按下列步骤依次进行：
①选取所需测量碳钢输气管道工作点并进行预先处理。
配置准备好镀镍使用的镀镍液，其组分为：硫酸镍1份，氯化镍0.18份，硼酸0.16份。
将管道外壁选定的工作面处用无水酒精清洗，再用丙酮清洗干净，用冷风吹干，然后才能用镀镍液在工作面上镀镍，将待测管道外壁形成一个有镀镍层的检测工作面，是将镀镍的检测工作面作为传感器的一个外部电极；
②先将监测传感器预先组装完整，然后固定安装在有镀镍层的检测工作面上。
将监测传感器的检测面压紧固定于上述①步骤所述的镀镍层的工作面上，使待测管道外壁上设置的外部电极与监测传感器的外壁紧紧的贴在一起，外部电极与监测传感器共同形成一个双电极电解池传感器，从而使电解池氧化管道内腐蚀反应产生的原子氢测得氧化电流，即监测传感器接受内腐蚀反应所扩散的氢原子产生电信号；
③将恒电位仪器与监测传感器的输出接插件相连接，使恒电位仪能够输出测量数据；
④将恒电位仪的信号输出端与数据记录器和计算机相连接，收集存储数据用以分析输气管内壁腐蚀的情况。
本发明提供了一种新的监测系统，关键是本发明监测方法所采用的独特监测传感器。下面是监测传感器的组装结构。
监测传感器，包括由绝缘材料的尼龙棒电解池帽12与绝缘桶8构成用于容纳电解液4圆桶形状的传感器外壳3、浸泡于电解液4中的一个内部电极5和电解液4，绝缘桶8上设置有一个将绝缘桶8加工而成的圆弧形检测面1，检测面1为向内凹陷的弧形与被监测管道外壁8的弧度相同。电解液4为适量的氢氧化钠溶液，内部电极5为镍棒，镍棒电极5固定设置于电解液4中并且不接触传感器外壳3。镍棒电极5固定设置有用于连接电极5传输电信号的屏蔽引线6，屏蔽引线6伸到传感器外壳3之外，屏蔽引线6外端固定设置有接插件2，用于连接监测仪器收集和储存数据。屏蔽引线6外壳内部分包裹设置有密封胶7，密封胶7将屏蔽引线6伸入传感器外壳3内的部分包括与镍棒电极5的连接点完全包裹密封，确保连接点不与电解液4接触反应，同时密封胶7起到胶合固定传感器外壳3和镍棒5并密封的作用。密封胶7为环氧树脂密封胶。
本发明不限于上述实施方式。

Claims (7)

1、输气管道内腐蚀的监测方法，其特征在于：包括以下步骤：
①将所需测量的碳钢输气管道外壁工作面处用无水酒精清洗，再用丙酮清洗干净，用冷风吹干，然后用镀镍液在工作面上镀镍，形成一个有镀镍层的检测工作面；
②将监测传感器的检测面压紧固定于上述①步骤所述的镀镍层的工作面上，监测传感器接受内腐蚀反应所扩散的氢原子产生电信号；
③将恒电位仪器或者专用监测仪与监测传感器的输出接插件相连接，输出测量数据；
④将恒电位仪的信号输出端与数据记录器或计算机相连接，收集存储数据用以分析输气管内壁腐蚀的情况。
2、根据权利要求1所述的输气管道内腐蚀的监测方法，其特征在于：所述监测传感器，包括由电解池帽(12)与绝缘桶(8)组成的传感器外壳(3)，镍棒电极(5)，和绝缘桶(8)内装有的氢氧化钠电解液(4)，所述绝缘桶(8)的外壁上设置有至少一个内凹式圆弧形检测面(1)，所述镍棒电极(5)上端与屏蔽引线(6)下端固定连接，所述屏蔽引线(6)在绝缘桶(8)内的部分以及屏蔽引线(6)与镍棒电极(5)的连接点均包裹有密封胶(7)。
3、根据权利要求2所述的输气管道内腐蚀的监测方法，其特征在于：所述屏蔽引线(6)上端安装有接插件(2)。
4、根据权利要求2或3所述的输气管道内腐蚀的监测方法，其特征在于：所述绝缘桶(8)和电解池帽(12)的连接部分包裹有密封胶(7)。
5、根据权利要求4所述的输气管道内腐蚀的监测方法，其特征在于：所述镀镍使用镀镍液的组分为：硫酸镍1份，氯化镍0.15～0.2份，硼酸0.13～0.18份。
6、根据权利要求5所述的输气管道内腐蚀的监测方法，其特征在于：所述电解池帽(12)为尼龙棒电解池帽或特富龙电解池帽。
7、根据权利要求6所述的输气管道内腐蚀的监测方法，其特征在于：所述密封胶(7)为环氧树脂密封胶或绝缘密封胶。
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