CN109765134A - 一种管道内壁磨损腐蚀监测装置及其监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道内壁磨损腐蚀监测装置及其监测方法，包括环形磨损腐蚀传感器、外部压力舱、电子舱，环形磨损腐蚀传感器放置在外部压力舱，恒电位仪、零电阻电流计、高精度数字电压表、继电器开关、微电阻计、信号采集控制器放置在电子舱；通过端法兰将传感器接入管道，腐蚀元件与温度参比元件都连接到微电阻计，微电阻计测量每个分区的电阻，利用电阻计算管道内壁的金属总损失速率；电极元件、电位参比元件与腐蚀元件形成三电极体系，利用恒电位仪与零电阻电流计对腐蚀元件进行线性极化测量得到腐蚀速率；总损失速率与腐蚀速率的差值即为磨损速率。环形磨损腐蚀传感器可以预报管道内磨损腐蚀的发生，并实时评估管道的磨损速率与腐蚀速率。

Description

一种管道内壁磨损腐蚀监测装置及其监测方法

技术领域

本发明涉及自动监测技术领域，特别是涉及一种管道内壁磨 损腐蚀监测装置及其监测方法。

背景技术

油气管道作为油气输送的主要载体，常常面临强腐蚀性并含 有固体颗粒的介质环境，因此磨损腐蚀破坏是管道失效的主要形 式之一。磨损腐蚀过程中，金属表面受到两种形式的破坏，一种 是金属表面铁原子直接被氧化而造成的破坏,这是一个电化学腐蚀过程；一种是由固体颗粒撞击造成的金属成块地从基体剥离的过 程。根据金属在磨损腐蚀过程中不同的破坏形式，如(1)式所示， 金属的总损失速率为腐蚀速率与磨损速率之和。 由于腐蚀过程与磨损过程存在协同效应，腐蚀过程与磨损过程会 互相促进，最终导致金属加速失效。因此，为了对磨损腐蚀破坏 进行有效控制，对磨损腐蚀破坏的预报与监测尤为重要。

对于磨损腐蚀过程中的电化学腐蚀破坏，现有的电化学监测 技术可以很容易地实现腐蚀速率的在线监测，如线性极化技术与 阻抗谱技术。但是电化学探针难以实现对磨损速率的监测，为了 克服这一缺点，工程中常常使用电阻探针进行磨损腐蚀监测。这 种用于磨损腐蚀监测的电阻探针也被叫做沙侵蚀探针，其基本原 理是基于电阻法监测金属的厚度减薄，腐蚀过程与磨损过程造成 的厚度减薄都可以被电阻探针监测到。因此，沙侵蚀探针所监测 的实际是金属的总损失速率，无法区分磨损腐蚀过程中的腐蚀速 率与磨损速率。同时，为了评估磨损速率并提高探针使用寿命， 部分沙侵蚀探针由耐蚀合金制成，通过监测耐蚀合金的厚度损失 速率反映管道内纯磨损速率。但是这种耐蚀材料制成的探针无法 反映腐蚀过程与磨损过程的交互影响。并且，以上所提到的沙侵 蚀探针是一种侵入式探针，只能测量管道内一点的腐蚀状态。而 管道内任意截面沿圆周方向的局部流场、沙粒浓度都不一样，因 此管道内周向360°的磨损腐蚀状态都不一样，因此沙侵蚀探针针 对某一点的监测结果难以准确反应整个管道的磨损腐蚀状态。

相比于侵入式电阻探针，环形电阻探针技术可以实现管道内 壁的全周向腐蚀监测。但在磨损腐蚀的环境下，环形电阻探针也 只能监测整个管道截面的金属总损失速率，无法区分腐蚀速率与 磨损速率，也无法预报磨损腐蚀的发生。因此，环形电阻探针技 术也难以在磨损腐蚀的环境中为操作者提供准确的磨损腐蚀信息。

发明内容

鉴于已有技术存在的不足，本发明的目的是要提供一种能够 360°全方位连续监测管道内壁磨损速率与腐蚀速率的磨损腐蚀 监测传感器及其监测方法。

为了实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种管道内壁磨损腐蚀监测装置，

包括环形磨损腐蚀传感器、外部压力舱、电子舱，其特征在 于：

所述环形磨损腐蚀传感器由环形传感器元件、T型环形连接件、 L型环形连接件以及端法兰组成，所述环形传感器元件包括环形对 电极元件、环形电位参比元件、环形腐蚀元件以及环形温度参比 元件，所述环形对电极元件、环形电位参比元件、环形腐蚀元件 以及环形温度参比元件之间通过T型环形连接件连接；所述环形 传感器元件与端法兰之间通过L型环形连接件连接并使用螺栓通 过端法兰夹紧固定；所述环形磨损腐蚀传感器放置于所述外部压 力舱中；

所述环形腐蚀元件与环形对电极元件之间以串联形式连接有 用于测量环形对电极元件与环形腐蚀元件之间电流的零电阻电流 计；

所述环形电位参比元件与所述环形腐蚀元件之间以串联形式 连接有用于测量环形电位参比元件与环形腐蚀元件之间电位差的 高精度数字电压表；

所述零电阻电流计和高精度数字电压表连接A/D转换器；

所述环形对电极元件外表面设置有一个接线柱连接恒电位仪；

所述环形电位参比元件外表面设置有一个接线柱连接高精度 数字电压表；

所述环形腐蚀元件与环形温度参比元件外表面都均匀设置有 12个接线柱，12个接线柱依次按编号1、2、3…9、11、12，其中 所述环形腐蚀元件与环形温度参比元件的编号1～编号12号接线柱 全部通过继电器开关A1、继电器开关A2与微电阻计相连，环形 腐蚀元件的1号接线柱同时还通过继电器开关B与零电阻电流计 相连；

信号采集控制器连接并控制所述微电阻计、恒电位仪、零电 阻电流计、高精度数字电压表、继电器开关A1、继电器开关A2、 继电器开关B；同时所述信号采集控制器采集所述微电阻计、零电 阻电流计与高精度数字电压表的测量数据；所述恒电位仪、零电 阻电流计、高精度数字电压表、继电器开关A1、继电器开关A2、 继电器开关B、微电阻计以及信号采集控制器放置于电子舱中。

进一步地，所述环形对电极元件、环形电位参比元件与环形 腐蚀元件除了与腐蚀介质接触的内表面以外，其余表面都镀有氧 化铬陶瓷涂层；所述的环形温度参比元件所有的表面都镀有氧化 铬陶瓷涂层。

进一步地，所述环形对电极元件与环形电位参比元件由316L 不锈钢材质加工而成，环形腐蚀元件与环形温度参比元件由X65 管道材料制成。

进一步地，所述环形对电极元件与环形温度参比元件以及环 形腐蚀元件组成三电极体系，通过所述恒电位仪与所述零电阻电 流计、高精度数字电压表对环形腐蚀元件进行线性极化测试，测 量环形腐蚀元件的腐蚀速率。

进一步地，所述环形腐蚀元件与环形温度参比元件外表面设 置的12个接线柱，其中包括6个电流接线柱和6个电压接线柱， 所述电流接线柱与所述电压接线柱互相间隔设置有6个分区，其 中1号和3号接线柱为Seg 1分区，3号和5号接线柱为Seg 2分 区，5和7号接线柱为Seg 3分区，7号和9号接线柱为Seg 4、9 号和11号接线柱为Seg 5、11号1号接线柱为Seg 6分区，Seg 1～ Seg 6依次排列；将12个接线柱连接上微电阻计，可以测量环形 腐蚀元件与环形温度参比元件的每个分区的电阻。

进一步地，所述L型环形连接件和T型环形连接件的侧面均 设置有用于放置密封圈的凹槽。

本发明的另一目的是要提供一种基于管道内壁磨损腐蚀监测 装置的管道磨损腐蚀监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S01：将环形磨损腐蚀传感器通过端法兰接入实际管道，环形 传感器元件通过镀银导线与信号采集控制器相连，其中微电阻计、 零电流电阻计、高精度电压表、恒电位仪、A/D转换器以及继电 器组放置于外部压力舱中；

S02：通过信号采集控制器设置继电器开关A1、继电器开关 A2、继电器开关B的逻辑顺序，微电阻计、高精度数字电压表、 零电阻电流计的采样时间，恒电位仪的输出波形，微电阻计和恒 电位仪可以相互间隔一定时间进行实时测量；

S03：通过信号采集控制器采集微电阻计、高精度数字电压表 与零电阻电流计测得的数据并保存文档；

S04：对信号采集控制器的输出数据进行处理，将微电阻计采 集的数据处理成腐蚀深度随时间变化的曲线，用以求出管道每个 分区的总损失速率以及管道整体的平均总损失速率；将高精度数 字电压表与零电阻电流计所采集的数据处理成线性极化曲线，用以求出金属腐蚀速率；

S05：对比管道整体平均总损失速率与金属腐蚀速率，判断磨 损腐蚀是否发生并计算管道的平均磨损速率；对比每个分区的金 属总损失速率判断磨损腐蚀在管道周向的分布情况。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明能够预报磨损腐蚀的发生，让操作者及时对磨损腐 蚀破坏采取有效防护措施；

2、本发明能够实时监测磨损速率与腐蚀速率，实时评估磨损 腐蚀破坏程度；

3、本发明能够区分局部磨损腐蚀破坏在周向分布的位置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面 将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显 而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普 通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些 附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的管道内壁磨损腐蚀监测装置结构示意图

图2为本发明实施例的环形磨损腐蚀传感器示意图；

图3为本发明实施例的环形对电极元件与环形电位参比元件结 构示意图；

图4为本发明实施例的环形腐蚀元件与环形温度参比元件结构 示意图；

图5为本发明实施例的环形电极元件横截面示意图；

图6为本发明实施例的环形电极元件装配示意图；

图7为本发明实施例的监测装置电路连接图；

图8为本发明实施例的电阻监测过程中电流流向示意图；

图9为本发明实施例监测方法流程图。

图中：1、环形磨损腐蚀传感器；2、环形传感器元件；21、环形 对电极元件；22、环形电位参比元件；23、环形腐蚀元件；24、环形 温度参比元件；3、连接件；31、L型环形连接件；32、T型环形连 接件；4、接线柱；5、氧化铬陶瓷镀层；6、信号采集控制器；7、密 封圈；8、外部压力舱；9、电子舱；10、端法兰。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结 合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有 作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护 的范围。

如图1所示，一种管道内壁磨损腐蚀监测装置，包括：环形 磨损腐蚀传感器1、外部压力舱8、电子舱9；环形磨损腐蚀传感 器1放置于外部压力舱8中；为了保证良好的温度参比效果，外 部压力舱中充满了导热油。

作为本实施例的优选方案，如图2所示，环形磨损腐蚀传感 器1由环形传感器元件2、T型环形连接件32、L型环形连接件 31以及端法兰10组成，环形传感器元件2包括环形对电极元件 21、环形电位参比元件22、环形腐蚀元件23以及环形温度参比元 件24；环形对电极元件21、环形电位参比元件22、环形腐蚀元件 23以及环形温度参比元件24之间通过T型环形连接件32连接； 环形传感器元件2与端法兰10之间通过L型环形连接件31连接 并使用螺栓通过端法兰10夹紧固定；

作为本实施例的优选方案，如图3所示，环形对电极元件21 外表面设置有一个接线柱连接恒电位仪；环形电位参比元件22外 表面设置有一个接线柱连接高精度数字电压表；

作为本实施例的优选方案，如图4所示，环形腐蚀元件23与 环形温度参比元件24外表面都均匀设置有12个接线柱，12个接 线柱依次按编号1、2、3…9、11、12，其中编号1～编号12号接 线柱全部通过继电器开关A1、继电器开关A2与微电阻计相连， 环形腐蚀元件23的1号接线柱同时还通过继电器开关B与零电阻 电流计相连；

作为本实施例的优选方案，如图5所示，环形对电极元件21、 环形电位参比元件22与环形腐蚀元件23的侧表面与外表面均镀 上氧化铬陶瓷镀层，内表面暴露于管道内介质中；环形温度参比 元件24所有的表面都镀上了氧化铬陶瓷镀层，工作中内表面不会 受到任何腐蚀。

作为本实施例的优选方案，所述的环形传感器元件2与L型 环形连接件31、T型环形连接件32的装配方式如图6所示，为了 保证环形传感器元件2与L型环形连接件31、T型环形连接件32 之间的密封性能，L型环形连接件31和T型环形连接件32的侧 面有一凹槽，用于放置密封圈7，保证良好的密封性能。

作为本实施例的优选方案，环形磨损腐蚀传感器1由环形传 感器元件2、T型环形连接件32、L型环形连接件31以及端法兰 10组成，环形传感器元件2包括环形对电极元件21、环形电位参 比元件22、环形腐蚀元件23以及环形温度参比元件24，环形对 电极元件21、环形电位参比元件22、环形腐蚀元件23以及环形 温度参比元件24之间通过T型环形连接件32连接；环形传感器 元件2与端法兰10之间通过L型环形连接件31连接并使用螺栓 通过端法兰10夹紧固定；环形腐蚀元件23与环形对电极元件21 之间以串联形式连接有用于测量对环形电极元件21与环形腐蚀元 件23之间电流的零电阻电流计；环形磨损腐蚀传感器1放置于外 部压力舱8中；环形电位参比元件22与环形腐蚀元件23之间以 串联形式连接有用于测量电位参比元件与腐蚀元件之间电位差的 高精度数字电压表；零电阻电流计和高精度数字电压表连接A/D 转换器；环形对电极元件21外表面设置有一个接线柱连接恒电位 仪；环形电位参比元件22外表面设置有一个接线柱连接高精度数 字电压表；环形腐蚀元件23与环形温度参比元件24外表面都均 匀设置有12个接线柱，12个接线柱依次按编号1、2、3…9、11、 12，其中编号1～编号12号接线柱全部通过继电器开关A1、继电 器开关A2与微电阻计相连，编号1号接线柱通过继电器开关B与 零电阻电流计相连；环形腐蚀元件23与环形温度参比元件24外 表面设置的12个接线柱有6个分区，其中1号和3号接线柱为Seg 1分区，3号和5号接线柱为Seg 2分区，5和7号接线柱为Seg 3 分区，7号和9号接线柱为Seg4、9号和11号接线柱为Seg 5、 11号1号接线柱为Seg 6分区，Seg 1～Seg 6依次排列；信号采集 控制器连接微电阻计、恒电位仪；信号采集控制器控制继电器开 关A1、继电器开关A2、继电器开关B、微电阻计以及恒电位仪； 恒电位仪、零电阻电流计、高精度数字电压表、继电器开关A1、 继电器开关A2、继电器开关B、微电阻计以及信号采集控制器放 置于电子舱中。如图7所示，管道内壁磨损腐蚀监测传感器的内 部电路，当继电器开关B断开、继电器开关A1、继电器开关A2 闭合时，环形对电极元件21、环形电位参比元件22与环形腐蚀元 件23组成3电极体系，系统开始对环形腐蚀元件23进行线性极 化测试。由316L不锈钢制成的环形对电极元件21与环形电位参 比元件22分别充当对电极与参比电极，工作电极为环形腐蚀元件 23。工作时，先由高精度数字电压表以环形电位参比元件22为基 准，测得环形腐蚀元件23的开路电位，恒电位仪以环形腐蚀元件 23的开路电位为基准，通过环形对电极元件21对环形腐蚀元件施 加相对于开路电位正负10mV范围内的跃阶电位激励，在此过程中，零电阻电流计与高精度数字电压表采集电路中电压与电流， 并通过数据采集控制器记录每一时刻的电压与电流，绘制E-I曲线。 然后通过拟合求得E-I曲线的斜率，该斜率即为极化电阻R_p，然 后利用Stern-Geary公式(2)求得腐蚀电流，并利用(3)式将腐 蚀电流换算为腐蚀速率该腐蚀速率代表的是整个环形腐蚀元 件表面的平均腐蚀速率。

式中：M为铁的相对原子质量，A为环形腐蚀元件的内表面积，n 为铁在腐蚀过程中的化学价，F是法拉第常数，ρ是铁的密度。

当线性极化测试完成时，信号采集控制器控制继电器开关A1、 继电器开关A2断开、继电器开关B闭合，微电阻计开始工作。在 此期间，微电阻计每隔10分钟测量一次环形腐蚀元件23与环形 温度参比元件24的各分区电阻。微电阻计的工作原理是使用四线 法测电阻，对试样通入1A恒电流，然后测量目标区域电压，间接 计算电阻。在本实施例中，对环形腐蚀元件23与环形温度参比元 件24的每次电阻测量过程中，微电阻计依次对环形腐蚀元件23 与环形温度参比元件24分别输入3道大小为1A的恒电流，整个 过程如图8所示，I₁从12号接线柱流入，6号接线柱流出；I₂从2 号接线柱流入，8号接线柱流出；I₃从4号接线柱流入，10号接线 柱流出。当输入恒电流I₁时，测量Seg 1两端第1、3号接线柱电 压Seg2两端第3、5号接线柱电压Seg 5两端第9、11 号接线柱电压Seg 4两端第7、9接线柱电压当输入恒 电流I₂时，测量Seg 2两端第3、5号接线柱电压Seg 3两端 第5、7号接线柱电压Seg 6两端第1、11号接线柱电压Seg 5两端第9、11接线柱电压当输入恒电流I₃时，测量Seg 3 两端第7、5号接线柱电压Seg 4两端第7、9号接线柱电压由环形传感器的特殊电路结构，假设第i分区电阻为R_i (i＝1,2,3,4,5,6)，由支路电流相等以及总电流和为1A两个约束条 件，可以得到以下方程组：

通过方程组3可以求得被测环形传感器每个分区的电阻R_i， 同样的方式可以测得环形腐蚀元件23各分区电阻与环形温度 参比元件各分区电阻其中i＝1,2,3,4,5,6。接下来要将各分区 电阻值处理成各分区的腐蚀深度数据。环形腐蚀元件23与环形温 度参比元件24的横截面结构如图3所示，两个截面为凸台形状， 假设环形腐蚀元件23对应的凸台的相应尺寸为a、b、c、h，环形 温度参比元件24对应的凸台的相应尺寸为a’、b’、c’、h’。两个 元件所用的材料为相同的管道材料，因此它们的材料电阻率相等， 假设电阻率为与温度相关的函数ρ(T)。环形腐蚀元件每个分区的 长度为L_i，环形温度参比元件每个分区长度为l_i。当环形腐蚀元件 的第i分区厚度减薄x_i后，第i分区的电阻值可以表示成(5)式：

由于环形腐蚀元件23与环形温度参比元件24的测量间隔很 短，可以认为每次测量时两个元件的电阻率相等，均为ρ(T)。因 为环形温度参比元件24不会受到腐蚀，环形温度参比元件第i分 区的阻值可以表示为(6)式：

由(5)(6)两式相除可以得到(7)式：

当腐蚀深度为Δh＝0时，有

当第i分区腐蚀了厚度x_i后,x_i可表示成(9)式：

通过(5)(6)(7)(8)(9)式可以将每个时刻下每个分 区的电阻值转化成每个分区的厚度减薄。最终可以得到6个分区 的损失厚度随时间变化曲线，曲线的斜率即代表各分区的金属总 损失速率。利用(10)式，可以求得每个分区的金属总损失速率

进一步地，整个环形腐蚀元件的平均金属总损失速率可以 由(11)式计算：

最终，磨损速率可以由平均金属总损失速率与平均腐蚀速 率之差求得，具体如(12)式：

由于目前的电阻测量技术已经相当成熟，电阻法测量金属厚 度损失的精度可以达到1微米，因此对金属总损失速率的测量也 能达到较高的精度。当磨损速率接近0时，说明金属总损失速率 等于金属腐蚀速率，此时腐蚀过程是造成金属损坏的唯一原因， 可以认为管道中没有发生磨损腐蚀；当磨损速率明显大于零时， 说明存在腐蚀以外的因素导致金属损失，即沙粒对管道的磨损作 用造成的破坏已经不可忽略，管道中已经发生了磨损破坏。

工作过程中将管道内壁磨损腐蚀监测装置通过端法兰接口接 入实际管道中，当继电器开关A1、继电器开关A2闭合，继电器 开关B断开时，可以测量环形腐蚀元件的腐蚀速率；当继电器开 关A1、继电器开关A2断开，继电器开关B闭合时，可以测量环 形腐蚀元件的金属总损失速率。信号采集控制程序通过控制继电 器开关A1、继电器开关A2以及继电器开关B进行有序地切换同 时控制恒电位仪、微电阻计、高精度数字电压表、零电阻电流计 的工作状态，可以以特定周期测量环形腐蚀元件的腐蚀速率以及 金属总损失速率，实现对磨损腐蚀进行预报并实时监测腐蚀速率 与磨损速率的目标。磨损腐蚀破坏有两个。操作员可以根据所监 测得到的腐蚀速率与磨损速率调整合适的磨损腐蚀防护策略。

本发明的另一目的是要提供一种基于管道内壁磨损腐蚀监测 装置的管道磨损腐蚀监测方法，如图9所示，包括如下步骤：

S01：将环形磨损腐蚀传感器通过端法兰接入实际管道，环形 传感器元件通过镀银导线与信号采集控制器相连，其中微电阻计、 零电流电阻计、高精度电压表、恒电位仪、A/D转换器以及继电 器组放置于外部压力舱中；

S02：通过信号采集控制器设置继电器开关A1、继电器开关 A2、继电器开关B的逻辑顺序，微电阻计、高精度数字电压表、 零电阻电流计的采样时间，恒电位仪的输出波形，微电阻计和恒 电位仪可以相互间隔一定时间进行实时测量；

S03：通过信号采集控制器采集微电阻计、高精度数字电压表 与零电阻电流计测得的数据并保存文档；

S04：对信号采集控制器的输出数据进行处理，将微电阻计采 集的数据处理成腐蚀深度随时间变化的曲线，用以求出管道每个 分区的总损失速率以及管道整体的平均总损失速率；将高精度数 字电压表与零电阻电流计所采集的数据处理成线性极化曲线，用以求出金属腐蚀速率；

S05：对比管道整体平均总损失速率与金属腐蚀速率，判断磨 损腐蚀是否发生并计算管道的平均磨损速率；对比每个分区的金 属总损失速率判断磨损腐蚀在管道周向的分布情况。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方 案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细 的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各 实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技 术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方 案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种管道内壁磨损腐蚀监测装置，包括环形磨损腐蚀传感器、外部压力舱、电子舱，其特征在于：

所述环形磨损腐蚀传感器由环形传感器元件、T型环形连接件、L型环形连接件以及端法兰组成，所述环形传感器元件包括环形对电极元件、环形电位参比元件、环形腐蚀元件以及环形温度参比元件，所述环形对电极元件、环形电位参比元件、环形腐蚀元件以及环形温度参比元件之间通过T型环形连接件连接；所述环形传感器元件与端法兰之间通过L型环形连接件连接并使用螺栓通过端法兰夹紧固定；所述环形磨损腐蚀传感器放置于所述外部压力舱中；

所述环形腐蚀元件与环形对电极元件之间以串联形式连接有用于测量环形对电极元件与环形腐蚀元件之间电流的零电阻电流计；

所述环形电位参比元件与所述环形腐蚀元件之间以串联形式连接有用于测量环形电位参比元件与环形腐蚀元件之间电位差的高精度数字电压表；

所述零电阻电流计和高精度数字电压表连接A/D转换器；

所述环形对电极元件外表面设置有一个接线柱连接恒电位仪；

所述环形电位参比元件外表面设置有一个接线柱连接高精度数字电压表；

所述环形腐蚀元件与环形温度参比元件外表面都均匀设置有12个接线柱，12个接线柱依次按编号1、2、3…9、11、12，其中所述环形腐蚀元件与环形温度参比元件的编号1～编号12号接线柱全部通过继电器开关A1、继电器开关A2与微电阻计相连，环形腐蚀元件的1号接线柱同时还通过继电器开关B与零电阻电流计相连；

信号采集控制器连接并控制所述微电阻计、恒电位仪、零电阻电流计、高精度数字电压表、继电器开关A1、继电器开关A2、继电器开关B；同时所述信号采集控制器采集所述微电阻计、零电阻电流计与高精度数字电压表的测量数据；所述恒电位仪、零电阻电流计、高精度数字电压表、继电器开关A1、继电器开关A2、继电器开关B、微电阻计以及信号采集控制器放置于电子舱中。

2.根据权利要求1所述的管道内壁磨损腐蚀监测装置，其特征在于：所述环形对电极元件、环形电位参比元件与环形腐蚀元件除了与腐蚀介质接触的内表面以外，其余表面都镀有氧化铬陶瓷涂层；所述的环形温度参比元件所有的表面都镀有氧化铬陶瓷涂层。

3.根据权利要求1所述的管道内壁磨损腐蚀监测装置，其特征在于：所述环形对电极元件与环形电位参比元件由316L不锈钢材质加工而成，环形腐蚀元件与环形温度参比元件由X65管道材料制成。

4.根据权利要求1所述的管道内壁磨损腐蚀监测装置，其特征在于：所述环形对电极元件与环形温度参比元件以及环形腐蚀元件组成三电极体系，通过所述恒电位仪与所述零电阻电流计、高精度数字电压表对环形腐蚀元件进行线性极化测试，测量环形腐蚀元件的腐蚀速率。

5.根据权利要求1所述的管道内壁磨损腐蚀监测装置，其特征在于：所述环形腐蚀元件与环形温度参比元件外表面设置的12个接线柱有6个分区，其中1号和3号接线柱为Seg 1分区，3号和5号接线柱为Seg 2分区，5和7号接线柱为Seg 3分区，7号和9号接线柱为Seg 4、9号和11号接线柱为Seg 5、11号1号接线柱为Seg 6分区，Seg 1～Seg 6依次排列；将12个接线柱连接上微电阻计，测量环形腐蚀元件与环形温度参比元件的每个分区的电阻。

6.根据权利要求1所述的管道内壁磨损腐蚀监测装置，其特征在于：所述L型环形连接件和T型环形连接件的侧面均设置有用于放置密封圈的凹槽。

7.一种如权利要求1-6任意权利要求所述的监测装置的管道腐蚀监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S01：将环形磨损腐蚀传感器通过端法兰接入实际管道，环形传感器元件通过镀银导线与信号采集控制器相连，其中微电阻计、零电流电阻计、高精度电压表、恒电位仪、A/D转换器以及继电器组放置于外部压力舱中；

S02：通过信号采集控制器设置继电器开关A1、继电器开关A2、继电器开关B的逻辑顺序，微电阻计、高精度数字电压表、零电阻电流计的采样时间，恒电位仪的输出波形，微电阻计和恒电位仪可以相互间隔一定时间进行实时测量；

S03：通过信号采集控制器采集微电阻计、高精度数字电压表与零电阻电流计测得的数据并保存文档；

S04：对信号采集控制器的输出数据进行处理，将微电阻计采集的数据处理成腐蚀深度随时间变化的曲线，用以求出管道每个分区的总损失速率以及管道整体的平均总损失速率；将高精度数字电压表与零电阻电流计所采集的数据处理成线性极化曲线，用以求出金属腐蚀速率；

S05：对比管道整体平均总损失速率与金属腐蚀速率，判断磨损腐蚀是否发生并计算管道的平均磨损速率；对比每个分区的金属总损失速率判断磨损腐蚀在管道周向的分布情况。