CN112343775A - 一种海上风电机组塔筒腐蚀在线监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于测定材料化学性质技术领域，尤其涉及一种海上风电机组塔筒腐蚀在线监测方法，通过电阻探针、腐蚀数据采集传输系统和数据处理系统对海上风电机组塔筒外壁的金属腐蚀情况进行监测，采用电阻探针技术，电阻探针安装在塔筒外壁上，现场监测仪表柜内的在线探针腐蚀测量仪将信号采集、放大和转换，经处理后传送到数据处理系统，数据处理系统为监控室的计算机。通过欧姆定律进行计算，得出腐蚀深度。本发明通过该计算方法能实时监测海上风电机塔筒外壁的金属腐蚀情况。
Description
技术领域
本发明属于测定材料化学性质技术领域，尤其涉及一种海上风电机组塔筒腐蚀在线监测方法。
背景技术
塔筒结构是海上风力发电机组的主要组成部分，长时间处于复杂的海洋腐蚀环境中，其耐腐蚀性是需要极度重视的问题之一。在海上风电机组设计中不仅需要考虑结构可靠性，更考虑腐蚀的问题。
直接暴露在海洋腐蚀环境中的塔筒外壁，所处的腐蚀环境非常复杂和严苛。钢板在服役过程中长期处于高盐高湿且干湿交替的复杂海洋环境中，而且常年经受风、浪、流甚至高低温热应力等循环载荷的冲击，极易造成腐蚀而失效。
目前的风电机组在线监测手段，尚没有对塔筒金属腐蚀情况进行实时监测。对风电机组塔筒腐蚀进行在线监测，能够增加塔筒的使用年限，节约风电机组设施维护费用等。因此，亟需一种海上风电机组塔筒腐蚀在线监测方法，准确、实时地掌握塔筒腐蚀的基本状况。
发明内容
本发明提供一种海上风电机组塔筒腐蚀在线监测方法，目的在于对海上风电机组塔筒金属腐蚀情况进行实时监测。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种海上风电机组塔筒腐蚀在线监测方法，包括以下步骤：
S1、在海上风电机组塔筒外壁上放置电阻探针，电阻探针包括腐蚀元件和温度补偿元件，腐蚀元件为与塔筒外壁的材质相同，温度补偿元件的材质为环氧绝缘涂层，不发生任何腐蚀以消除温度对阻值变化的影响；
S2、使用恒定电流分别注入腐蚀元件和温度补偿元件的内部；
S3、通过高精度电压计分别得到腐蚀元件的电压值Vcor和温度补偿元件的电压值Vref；
S4、将传播到现场监测仪表柜内的在线探针腐蚀测量仪的信号进行采集、放大和转换；
S5、将经过处理后的信号传送到监控室计算机，对接收到的信号进行分析；
S6、通过欧姆定律分别计算腐蚀元件和温度补偿元件的电阻值，当腐蚀元件在腐蚀介质中的腐蚀深度为x时，其电阻值计算为：
其中ρ(T)是金属电阻率随温度变化的函数，l为元件的长度，w为横截面宽度，d为元件的厚度；
S7、由于温度补偿元件没有腐蚀发生，因此温度补偿元件的电阻值仅随温度变化，其电阻值计算为：
S8、通过温度补偿元件和腐蚀元件的电阻比，计算腐蚀深度：
其中，Rref0/Rcor0表示没有腐蚀发生时，温度补偿元件与腐蚀元件的初始电阻比；
S9、将计算结果与对应参数进行横向比较，确定腐蚀的严重程度。
进一步地，在线探针腐蚀测量仪为便携式或数据连续下载式腐蚀测试仪。
为实现上述目的，本发明具有以下有益效果：
本发明通过电阻探针、腐蚀数据采集传输系统和数据处理系统对海上风电机组塔筒外壁的金属腐蚀情况进行监测，采用电阻探针技术，电阻探针安装在塔筒外壁上，现场监测仪表柜内的在线探针腐蚀测量仪将信号采集、放大和转换，经处理后传送到数据处理系统，数据处理系统为监控室的计算机。通过欧姆定律进行计算，得出腐蚀深度，该计算方法能实时监测海上风电机塔筒外壁的金属腐蚀情况。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。
在海上风电机组塔筒外壁上，为了准确监控塔筒金属的腐蚀情况，采用电阻探针技术进行持续的腐蚀情况监测。在线监测系统主要由电阻探针、腐蚀数据采集传输系统和数据处理系统组成。腐蚀数据采集传输系统包括传感器、数据记录仪、便携式或数据连续下载式腐蚀测试仪。在线监测系统的电阻探针安装在塔筒外壁上，现场监测仪表柜内的在线探针腐蚀测量仪将信号采集、放大和转换，经处理后传送到数据处理系统，数据处理系统为监控室的计算机。
一种海上风电机组塔筒腐蚀在线监测方法，包括以下步骤：
S1、在海上风电机组塔筒外壁上放置电阻探针，电阻探针包括腐蚀元件和温度补偿元件(该元件为对照组)，腐蚀元件为与塔筒外壁的材质相同，温度补偿元件的材质为环氧绝缘涂层，不发生任何腐蚀以消除温度对阻值变化的影响；
S2、使用恒定电流分别注入腐蚀元件和温度补偿元件的内部；
S3、通过高精度电压计分别得到腐蚀元件的电压值Vcor和温度补偿元件的电压值Vref；
S4、将传播到现场监测仪表柜内的在线探针腐蚀测量仪的信号进行采集、放大和转换；
S5、将经过处理后的信号传送到监控室计算机，对接收到的信号进行分析；
S6、通过欧姆定律分别计算腐蚀元件和温度补偿元件的电阻值，当腐蚀元件在腐蚀介质中的腐蚀深度为x时，其电阻值计算为：
其中ρ(T)是金属电阻率随温度变化的函数，l为元件的长度，w为横截面宽度，d为元件的厚度；
S7、由于温度补偿元件没有腐蚀发生，因此温度补偿元件的电阻值仅随温度变化，其电阻值计算为：
S8、通过温度补偿元件和腐蚀元件的电阻比，计算腐蚀深度：
其中，Rref0/Rcor0表示没有腐蚀发生时，温度补偿元件与腐蚀元件的初始电阻比。
S9、将计算结果与对应参数进行横向比较，确定腐蚀的严重程度。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域人员能很好的理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (2)
1.一种海上风电机组塔筒腐蚀在线监测方法，包括以下步骤：
S1、在海上风电机组塔筒外壁上放置电阻探针，电阻探针包括腐蚀元件和温度补偿元件，腐蚀元件为与塔筒外壁的材质相同，温度补偿元件的材质为环氧绝缘涂层，不发生任何腐蚀以消除温度对阻值变化的影响；
S2、使用恒定电流分别注入腐蚀元件和温度补偿元件的内部；
S3、通过高精度电压计分别得到腐蚀元件的电压值Vcor和温度补偿元件的电压值Vref；
S4、将传播到现场监测仪表柜内的在线探针腐蚀测量仪的信号进行采集、放大和转换；
S5、将经过处理后的信号传送到监控室计算机，对接收到的信号进行分析；
S6、通过欧姆定律分别计算腐蚀元件和温度补偿元件的电阻值，当腐蚀元件在腐蚀介质中的腐蚀深度为x时，其电阻值计算为：
其中ρ(T)是金属电阻率随温度变化的函数，l为元件的长度，w为横截面宽度，d为元件的厚度；
S7、由于温度补偿元件没有腐蚀发生，因此温度补偿元件的电阻值仅随温度变化，其电阻值计算为：
S8、通过温度补偿元件和腐蚀元件的电阻比，计算腐蚀深度：
其中，Rref0/Rcor0表示没有腐蚀发生时，温度补偿元件与腐蚀元件的初始电阻比；
S9、将计算结果与对应参数进行横向比较，确定腐蚀的严重程度。
2.根据权利要求1所述的海上风电机组塔筒腐蚀在线监测方法，其特征在于：所述在线探针腐蚀测量仪为便携式或数据连续下载式腐蚀测试仪。
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| KR102115000B1 (ko) * | 2018-12-20 | 2020-05-26 | 제타이앤디 주식회사 | 해상풍력 지지구조물의 상태 모니터링 시스템 |
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2020
- 2020-11-12 CN CN202011263879.0A patent/CN112343775B/zh active Active
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| 王庆军, 王德会: "电阻探针式腐蚀监测仪在塔顶系统的应用", 石油化工腐蚀与防护, no. 05, 30 October 2003 (2003-10-30) * |
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| CN114413971A (zh) * | 2022-03-29 | 2022-04-29 | 武汉新能源研究院有限公司 | 一种海上风力发电机外壳腐蚀监测系统及方法 |
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