[发明专利]一种管道内壁磨损腐蚀监测装置及其监测方法

权利要求书

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任意一项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。