場圖像技術FSM在氣田輸氣管道上的應用

馬建兵（中國石油長慶油田長北作業分公司，陜西榆林719000）

場圖像技術FSM在氣田輸氣管道上的應用

馬建兵（中國石油長慶油田長北作業分公司，陜西榆林719000）

（FSM）場圖像技術也稱為“電指紋法監測法”，是一種不受干擾地檢查和監測鋼材和其他金屬構件、管道系統和容器等設備的全面腐蝕、局部腐蝕、沖蝕或磨損以及開裂的監測技術。通過在給定范圍進行相應次數的電位測量，可對局部現象進行監測和定位。與傳統的腐蝕監測方法（探針法）相比，監測的靈敏性和可靠性高。

腐蝕監測；輸氣管道；電指紋法；FSM；場圖像技術

天然氣開發系統在高壓下進行，具有壓力高、產量高（高流速）的特點，腐蝕造成的危害性大，腐蝕主要集中在彎頭、焊縫以及管線底部，常常表現為爆管，造成重大的安全事故。如何合理的選擇腐蝕監測方法及時監控腐蝕的狀況、確保安全生產就顯得十分重要。

長北氣田集氣管網采用外防腐層和陰極保護的聯合保護方案。外防腐層選用加強級聚乙烯三層PE防腐層，陰極保護采用強制電流法，保護站設在中央處理廠，并在干線設置了國內陸地上第一套在線腐蝕監測設施FSM。

FSM即場圖像監測技術最初被開發用來監測沿海鋼套焊接區裂紋的發生和發展情況，這項新技術的應用獲得了很好的評價，不僅減少了監測的時間；消除了不必要的管道的更換；減低了生產成本，而且在操作上沒有元件暴露在腐蝕、高溫和高壓的環境中，沒有將雜物引入管道的危險，不存在監測部件損耗的問題，為安全生產帶來了極大的方便。

1　場圖像技術FSM的原理

FSM場圖像監測技術，也稱為全周向腐蝕監測技術，具有腐蝕監測、檢測于一身的功能。其技術原理是將探頭或電極焊接在待測管線、容器外部，并呈矩陣式分布，然后測量通過金屬結構的電場的微小變化，用測得的電壓值與初始設定的測量值（被測得容器、管線初始測量值）進行比較，以此來監測由于腐蝕等引起的金屬損失、裂紋、凹坑或凹槽。

2　FSM的數據處理

FSM作為金屬損耗系統最主要的能力是告訴我們一般金屬損失造成的壁厚改變的精度在1/1000，要做到這點我們必須知道如何才能得到最好的結果。FSMTrend是在不改變原始數據的情況下進行所有的計算。圖像生成、溫度補償、數模轉換輸出補償、峰值控制、篩選和轉換為想要的格式（ppt，mm，mm或者mils）等功能是非常有用的。

2.1數據繪圖

MultiTrend具有強大的內置測繪/繪圖工具，數據繪圖工具的選擇對象包括，Y軸分析對象包括油，油速度；水，水速度；氣，氣速度，單位和數據范圍等。

2.2出沙探測分析

分析出沙數據的最好的方法是繪制金屬損失圖表，平坦的曲線表明沒有侵蝕因而沒有出沙，漸增的趨勢表明有侵蝕因而有沙產生。當探針的溫度發生大的改變時，金屬損失有明顯下降趨勢，例如停產等狀況。

設置好各種計算參數和配置后，進行初始金屬損失圖像補償的設置，首先增加一個補償第一樣本的數據集，其他的樣本的顯示將與第一樣本關聯起來。

3　腐蝕數據圖像分析

以下是使用FSM對焊縫坡口腐蝕的監測，以3D的效果圖來說明在管道焊縫上，FSM是如何監測腐蝕的發展和變化的，我們可以看到當電流經過完整的焊縫口時，固定電流的磁場是沒有變化的；當焊縫發生腐蝕后固定電流在穿越時磁場發生了變化，這種微小的變化將被探針所捕捉。經過數據處理我們可以看到焊縫腐蝕的發展情況和金屬損失數量等等。

FSM不但可以對焊縫的腐蝕進行監測和檢查，還可以對管道內部的點蝕進行有效的監測和測量定位，對我們確定腐蝕位置起到了很好的幫助，減輕了手工測量的工作量和不確定性。FSM對管道點蝕的監測，幫助我們確定點蝕的形狀和深度以及位置。通過FSM數據分析我們可以直觀的讀出最終結果，腐蝕的速度和腐蝕的傾向，發生腐蝕的位置以及點蝕的程度。

4　結語

通過對FSM的使用發現這套在線的腐蝕監測系統具有以下特點：

（1）具有較高檢測精度且檢測結果不受操作者的影響；（2）可用于監測復雜的幾何體（彎頭、T型接頭、Y型接頭和焊縫等），且可大大減少監測時間；（3）由于具有遠程監、檢測能力，可進行高空作業；（4）對于一般腐蝕，其靈敏度高于剩余壁厚的0.5%，也就是說，實際靈敏度隨著腐蝕的增加而提高；（5）非插入性，不破壞彎頭、管線的整體性和強度，同時不影響投球清管作業；（6）無需去掉涂層或保溫層，可大大節省監、檢測費用和時間；（7）監測所獲得的是管壁真實發生的腐蝕狀況等特點。

馬建兵（1980-），男，回，寧夏吳忠人，助理工程師，主要從事天然氣處理工藝方面的工作。