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1、 基于基于FSMFSM的管道缺陷检测方法研究的管道缺陷检测方法研究学学 生：生：指导教师：指导教师：专业方向：动力工程及工程热物理专业方向：动力工程及工程热物理主要报告内容主要报告内容2.国内外研究现状国内外研究现状1.课题来源及研究意义课题来源及研究意义4.课题的技术路线与创新性课题的技术路线与创新性3.课题研究目标、任务及拟解决的关键问题课题研究目标、任务及拟解决的关键问题5.课题预期成果与进度安排课题预期成果与进度安排1.1 1.1 课题来源课题来源本课题来自与海洋石油工程（青岛）的合作项目本课题来自与海洋石油工程（青岛）的合作项目 海底管道由于暴露于复杂、苛刻的海洋环境中，很容易遭到巨

2、大的腐蚀海底管道由于暴露于复杂、苛刻的海洋环境中，很容易遭到巨大的腐蚀破坏，据统计，其造成的经济损失高达破坏，据统计，其造成的经济损失高达60006000亿元亿元 FSM FSM主要通过分析被测对象表面微小电位差形成的电场特征曲线主要通过分析被测对象表面微小电位差形成的电场特征曲线变化，从而对结构点蚀、均匀腐蚀、局部腐蚀、裂纹以及它们的扩变化，从而对结构点蚀、均匀腐蚀、局部腐蚀、裂纹以及它们的扩展情况进行高精度的检测展情况进行高精度的检测1.2 1.2 课题研究意义课题研究意义国内现有监测方法的缺点国内现有监测方法的缺点FSMFSM检测技术的优势检测技术的优势侵入式测量，易引起泄漏侵入式测量，

3、易引起泄漏 不适用于高温高压环境不适用于高温高压环境 检测效率较低检测效率较低 检测精度易受操作人员影响检测精度易受操作人员影响无侵入式测量，无泄漏危险无侵入式测量，无泄漏危险适用于弯头、适用于弯头、T T接头等复杂几何体以接头等复杂几何体以及高温、高压等不易接触位置的腐及高温、高压等不易接触位置的腐蚀检测，且不受涂层或者保温层的蚀检测，且不受涂层或者保温层的影响影响检测效率高检测效率高检测精度高且不易受操作人员影响检测精度高且不易受操作人员影响使用寿命较长使用寿命较长2.2.国内外研究现状国内外研究现状 挂片法挂片法 电阻探针电阻探针 线性极化探针线性极化探针 电化学噪声法电化学噪声法 超声

4、检测超声检测普光气田地面普光气田地面集输系统腐蚀监测集输系统腐蚀监测 由由SI开发并取得专利开发并取得专利便携式便携式FSM无损检测仪无损检测仪 在线在线FSMlogFSM电极夹套设计电极夹套设计 腐蚀特征与电场特征信号变化关系腐蚀特征与电场特征信号变化关系广泛应用于炼化装置、核电设备广泛应用于炼化装置、核电设备海底管线腐蚀监测领域海底管线腐蚀监测领域 国国 内内国国 外外 技技 术术 垄垄 断断3.13.1课题研究目标课题研究目标u设计基于设计基于FSM的海底管道的海底管道腐蚀监测技术方案腐蚀监测技术方案u设计基于设计基于FSM的海底管道的海底管道腐蚀监测样机模型腐蚀监测样机模型u模拟海洋腐

5、蚀条件建立海底管道模拟海洋腐蚀条件建立海底管道腐蚀缺陷与电场特腐蚀缺陷与电场特征信号变化的关系模型征信号变化的关系模型3.23.2课题研究内容课题研究内容深入分析深入分析FSM技术原理技术原理对海底管道进行腐蚀失效风险分析对海底管道进行腐蚀失效风险分析设计基于设计基于FSM的海底管道的腐蚀监测技术方案的海底管道的腐蚀监测技术方案设计监测系统模型，设计设计监测系统模型，设计FSM检测探头检测探头利用模拟的腐蚀样品建立海底管道腐蚀缺陷与电场利用模拟的腐蚀样品建立海底管道腐蚀缺陷与电场特征信号变化的关系模型特征信号变化的关系模型3.33.3 FSMFSM系统大体框图系统大体框图 电流供给电流供给电流

6、馈入点电流馈入点电流流出点电流流出点信号分析设备及软件信号分析设备及软件电流流向电流流向数据传输数据传输3.43.4 拟解决的关键问题拟解决的关键问题对海底管道腐蚀监测区域的确定对海底管道腐蚀监测区域的确定FSM电极阵列探头中电极数目的确定和布置电极阵列探头中电极数目的确定和布置电极种类的选择电极种类的选择FSM电极阵列探头夹套的设计电极阵列探头夹套的设计模拟海洋腐蚀环境不同腐蚀形态，不同腐蚀程度的模拟海洋腐蚀环境不同腐蚀形态，不同腐蚀程度的样品，确定相应的电场特征信号样品，确定相应的电场特征信号4.14.1 课题研究的技术路线课题研究的技术路线对海底管道进行腐蚀失效对海底管道进行腐蚀失效风险

7、分析风险分析确定确定FSM腐蚀监测方案腐蚀监测方案确定所需电极数目以及确定所需电极数目以及电极间距电极间距建立建立FSM监测系统模型监测系统模型实验室模拟试验实验室模拟试验建立海底管道腐蚀与电场特征信号变化建立海底管道腐蚀与电场特征信号变化间的理论模型间的理论模型监测系统和理论模型的现场试验监测系统和理论模型的现场试验及校对及校对4.14.1 课题创新性课题创新性1.FSM电场特征腐蚀监测方法具有挂片、探针等同类方法不可比拟的显电场特征腐蚀监测方法具有挂片、探针等同类方法不可比拟的显著优势，在检测精度、检测效率、安装与维修、适应检测环境等方面都具著优势，在检测精度、检测效率、安装与维修、适应检

8、测环境等方面都具有显著的竞争优势。有显著的竞争优势。挂片法挂片法电电阻阻探探针针线线性极化性极化阻抗阻抗电电化学化学噪声噪声超声法超声法FSM高温高温环环境境受限受限受限受限受限受限受限受限受限受限不受限不受限高高压环压环境境受限受限受限受限受限受限受限受限不受限不受限不受限不受限适用介适用介质质所有所有所有所有电电解液解液电电解液解液所有所有所有所有侵入式侵入式测测量量是是是是是是是是否否否否是否需要是否需要电电解液解液否否否否是是是是否否否否覆盖面覆盖面积积点点点点点点点点点点/面面点点/面面连续监测连续监测否否是是是是是是否否是是安装人工成本安装人工成本低低中中中中中中高高高高监测方法监

9、测方法技术特性技术特性4.14.1 课题创新性课题创新性2.自主设计自主设计FSM腐蚀监测探头，自主设计腐蚀监测探头，自主设计FSM 腐蚀监测系统腐蚀监测系统3.针对海底管道典型材料的腐蚀特征，通过室针对海底管道典型材料的腐蚀特征，通过室 内试验建立其与内试验建立其与FSM电场信号特征变化之间电场信号特征变化之间 的关系模型的关系模型5.15.1 课题预期成果课题预期成果完成完成FSM腐蚀监测探头的设计腐蚀监测探头的设计完成完成FSM腐蚀监测系统的设计腐蚀监测系统的设计建立海底管道典型材料的腐蚀特征与建立海底管道典型材料的腐蚀特征与FSM电场特征电场特征变化之间的关系变化之间的关系公开发表公开

10、发表12篇论文篇论文5.25.2 课题进度安排课题进度安排2010.092010.11 查阅国内外相关文献和课题相关信息，制定 课题总体方案。2010.122011.01 深入探究FSM检测技术机理，设计FSM腐蚀 监测探头。2011.022011.06 设计FSM腐蚀监测系统模型。2011.072011.09 模拟不同腐蚀形态、不同腐蚀程度的典型材 料样品，采集其对应的电场特征信号变化。2011.102011.10 分析所采集到的信号，建立典型材料的腐蚀 特征与电场特征信号变化之间的关系。2011.112012.01 现场试验校对，对腐蚀监测系统与建立的关 系模型进行优化调整。2012.022012.03 整理资料，撰写论文。2012.042012.05 准备论文答辩。谢谢 谢！谢！