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一种超声波在线测厚腐蚀监测仪表 1 90610
  • 项目分类:工业自动化
  • 是否获得资金:否
  • 联系人:许鸿
  • 发布单位:中国石油塔里木油田分公司
  • 是否已开发出产品:是
  • 发布时间:2021-10-23
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项目描述
博大油气开发部BZ301、BZ101、BZ1、DB11等4个集气站内管线全部采用碳钢管线,具有较高的腐蚀风险,前期对四个集气站采用人工定点测厚的方式对站内管线的腐蚀情况进行监测,四个集气站总计有测厚点824个,采用人工检测方式,每个月检测一次,检测一次需要3人1周左右时间(包括折装保温,人工检测),由于为人工定位检测,检测数据存在较大不确定性,不能精细分析管线腐蚀状态。根据《中国石油天然气股份有限公司天然气开发管理纲要》第五章“开发生产”中第五十四条第一、二款明确规定:地面生产系统监测项目包括:主要生产设备和管线腐蚀状况在线监测等。从井口到首站进行全流程泄漏检测。生产动态监测应纳入油田公司的生产经营计划,监测费用应按气田操作成本的3%~5%纳入预算。每月人工检测需要花费大量人工成本及物料成本,且现场保温材料经反复拆卸不能保证其完好性,存在大量现场低标情况,开发一种超声波在线测厚腐蚀监测仪表,在现场使用,在线超声波定点测厚可以消除人工工作量及保持现场完整性,提高监测精度,对管线壁厚减薄有效监控,有利于采取有针对性的防腐控制措施。
创新点/关键技术描述
利用超声波测厚仪检查容器和管道壁厚的变化,可以随时掌握设备、管道腐蚀损坏的程度。超声波测厚方法的优点是不损坏设备、管线,随时监测以了解其腐蚀速度的变化情况,由于超声波测厚具有灵活、直观的优点,所以本项目开发一种在线式超声波测厚定点检测仪表。
项目采用超声原理测厚,探头与管道采用固体耦合剂方式耦合,对管道没有损伤,测量分辨率可以达到0.01mm,可以很好的提高对腐蚀的检测能力。测厚系统数据通过网线采用modbusTCP协议传入系统,同时监测多个测厚点数据,也可以很方便做测厚点的数据保存管理。
超声波测量壁厚的工作原理如下:当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时,脉冲被反射回探头,通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度,其脉冲发生器激励一个带有窄电脉冲的专用高阻尼压电传感器。该脉冲是初始脉冲,并且由初始脉冲激励产生的超声信号的一部分在材料界面处被反射。 该信号称为起始波。 其余部分渗入材料并从另一侧反射回来。 该返回信号称为反向回波。起始波和后向回波之间的时间间隔表示超声波信号通过被测设备的声音路径时间。如果测量声音路径时间,则可以通过计算确定测试片的厚度,并且在测量厚度时确定声速。通过确定两次回波的波峰位置之间的时间差T,再根据超声波的声速v,即可计算出补测件的厚度d。
项目选用5MHz中心频率的超声波探头做为测量元件,设计了中心频率为5MHz的带通滤波电路,探头与带通滤波器的中心频率相同时,降噪的效果最好,当回波信号经检波电路处理后,由电压较电路和TDC-GP21为核心的时间测量电路,在单片机MCU的控制下完成对壁厚的测量,再通过MODBUS TCP协议上传至SCADA系统。
项目图片
团队描述
许鸿 博大油气开发部工程项目部主任 工程师
彭华 博大油气开发部工程项目部副主任 工程师
雷志云 博大油气开发部总工程师 工程师
张烜玮 博大油气开发部地面工艺部负责人 工程师
邓德海 博大油气开发部博孜油气开发部副经理 工程师
陈磊 博大油气开发部大北处理站二级工程师 工程师
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