腐蚀检测方法和腐蚀检测装置与流程

1.本技术涉及管道领域，特别涉及一种腐蚀检测方法和腐蚀检测装置。


背景技术：

2.石油和天然气行业中，用来储存和运输原油、天然气等流体的管道或储罐等载体，在应用过程中管道或储罐等载体和流体之间会产生化学反应造成腐蚀或其他原因发生腐蚀而导致管道或储罐等载体的老化以及质量减少，腐蚀处的质量减少后，管道或储罐等载体的壁变薄，管道或储罐等载体的强度和刚度降低。腐蚀严重时，管道或储罐等载体会产生破损形成缝隙，从而导致流体从缝隙中泄露。因此，及时检测管道的腐蚀程度尤为重要。
3.相关技术中的一种腐蚀检测装置包括腐蚀挂片，将预先进行处理和称重后的腐蚀挂片悬挂在管道内部或储罐内部，使腐蚀挂片与流体接触预设时长，从管道或储罐内部取出腐蚀挂片，清洗后对腐蚀挂片称重，获取腐蚀后的挂片重量，通过腐蚀挂片的重量改变以及预设时长确定管道或储罐等载体的腐蚀程度。
4.但是，上述相关技术中腐蚀检测装置中的腐蚀挂片通过设置在管道内部通过与流体接触来接受腐蚀，预设时长后从管道内部取出腐蚀挂片进行腐蚀分析，但以腐蚀挂片的腐蚀程度确定管道的腐蚀程度，所获得的管道腐蚀结果可能不准确。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供了一种腐蚀检测方法和腐蚀检测装置。所述技术方案如下：
6.第一方面，提供了一种腐蚀检测方法，用于管道腐蚀测试装置，所述管道腐蚀测试装置包括振动激励器以及振动检测器，所述振动激励器以及所述振动检测器位于管道的待测管段，所述方法包括：
7.通过所述振动激励器向所述待测管段输入预设激振信号；
8.通过所述振动检测器采集所述待测管段的第一固有振动频率；
9.基于所述第一固有振动频率以及所述待测管段的参数确定所述待测管段的第一质量；
10.在所述待测管段运行预设时长转变为腐蚀管段后，通过所述振动激励器向所述腐蚀管段输入所述预设激振信号；
11.通过所述振动检测器采集所述腐蚀管段的第二固有振动频率；
12.基于所述第二固有振动频率以及所述腐蚀管段的参数确定所述腐蚀管段的第二质量与所述腐蚀管段的参数的对应关系；
13.基于所述对应关系以及所述第一质量确定所述第一质量和所述第二质量的差值。
14.可选的，所述基于所述第一固有振动频率以及所述待测管段的参数确定所述待测管段的第一质量，包括：
15.通过第一公式确定所述待测管段的第一质量，所述第一公式包括：
[0016][0017]
其中，所述m0为所述待测管段的第一质量，所述kc为所述待测管段的等效刚度，所述w0是所述待测管段的第一固有振动频率，所述ρ0是所述待测管段中的介质密度，所述υ0是所述待测管段内体积。
[0018]
可选的，所述基于所述第二固有振动频率以及所述腐蚀管段的参数确定所述腐蚀管段的第二质量与所述腐蚀管段的参数的对应关系，包括：
[0019]
通过第二公式确定所述腐蚀管段的第二质量与所述腐蚀管段的参数的对应关系，所述第二公式包括：
[0020][0021][0022]
其中，所述m1为所述腐蚀管段的第二质量，所述w1是所述腐蚀管段的第二固有振动频率，所述ρ1是所述腐蚀管段中的介质密度，所述δυ是所述腐蚀管段内体积，ρ
管道
为所述待测管段的密度。
[0023]
可选的，所述基于所述对应关系以及所述第一质量确定所述第一质量和所述第二质量的差值，包括：
[0024]
通过第三公式确定所述第一质量和所述第二质量的差值，所述第三公式包括：
[0025][0026]
可选的，所述通过第一公式确定所述待测管段的第一质量之前，所述方法还包括：
[0027]
获取所述待测管段的等效刚度、所述待测管段中的介质密度以及所述待测管段的内体积。
[0028]
可选的，所述通过第二公式确定所述腐蚀管段的第二质量与所述腐蚀管段的参数的对应关系之前，所述方法还包括：
[0029]
获取所述腐蚀管段中的介质密度。
[0030]
可选的，所述预设时长为半年至一年半。
[0031]
第二方面，一种管道腐蚀测试装置，所述管道腐蚀测试装置包括振动激励器、振动检测器以及固定支架；
[0032]
所述固定支架包括连接着的安装架以及固定架，所述安装架安装于管道的待测管段，所述振动激励器安装于所述固定架上，且在所述固定架的作用下与所述待测管段的外壁抵接；
[0033]
所述振动检测器安装于所述待测管段的外壁。
[0034]
可选的，所述固定支架还包括两个安装法兰，所述两个安装法兰安装于所述待测管段，所述安装架与所述两个安装法兰连接。
[0035]
可选的，所述振动激励器的数量为2，2个所述振动激励器分别在所述安装架的作用下与所述待测管段的外壁上相对的两个位置抵接。
[0036]
本技术实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0037]
提供一种管道腐蚀测试方法，用于包括振动激励器以及振动检测器的管道腐蚀测试装置，该方法首先获取待测管道在被腐蚀前的第一固有振动频率，并基于该第一固有振动频率得到待测管段在被腐蚀前的第一质量，之后通过类似的方式确定待测管段经过腐蚀后的第二质量和腐蚀管段的参数的对应关系，并基于该对应关系以及第一质量即可以确定第一质量和第二质量的差值，该差值即为管道的腐蚀质量，如此可以精确的获取管道的腐蚀质量。解决了相关技术中以获得的管道腐蚀结果可能不准确问题，达到了提高管道腐蚀结果的精确度效果。
附图说明
[0038]
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
[0039]
图1是本技术实施例提供的一种腐蚀检测方法的流程图；
[0040]
图2是本技术实施例提供的另一种腐蚀检测方法的流程图；
[0041]
图3是本技术实施例提供的一种腐蚀检测装置的结构示意图。
[0042]
通过上述附图，已示出本技术明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本技术构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本技术的概念。
具体实施方式
[0043]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0044]
石油天然气等行业中，存储和运输流体的载体，如管道、储罐等为具有较好的刚度和耐用度，通常为金属材质。但是管道或储罐内流体会对金属材料腐蚀，从而使管道或储罐发生裂纹、破损等情况，及时对管道或储罐的腐蚀情况进行检测，可以及时对裂纹进行补救或更换腐蚀管段，从而避免流体泄露造成的一系列污染和能源浪费问题。
[0045]
相关技术中的一种腐蚀检测方法，用于相关技术中的腐蚀检测装置，具体步骤如下：获取待检测腐蚀挂片的重量并记录；将待检测腐蚀挂片安装于管道的内部，使待检测腐蚀挂片与管道内部流体接触；等待预设时长，从管道内部取出腐蚀后的腐蚀挂片，获取腐蚀后的腐蚀挂片的重量；腐蚀后的腐蚀挂片的重量与待检测腐蚀挂片的重量的差值为腐蚀挂片的腐蚀量，通过腐蚀挂片的腐蚀程度分析管道的腐蚀程度，从而判断是否更换管道。
[0046]
但是，上述相关技术中的腐蚀检测方法中，查看一次管道的腐蚀程度时要将管道内部的腐蚀挂片取出，清洗后对腐蚀挂片称重才可获得腐蚀结果，而将腐蚀挂片装入管道内部和从管道内部取出腐蚀挂片的过程较为繁琐，会破坏管道的完整性。因此无法高频率获取管道的腐蚀情况。且相关技术中获取的实际为腐蚀挂片的腐蚀量，通过腐蚀挂片的腐蚀量对管道的腐蚀程度进行推导，所得到的管道的腐蚀程度结果不够准确。
[0047]
本技术实施例提供了一种腐蚀检测方法和腐蚀检测装置，能够解决上述相关技术
中存在的问题。
[0048]
图1是本技术实施例提供的一种腐蚀检测方法的流程图，用于管道腐蚀测试装置，管道腐蚀测试装置包括振动激励器以及振动检测器，振动激励器以及振动检测器位于管道的待测管段，具体步骤如下：
[0049]
步骤101、通过振动激励器向待测管段输入预设激振信号。
[0050]
步骤102、通过振动检测器采集待测管段的第一固有振动频率。
[0051]
步骤103、基于第一固有振动频率以及待测管段的参数确定待测管段的第一质量。
[0052]
步骤104、在待测管段运行预设时长转变为腐蚀管段后，通过振动激励器向腐蚀管段输入预设激振信号。
[0053]
步骤105、通过振动检测器采集腐蚀管段的第二固有振动频率。
[0054]
步骤106、基于第二固有振动频率以及腐蚀管段的参数确定腐蚀管段的第二质量与腐蚀管段的参数的对应关系。
[0055]
步骤107、基于对应关系以及第一质量确定第一质量和第二质量的差值。
[0056]
综上所述，本技术实施例提供一种管道腐蚀测试方法，用于包括振动激励器以及振动检测器的管道腐蚀测试装置，该方法首先获取待测管道在被腐蚀前的第一固有振动频率，并基于该第一固有振动频率得到待测管段在被腐蚀前的第一质量，之后通过类似的方式确定待测管段经过腐蚀后的第二质量和腐蚀管段的参数的对应关系，并基于该对应关系以及第一质量即可以确定第一质量和第二质量的差值，该差值即为管道的腐蚀质量，如此可以精确的获取管道的腐蚀质量。解决了相关技术中以获得的管道腐蚀结果可能不准确问题，达到了提高管道腐蚀结果的精确度效果。
[0057]
图2是本技术实施例提供的另一种腐蚀检测方法的流程图，用于管道腐蚀测试装置，管道腐蚀测试装置包括振动激励器以及振动检测器，振动激励器以及振动检测器位于管道的待测管段，具体步骤如下：
[0058]
步骤201、通过振动激励器向待测管段输入预设激振信号。
[0059]
振动激励器可以与外部电源连接，通电后开启振动激励器，振动激励器产生振动，振动激励器与待测管段的外壁抵接，振动激励器振动时，可以带动与其接触的待测管段振动，其中振动激励器的振动频率可以调节。
[0060]
步骤202、通过振动检测器采集待测管段的第一固有振动频率。
[0061]
振动检测器安装在待测管段的外壁上，可以检测待测管段的振动频率，也即是第一固有振动频率。
[0062]
步骤203、获取待测管段的等效刚度、待测管段中的介质密度以及待测管段的内体积。
[0063]
待测管段的材质、体积以及温度不同时，等效刚度也不相同，因此，在获取本技术中的第一质量前，先获取待测管段的等效刚度。待测管段用于输送介质，因此在进行腐蚀检测前，可以获取待测管段当前流经的介质的密度，示例性的，当待测管段输送的为天然气时，获取当前时刻下的天然气气质分析报告，从气质分析报告中获取天然气的密度。其中当前时刻指采集待测管段的第一固有振动频率的时刻。气质分析报告的获取以及报告具体内容可以参考相关技术，本技术实施例在此不作限定。待测管段的内体积可以通过待测管段的内直径以及待测管段的长度计算得到。
[0064]
步骤204、通过第一公式确定待测管段的第一质量。
[0065]
基于步骤202中获取的第一固有振动频率以及步骤203中获取的待测管段的等效刚度、待测管段中的介质密度以及待测管段的内体积，可以确定待测管段的第一质量。具体第一质量的确定可以通过第一公式计算得到，第一公式包括：
[0066][0067]
其中，m0为待测管段的第一质量，kc为待测管段的等效刚度，w0是待测管段的第一固有振动频率，ρ0是待测管段中的介质密度，υ0是待测管段内体积。
[0068]
步骤205、在待测管段运行预设时长转变为腐蚀管段后，通过振动激励器向腐蚀管段输入预设激振信号。
[0069]
管道的腐蚀周期较长，在管道运行至少半年后逐渐产生腐蚀变化，因此，预设时长可以为半年至一年半中的任一时长，也可以为其他时长，本技术实施例在此不作限定。在等待预设时长后，待测管段经过腐蚀成为腐蚀管段，由于管道发生腐蚀时，也即是管道的质量减少，谐振频率就会增加，因此通过谐振频率的变化可以获得管道质量的变化，从而得到管道的腐蚀量。因此，在管道发生腐蚀后，重新开启振动激励器，振动激励器振动时，带动与其接触的腐蚀管段振动。其中，通过振动激励器向腐蚀管段输入预设激振信号与通过振动激励器向待测管段输入预设激振信号相同。
[0070]
步骤206、通过振动检测器采集腐蚀管段的第二固有振动频率。
[0071]
通过安装在腐蚀管段外壁上的振动检测器检测腐蚀管段的振动频率，也即是采集腐蚀管段的第二固有振动频率。
[0072]
步骤207、获取腐蚀管段中的介质密度。
[0073]
获取采集第二固有振动频率时的腐蚀管道内运输的介质的密度，该介质密度可以从当前时刻获取的气质分析报告中得到。
[0074]
步骤208、通过第二公式确定腐蚀管段的第二质量与腐蚀管段的参数的对应关系。
[0075]
基于第二固有振动频率以及腐蚀管段的参数确定腐蚀管段的第二质量与腐蚀管段的参数的对应关系。
[0076]
第二公式包括：
[0077][0078][0079]
其中，m1为腐蚀管段的第二质量，w1是腐蚀管段的第二固有振动频率，ρ1是腐蚀管段中的介质密度，δυ是腐蚀管段内体积，ρ
管道
为腐蚀管段的密度。其中腐蚀管段的密度可以通过腐蚀管段的材料获得，不同金属材料的密度不同。
[0080]
步骤209、通过第三公式确定第一质量和第二质量的差值。
[0081]
第三公式包括：
[0082][0083]
基于对应关系以及第一质量确定第一质量和第二质量的差值，第一质量和第二质量的差值即为待测管段的腐蚀质量。第三公式的推导过程可以如下：
[0084][0085][0086][0087][0088][0089]
本技术实施例中可以直接获取待测管段的腐蚀量，无需通过腐蚀挂片的腐蚀量进行推导，因此本技术实施例中获得的管道腐蚀量更为精确。
[0090]
举例说明使用上述步骤201-209的管道腐蚀测试方法进行管道腐蚀量的检测时的过程如下：
[0091]
通过振动激励器向待测管段输入预设激振信号，通过振动检测器采集待测管段的第一固有振动频率w0＝400.000hz；获取待测管段的参数：内径为100mm,长度为400mm,内体积υ0＝0.0041m3，管道运行压力为0.6mpa，待测管段质量为6.2kg，型号为l245，密度为ρ
管道
＝7.85
×
103kg/m3，等效刚度kc＝992000，通过输送天然气的气质分析报告得到待测管段内天然气的密度ρ0＝26.4152kg/m3；经过一年后，获取腐蚀管段内天然气的密度ρ1＝26.4152kg/m3以及通过振动激励器向腐蚀管段输入相同的预设激振信号，得到w1为400.001hz；根据上述公式一、公式二和公式三计算得到最终待测管段的腐蚀质量为0.006179kg。也即是该段管道在输送天然气一年后，腐蚀量为0.006179kg。
[0092]
综上所述，本技术实施例提供一种管道腐蚀测试方法，用于包括振动激励器以及振动检测器的管道腐蚀测试装置，该方法首先获取待测管道在被腐蚀前的第一固有振动频率，并基于该第一固有振动频率得到待测管段在被腐蚀前的第一质量，之后通过类似的方式确定待测管段经过腐蚀后的第二质量和腐蚀管段的参数的对应关系，并基于该对应关系以及第一质量即可以确定第一质量和第二质量的差值，该差值即为管道的腐蚀质量，如此可以精确的获取管道的腐蚀质量。解决了相关技术中以获得的管道腐蚀结果可能不准确问题，达到了提高管道腐蚀结果的精确度效果。
[0093]
图3是本技术实施例提供的一种腐蚀检测装置的结构示意图。
[0094]
可选的，管道腐蚀测试装置包括振动激励器31、振动检测器32以及固定支架33。
[0095]
固定支架33包括连接着的安装架331以及固定架332，安装架331安装于管道的待
测管段20，振动激励器31安装于固定架332上，且在固定架332的作用下与待测管段20的外壁抵接。
[0096]
振动检测器32安装于待测管段20的外壁。
[0097]
综上所述，本技术实施例提供一种包括振动激励器以及振动检测器的管道腐蚀测试装置，该方法首先获取待测管道在被腐蚀前的第一固有振动频率，并基于该第一固有振动频率得到待测管段在被腐蚀前的第一质量，之后通过类似的方式确定待测管段经过腐蚀后的第二质量和腐蚀管段的参数的对应关系，并基于该对应关系以及第一质量即可以确定第一质量和第二质量的差值，该差值即为管道的腐蚀质量，如此可以精确的获取管道的腐蚀质量。解决了相关技术中以获得的管道腐蚀结果可能不准确问题，达到了提高管道腐蚀结果的精确度效果。
[0098]
可选的，固定支架33还包括两个安装法兰333，两个安装法兰333安装于待测管段20，安装架331与两个安装法兰333连接。固定支架33可以通过安装法兰333与待测管段20连接，法兰连接较为牢固，且便于拆卸。本技术实施例中的管道腐蚀测试装置通过法兰安装在待测管段的外壁上，检测完成后拆卸法兰即可取走管道腐蚀测试装置，相较于相关技术将挂片安装在管道内部，本技术实施例中的管道腐蚀测试装置不会破坏管道的完整性。
[0099]
可选的，振动激励器31的数量为2，2个振动激励器31分别在安装架331的作用下与待测管段20的外壁上相对的两个位置抵接。靠近振动源的位置的振动频率通常高于远离振动源的位置，而管道为周向管壁，为使与振动激励器31相对的管壁处的震动频率与和振动激励器31抵接处的管壁的震动频率相同，因此，可以在垂直于待测管道长度方向的两个相对分别设置一个振动激励器31。2个振动激励器31均可以由线圈与磁缸组成，通过电生磁的原理为待测管段的振动提供驱动力。振动检测器32与振动激励器31的结构相同，也可以由线圈与磁缸组成，但振动检测器32是通过待测管段振动使得线圈不断的切割磁场感应出电流从而获取震动频率。
[0100]
综上所述，本技术实施例提供一种包括振动激励器以及振动检测器的管道腐蚀测试装置，该方法首先获取待测管道在被腐蚀前的第一固有振动频率，并基于该第一固有振动频率得到待测管段在被腐蚀前的第一质量，之后通过类似的方式确定待测管段经过腐蚀后的第二质量和腐蚀管段的参数的对应关系，并基于该对应关系以及第一质量即可以确定第一质量和第二质量的差值，该差值即为管道的腐蚀质量，如此可以精确的获取管道的腐蚀质量。解决了相关技术中以获得的管道腐蚀结果可能不准确问题，达到了提高管道腐蚀结果的精确度效果。
[0101]
以上所述仅为本技术的可选的实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。