[發明專利]一種用于石油管道的手持式快速腐蝕測試儀

有效

• 申請號: 201310140211.0
• 申請日: 2013-04-22
• 公開（公告）號: CN103234896A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 周鳳星;楊君;張偉;梅志堅;董烈超
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術領域

?本發明屬于石油管道腐蝕檢測技術領域。具體涉及一種用于石油管道的手持式快速腐蝕測試儀。

背景技術

????????隨著我國經濟的快速發展，石油需求越來越大，油氣管道的建設也在如火如荼的進行。油氣輸送行業主要采用鋼制管道，而這些石油中含硫、水、氧的比例較高，還有其它腐蝕性物質，這些物質構成酸性環境，會與金屬管道壁發生電化學反應，對輸油管道壁造成損害，因腐蝕造成的穿孔現象給石化行業的安全生產、儲運帶來了巨大的挑戰。第十屆科博會中國石油石化工程建設發展峰會上，關于腐蝕發言主題提供的一組數據顯示：2011年我國由于腐蝕造成的損失遠遠超過了石油的凈收益。因此腐蝕檢測技術越來越得到了國家、石油公司的關注和重視。

目前國內用于石油管道腐蝕檢測的技術主要有：第一種是掛片腐蝕檢測技術，該技術主要是通過掛片使用前后的質量變化來計算均勻腐蝕速度；其缺點是測試周期一般要幾個月，且必須把掛片從介質中取出來才能評價腐蝕。第二種是電阻腐蝕檢測技術，該技術是將測量元件安插在管路中，由于介質對測量元件的腐蝕使它的橫截面積減小，從而導致電阻增大，通過測量電阻值的變化量來計算出試件的腐蝕減薄量和腐蝕速率；其缺點是受溫度影響大、測試響應速度慢和分辨率低，且要求腐蝕必須是均勻的，如果出現孔蝕、應力腐蝕破裂或其他局部性腐蝕情況，測量結果容易出現偏差。第三種是電感腐蝕檢測技術，該技術是將金屬試片置于測試線圈所產生的磁場中，當探頭表面試樣由于腐蝕和磨蝕而變薄時線圈內空氣中磁力線長度增大，從而影響測試線圈的等效電感及感抗，通過檢測電感變化推算出金屬試片的腐蝕減薄量；其缺點是受溫度影響大，測試響應速度雖比電阻探針有所提高但仍需幾十分鐘，分辨率低。第四種是腐蝕壁厚檢測技術，該技術主要通過超聲波測厚，但需要人為操作且不能獲得實時的壁厚數據，受外界環境影響大，分辨率低。

綜上所述，以上幾種管道腐蝕檢測技術測試存在的主要問題是：響應速度較慢、設備體積較大不易攜帶，只能用于現場在線檢測。而現場在線檢測所涉及到的供電系統、數據存儲容量和數據發送等，則限制了在線腐蝕檢測系統的野外使用，而石油管道大部分都鋪設在野外的無人區，若僅依靠有限的現場在線腐蝕檢測就會使石油管道安全存在盲區。

發明內容

本發明旨在克服上述技術缺陷，目的是提供一種用于石油管道的手持式快速腐蝕測試儀，該測試儀便于攜帶、測試響應速度快、靈敏度高、測試結果精確、人機界面豐富、操作性強、存儲方式多且存儲容量大、測試數據以電子表格形式存儲、能長時間連續工作、能自動識別測試點和所采集的數據能實時遠程傳輸。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：該測試儀包括腐蝕傳感器?、LI-ION電池電量檢測模塊、數據采集單元、TFT彩屏、PC機、單片機、GSM/GPRS模塊、時鐘模塊、鍵盤模塊、電子標簽和數據存儲單元。

數據采集單元的信號輸入端3a、3b與LI-ION電池電量檢測模塊的輸出端2a、腐蝕傳感器的輸出端1a對應連接，數據采集單元的輸出端D0-D7、TFT彩屏的端口D0-D7、數據存儲單元的端口D0-D7與單片機的I/O口P1.0-P1.7分別對應連接，TFT彩屏的控制端口CS、RST、RS、WR、RD與單片機的端口P0.6、P3.4、P3.5、P3.6、P3.7對應連接，PC機的USB接口通過PL2303與單片機的引腳TXD、RXD連接，GSM/GPRS模塊的端口TERM-ON、TXD、RXD與單片機的端口P4.4、TXD2、RXD2對應連接，時鐘模塊的端口SCLK、I/O、RST與單片機的端口P0.4、P0.5、P3.2對應連接，鍵盤模塊的兩條行線、鍵盤模塊的二條列線與單片機的端口P0.0-P0.3對應連接，電子標簽的信號輸出端與單片機的端口P4.3連接，數據存儲單元的端口CS_SD、CS_U、WR_U?/?WR_SD、RD_U?/?RD_SD、A0_U?/?A0_SD、SCL、SDA與單片機的端口P0.7、P4.1、P3.6、P3.7、P4.0、P2.0、P2.1對應連接。

該測試儀設置有供電模塊，供電模塊的LI-ION電池的引線V+與電平轉換電路的輸入端Vin連接，供電模塊向LI-ION電池電量檢測模塊?、數據采集單元、TFT彩屏、單片機、GSM/GPRS模塊、時鐘模塊和數據存儲單元分別供電。

所述的數據采集單元包括第一濾波電路、第二濾波電路、第一放大器、第二放大器、第一光耦開關、第二光耦開關和16-Bit?A/D轉換。