超声波传感器系统，用于壁厚监测

介绍

对于储罐、高能管道、压力容器和其他关键资产来说，由于腐蚀和侵蚀造成的金属损失是油气和发电行业普遍存在的问题。金属损失可能导致压力密封装置失效，这可能导致严重后果，如生命损失、资产损坏、服务中断、环境损害、公众形象损害和监管罚款。因此，资产检查是运营商的要求，在29CFR-1910等法规和代码中是强制性的;API 570, ASME section V & XI, ASTM E797和NACE的IP 34101。

虽然有许多用于测量设备壁厚的方法，但O＆G和发电行业中使用的主要方法是便携式超声设备。超声波检测是非侵入性的，因为它被施加到管道或容器的外部。它是在大多数情况下部署的准确性和相对较低的成本无损检查（NDE）方法。但是，它确实有几个缺点。超声换能器或探针需要与管或容器的外表面直接接触。这可能需要脚手架，挖掘和剥离涂层或绝缘层。因此，访问结构的成本通常远远超过了检查的基本成本。此外，通常需要培训和认证的检查员来操作超声波仪器。此外，超声波测试有时需要人员暴露于潜在的危险环境。超声测量的准确性和可重复性是操作员依赖性的，最近的研究表明，检测概率（POD）可能是差的¹．最后，测量只是周期性地执行，拍摄工厂条件的快照。

许多终端用户有兴趣投资新技术以克服这些担忧。在过程工业中，如石油化工或炼油厂，关键的过程参数是实时测量的。通过关键性能指标或KPI，持续收集和报告振动、流量、温度、压力、PH值、设备故障或异常情况的信息。厚度测量的自动化将改变目前手工/定期测量的模式，将厚度和腐蚀速率测量作为监测工厂健康变量的在线过程，可用于优化资产使用和检查。

新解决方案：安装超声波传感器

安装超声波传感器是一种新技术，可以与手动UT(超声波检测)检测和现有的腐蚀速率监测解决方案竞争。这是因为它们具有提高数据质量的潜力，一次性、非侵入性安装，以及无需人工交互的远程操作能力。与UT测厚一样，解决方案是基于相对简单的超声波原理。

可以将电能转换为高频声学或超声能量的换能器，并使电气和反之亦然被半永久地连接到所测试的物体或资产的表面上。初始电激励脉冲和返回回波（或回波之间）之间的运输时间用于计算壁厚。可以通过这种技术测量诸如与后壁的距离或凹坑或裂缝的距离的特征。必须适当地将换能器尺寸和空间尺寸和空间，以了解发现坑的概率高于一定直径。

操作上，安装传感器解决方案类似于手动厚度测量。然而，它的根本性不同，因为换能器和仪器半永久地部署/安装。这解决了现有解决方案的几个缺点。一些主要优势如下：

• 仪器和探针以永久或半永久性的方式部署在资产上，可以远程访问。随着运营商未部署到检查点，这会降低随着时间的推移的准入成本。安装仪器后，可以从方便的接入点进行数据，以便手动数据采集选项，或者可以通过Internet远程访问集成系统。
• 由于固定的传感器位置和仪器，操作员对操作员，探头和仪器到仪器，消除了可变性。这消除了显着的误差来源，并且可以提高测量分辨率，精度和精度，这对于精确的腐蚀速率趋势尤为重要。
• 可以在自动系统上更频繁地收集数据（>每天> 1x）。这允许通过统计数据分析的更频繁的腐蚀速率趋势，例如线性最小二乘回归，这反过来应该导致提高数据精度。
• 这些类型的系统可以用集成的温度测量装置部署，从而可以从测量中自动移除由于温度变化引起的材料声速度的变化，从而消除了另一个重要的测量误差来源。
• 数据可访问。Wired and/or wireless installed sensor systems can make use of various forms of data backhaul, including the plant’s wired or wireless intranet, industrial wireless networks such as 802.15.4, (wireless HART, ISA100 or ZigBee), and satellite or cellular networks for remote collection points, allowing real-time data/asset health availability.