石油儲(chǔ)罐腐蝕行為及腐蝕監(jiān)測(cè)研究進(jìn)展

趙澤，胡世杰，林睿，萬(wàn)捷，楊昊焜，張明震，王文彬，祝傳秋，杜翠翠，張小華,

1.中國(guó)石油新疆油田王家溝油氣儲(chǔ)運(yùn)中心，新疆 烏魯木齊 830000

2.湖南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410082

新疆油田王家溝油氣儲(chǔ)運(yùn)中心地處烏魯木齊市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)(頭屯河區(qū))，占地面積約141萬(wàn)m2，始建于1961年，業(yè)務(wù)范圍涵蓋原油及成品油石油的儲(chǔ)存、管道運(yùn)輸、鐵路外運(yùn)等方面。王家溝儲(chǔ)運(yùn)中心屬于大型油庫(kù)，是“中國(guó)石油烏魯木齊儲(chǔ)運(yùn)中心”，也是中亞國(guó)際大通道的樞紐，具有占地面積大、庫(kù)區(qū)內(nèi)設(shè)施眾多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)。各類儲(chǔ)油罐是其中的重要設(shè)施，在石油的儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。

在儲(chǔ)油罐長(zhǎng)年運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中，由于儲(chǔ)罐外部接觸到復(fù)雜的大氣環(huán)境，儲(chǔ)罐內(nèi)部?jī)?chǔ)存著腐蝕性石油介質(zhì)，以及儲(chǔ)罐底部含有無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)酸、硫化物、微生物和各種雜質(zhì)沉淀的沉積水腐蝕環(huán)境，因此腐蝕是一種常見的自然現(xiàn)象。另外，儲(chǔ)罐底板與儲(chǔ)罐底部圈板的T形焊縫由于焊接處理問(wèn)題而形成局部熱應(yīng)力區(qū)域，更是成為腐蝕的敏感部位。以上包括外部、內(nèi)壁、T形焊縫等儲(chǔ)罐不同部位(特別是儲(chǔ)罐底板)存在的各種腐蝕問(wèn)題會(huì)縮短儲(chǔ)罐的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)將引發(fā)罐底穿孔、崩罐甚至報(bào)廢，造成嚴(yán)重的安全風(fēng)險(xiǎn)及巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還可能引發(fā)惡性泄漏及環(huán)境污染事故。2015年中國(guó)腐蝕報(bào)告顯示[1]，僅2014年我國(guó)因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失和解決腐蝕所付出的經(jīng)濟(jì)代價(jià)遠(yuǎn)超所有自然災(zāi)害損失的總和，約占當(dāng)年國(guó)民生產(chǎn)總值的3.34%。因此，腐蝕一直是困擾我國(guó)石油化工行業(yè)的難題。

針對(duì)石油儲(chǔ)罐復(fù)雜多樣的環(huán)境條件及儲(chǔ)罐復(fù)雜的腐蝕行為，對(duì)儲(chǔ)運(yùn)中心石油儲(chǔ)罐不同部位、不同防護(hù)措施下的腐蝕行為進(jìn)行系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究，確定儲(chǔ)運(yùn)中心儲(chǔ)罐腐蝕的重點(diǎn)環(huán)節(jié)和關(guān)鍵影響因素，對(duì)其腐蝕過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，建立有效的腐蝕失效監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并評(píng)價(jià)腐蝕的發(fā)生和腐蝕程度，評(píng)估儲(chǔ)油裝置的剩余壽命，最大限度地將腐蝕泄漏危險(xiǎn)納入可預(yù)測(cè)、可預(yù)防的范圍內(nèi)，是儲(chǔ)運(yùn)中心亟待解決的課題。

本文主要結(jié)合石油儲(chǔ)罐腐蝕影響因素、腐蝕行為及儲(chǔ)罐腐蝕監(jiān)測(cè)方法的研究和發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)誘發(fā)儲(chǔ)罐腐蝕的主要因素進(jìn)行了分析，對(duì)照各種儲(chǔ)罐腐蝕監(jiān)測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，討論不同的腐蝕監(jiān)測(cè)方法在儲(chǔ)罐腐蝕監(jiān)測(cè)中應(yīng)用的可行性，為石油儲(chǔ)罐腐蝕高效監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展提供有價(jià)值的參考。

1 儲(chǔ)罐腐蝕行為及其影響因素

儲(chǔ)油罐運(yùn)營(yíng)過(guò)程環(huán)境條件復(fù)雜多樣，不同部位所處環(huán)境介質(zhì)有很大差異，各部位的腐蝕影響因素及腐蝕行為、腐蝕機(jī)理各不相同(見圖1)。針對(duì)儲(chǔ)油罐內(nèi)外壁、罐頂、底板、焊縫等不同部位所處腐蝕環(huán)境和腐蝕影響因素的差異，國(guó)內(nèi)外研究者開展了大量研究，并提出了相應(yīng)的防護(hù)措施。以下對(duì)儲(chǔ)罐外壁、罐頂內(nèi)部、內(nèi)壁、底板外側(cè)、底板內(nèi)壁、T形焊縫等不同部位腐蝕的影響因素及腐蝕行為的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。

圖1 儲(chǔ)油罐腐蝕關(guān)鍵影響因素及腐蝕類型示意圖Figure 1 Schematic diagram of the types of corrosion of oil storage tank and their key influencing factors

1.1 外壁

儲(chǔ)油罐主要處于大氣環(huán)境中。大氣中的水蒸氣使罐體外壁表面形成連續(xù)的薄層水膜，水膜溶解大氣中的O2、CO2及石油化工企業(yè)所處的工業(yè)大氣中通常存在的SO2、H2S、NO2等有害氣體導(dǎo)致罐體外壁發(fā)生電化學(xué)腐蝕。在這種情況下，均勻腐蝕是主要的腐蝕形式。但是，當(dāng)儲(chǔ)油罐表面存在局部凹陷、焊縫或是沉積雜物等不均勻狀態(tài)時(shí)，參與電化學(xué)腐蝕陰極過(guò)程的氧氣濃度的不均勻分布將導(dǎo)致罐體表面不均勻的局部腐蝕，甚至造成嚴(yán)重的腐蝕穿孔。

1.2 罐頂內(nèi)部

儲(chǔ)油罐頂內(nèi)部一般不與油品直接接觸，通常處于油氣相環(huán)境。油氣相環(huán)境中O2、H2S、CO2等酸性氣體溶解在水蒸氣中，引發(fā)電化學(xué)腐蝕[2]，這是導(dǎo)致儲(chǔ)油罐頂內(nèi)部腐蝕的主要原因。一方面，CO2的存在使得儲(chǔ)罐材料的腐蝕產(chǎn)物中有FeCO3，可能造成局部的坑點(diǎn)、片狀等腐蝕形式。另一方面，油氣相H2S的存在使得電化學(xué)腐蝕的陽(yáng)極過(guò)程及陰極過(guò)程更為復(fù)雜。陽(yáng)極過(guò)程形成表面活性中間物(FeHS?)，促進(jìn)陽(yáng)極腐蝕產(chǎn)物的遷移，使得陽(yáng)極過(guò)程活化加速；陰極過(guò)程中H2S與水蒸氣的相互作用則令陰極去極化過(guò)程明顯加速。因此，儲(chǔ)油罐頂內(nèi)部往往存在嚴(yán)重的腐蝕。

1.3 內(nèi)壁

與油品直接接觸的儲(chǔ)油罐內(nèi)壁中部的腐蝕主要是油品的化學(xué)腐蝕。油品直接接觸區(qū)儲(chǔ)罐內(nèi)壁通常僅僅發(fā)生比較輕微的腐蝕。但是，油品中的水、氧及硫化物、硫醇金屬衍生物等對(duì)該部位腐蝕過(guò)程的影響較大。另外，在儲(chǔ)油罐內(nèi)壁油/氣界面、水/油界面處存在氧氣濃度差異，使得這兩處界面的氧濃差腐蝕及由此產(chǎn)生的點(diǎn)蝕成為必須重點(diǎn)關(guān)注的腐蝕形式。

1.4 底板外側(cè)

承受復(fù)雜載荷的大型儲(chǔ)油罐在長(zhǎng)期服役的過(guò)程中，罐基礎(chǔ)沉降、瀝青砂防水層開裂等造成罐底部分受到潮濕的土壤環(huán)境的影響，土壤中大量的積水、無(wú)機(jī)鹽、不均勻氧分布、雜散電流、微生物等因素容易誘發(fā)儲(chǔ)罐底板外側(cè)發(fā)生積水腐蝕、土壤腐蝕、雜散電流腐蝕等嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象。

底板外側(cè)積水在罐底局部形成氧濃差電池，毛細(xì)作用使得罐底各部位積水含鹽量不同，加大了氧濃差電池的電位差，從而造成儲(chǔ)罐底板的不均勻腐蝕。

儲(chǔ)罐底板土壤腐蝕更為復(fù)雜，土壤的電阻率、鹽分、含水量、含氣量及微生物、雜散電流等都對(duì)底板土壤腐蝕過(guò)程產(chǎn)生較大的影響，而且這些因素相互影響，使得儲(chǔ)罐底板腐蝕更難以控制。

雜散電流干擾也是儲(chǔ)罐底板腐蝕的重要影響因素，雜散電流引起的腐蝕不僅快速而且劇烈，能在較短時(shí)間內(nèi)發(fā)生多次腐蝕穿孔[3]，廣大研究者對(duì)直流與交流雜散電流促進(jìn)金屬腐蝕發(fā)生的情形展開了大量的研究。Fu等[4]指出交流電會(huì)使鋼的腐蝕電位負(fù)移，從而增強(qiáng)鋼的電化學(xué)活性，促進(jìn)其腐蝕。實(shí)際上，交流引起的雜散電流腐蝕僅僅是等效陽(yáng)極直流干擾時(shí)腐蝕的很小一部分[5]。Qian等[6]認(rèn)為直流雜散電流可使陽(yáng)極/陰極極化，從而加速鋼腐蝕和溶解氧的陰極還原。X52管線鋼在土壤溶液中的腐蝕實(shí)驗(yàn)表明，存在10 A/m2的直流雜散電流時(shí)腐蝕速率相比自由腐蝕速率高了十幾倍。當(dāng)無(wú)直流干擾時(shí)，鋼材表面清晰、光亮，幾乎無(wú)腐蝕，但雜散電流密度增大后，鋼材表面快速變暗，有明顯的腐蝕產(chǎn)物。

雜散電流還通過(guò)影響陰極保護(hù)(cathodic protection，CP)而間接影響儲(chǔ)油罐底板的腐蝕速率。Xu等[7]研究發(fā)現(xiàn)在不同的CP電位下，鋼腐蝕速率隨交流電流密度呈現(xiàn)不同幅度的變化。保護(hù)電位較正時(shí)，交流和直流雜散電流對(duì)鋼的腐蝕影響都比較大。當(dāng)存在交流電流干擾時(shí)，需控制陰極保護(hù)電位低于?0.85 V(相對(duì)于飽和甘汞電極)。若CP電位控制在?0.85 V，即使是1 A/m2的直流雜散電流都極大地促進(jìn)鋼的腐蝕，其腐蝕速率可能超過(guò)1 mm/a。針對(duì)雜散電流的存在，如何為儲(chǔ)罐底板制定合適的陰極保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)成為目前行業(yè)里的一個(gè)重要問(wèn)題。

1.5 底板內(nèi)壁

油罐儲(chǔ)存的油品中夾雜的少量水分及氣相水蒸氣的凝結(jié)水經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間沉積和下沉，在罐底逐漸形成了沉積水。通常儲(chǔ)運(yùn)中心的儲(chǔ)油罐排水管的中心線比罐底高300 mm左右，由于排水管高度的限制，罐底長(zhǎng)年存在沉積水無(wú)法排盡的問(wèn)題[8]，總有200 ~ 300 mm的沉積水存在。沉積水引起儲(chǔ)罐底板腐蝕的因素相當(dāng)復(fù)雜，沉積水中大量的氯化物、硫化物、溶解氧、酸性物質(zhì)及硫酸鹽還原菌(SRB)引起的電化學(xué)腐蝕和微生物腐蝕成為儲(chǔ)罐底板內(nèi)側(cè)腐蝕的主要原因。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，美國(guó)油田生產(chǎn)環(huán)節(jié)中油井及其管線腐蝕中有70%是由SRB引起的[9]。其中，最具代表性的是SRB代謝反應(yīng)引起的儲(chǔ)罐底板內(nèi)壁的微生物腐蝕。SRB在厭氧條件下不斷消耗罐底水溶液中氫原子產(chǎn)生的氫，一方面將硫酸鹽還原成硫化物，另一方面使得罐底防腐層部分脫落，鋼板表面電化學(xué)腐蝕過(guò)程中的陰極反應(yīng)不斷進(jìn)行，由此促進(jìn)罐底鋼板表面的陽(yáng)極反應(yīng)，使罐底板的腐蝕過(guò)程加速進(jìn)行。

1.6 T形焊縫

儲(chǔ)罐在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)因?yàn)楹附庸に嚮蛘吆附蛹夹g(shù)等原因造成焊接點(diǎn)存在一定的問(wèn)題，比如在底板與儲(chǔ)罐底部圈板的連接位置，即T形焊縫處易產(chǎn)生局部熱應(yīng)力。發(fā)生局部熱應(yīng)力的直接后果就是會(huì)在焊縫熱應(yīng)力區(qū)與基材處形成缺陷、外應(yīng)力、殘余應(yīng)力，以及電化學(xué)性質(zhì)等方面存在很大差別的腐蝕敏感部位。同時(shí)，儲(chǔ)罐底部會(huì)有雨水和污水的聚集，形成腐蝕的環(huán)境并加劇儲(chǔ)罐的破壞。因此，局部熱應(yīng)力及積水成為儲(chǔ)罐T形焊縫處腐蝕的重要因素。

綜上所述，由于儲(chǔ)罐存儲(chǔ)介質(zhì)成分的復(fù)雜性及自身長(zhǎng)時(shí)間與土壤和大氣直接接觸的工作方式，在內(nèi)部腐蝕性介質(zhì)與外部復(fù)雜環(huán)境的共同作用下，儲(chǔ)罐時(shí)刻受到腐蝕作用的威脅。為了保障安全生產(chǎn)，必須定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修。目前油田公司范圍內(nèi)儲(chǔ)罐腐蝕檢測(cè)多以固定周期進(jìn)行，需要先清罐，再開罐檢測(cè)，導(dǎo)致儲(chǔ)罐停產(chǎn)周期長(zhǎng)，各單位生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本非常高。為了避免因儲(chǔ)罐腐蝕而產(chǎn)生相應(yīng)的安全事故，保障儲(chǔ)運(yùn)中心的安全生產(chǎn)和管理，同時(shí)為了減少檢修次數(shù)、延長(zhǎng)維護(hù)周期，必須對(duì)儲(chǔ)罐各部位的腐蝕情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，建立有效的腐蝕失效監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。對(duì)此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開展了大量的研究，以下是儲(chǔ)罐腐蝕監(jiān)測(cè)方法的主要研究發(fā)展現(xiàn)狀。

2 監(jiān)測(cè)方法

迄今為止，腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)大致可以分為兩大類，一類是以掛片失重法、超聲波測(cè)厚法為代表的非電化學(xué)方法，另一類是以極化阻力法及電化學(xué)阻抗譜技術(shù)為代表的電化學(xué)方法。

2.1 非電化學(xué)方法

2.1.1 掛片失重法

掛片失重法作為腐蝕科學(xué)研究中最為傳統(tǒng)的一種檢測(cè)方法，模擬了金屬片在環(huán)境中自然腐蝕的過(guò)程，以金屬掛片發(fā)生腐蝕前后的質(zhì)量變化為依據(jù)評(píng)估腐蝕的嚴(yán)重程度。失重法不僅可以用于獲取金屬的平均腐蝕速率，而且可聯(lián)合一系列材料表征手段(如掃描電鏡、X射線衍射等)來(lái)推測(cè)腐蝕機(jī)理。

掛片失重法作為一種經(jīng)典的腐蝕監(jiān)測(cè)方法，具有自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：

1) 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，掛片期間無(wú)需操作，監(jiān)測(cè)成本低廉。

2) 監(jiān)測(cè)結(jié)果穩(wěn)定可靠，與其他腐蝕監(jiān)測(cè)方法聯(lián)用時(shí)常作為驗(yàn)證其可靠性的依據(jù)。如王一品等[10]在武漢的大氣環(huán)境下以掛片失重法為參照，驗(yàn)證了電阻探針技術(shù)監(jiān)測(cè)結(jié)果的可靠性。

模擬掛片的工作模式也使得這種監(jiān)測(cè)方法存在一定弊端[11-12]：

1) 實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)。金屬掛片需要長(zhǎng)時(shí)間處在腐蝕環(huán)境(如土壤)中，無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)量。

2) 重現(xiàn)性較差。通常需要多組平行實(shí)驗(yàn)。由于金屬掛片處在腐蝕環(huán)境中不受人為干擾，監(jiān)測(cè)過(guò)程中無(wú)法得知表面狀態(tài)，無(wú)法保證每個(gè)腐蝕掛片的監(jiān)測(cè)結(jié)果都真實(shí)有效，尤其是金屬掛片在腐蝕過(guò)程中不能發(fā)生斷裂。

3) 獲得的腐蝕信息有限。金屬掛片的質(zhì)量變化是腐蝕的結(jié)果，僅能獲取平均腐蝕速率，無(wú)法判斷試驗(yàn)過(guò)程中金屬掛片腐蝕行為發(fā)生變化的時(shí)間。

4) 影響因素多。流體、腐蝕產(chǎn)物、掛片方位等都是影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素。

掛片法作為一種傳統(tǒng)的腐蝕檢測(cè)方法，憑借著自身成本低廉的優(yōu)勢(shì)，作為長(zhǎng)距離管道腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的選擇之一，在實(shí)際生產(chǎn)中有一定的應(yīng)用。但掛片法僅能獲取金屬材料處于某腐蝕環(huán)境中的平均腐蝕速率，充其量作為管道及儲(chǔ)罐腐蝕行為的參照，常需要與其他檢測(cè)技術(shù)并用。如伊拉克東南部哈法亞油田[13]及國(guó)內(nèi)特大型海相整裝氣田[14]均選擇掛片法與其他監(jiān)測(cè)方法并用來(lái)考察金屬設(shè)備的腐蝕行為，為油田/氣田的腐蝕監(jiān)測(cè)與防護(hù)提供參考。除此之外，煉化行業(yè)中水煤漿氣化裝置[15]的腐蝕也可通過(guò)掛片法及其他監(jiān)測(cè)方法的聯(lián)用來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.1.2 超聲波測(cè)厚技術(shù)

超聲波測(cè)厚技術(shù)利用了聲波信號(hào)在傳播過(guò)程中遇到不同界面(如缺陷、底面等)會(huì)發(fā)生反射、折射的物理特性，導(dǎo)致聲波信號(hào)的傳播過(guò)程發(fā)生一定程度的衰減，通過(guò)比較聲波返回信號(hào)之間的差異來(lái)估計(jì)壁厚[16]，其工作原理如圖2所示。

圖2 超聲波測(cè)厚技術(shù)原理示意圖[17]Figure 2 Schematic diagram showing the principle of ultrasonic thickness inspection technology [17]

超聲波測(cè)厚是一種常見的檢測(cè)方法[18]，具有成本低、快速靈活和無(wú)損的特點(diǎn)。相較于掛片失重法，超聲波測(cè)厚技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于：

1) 可以直接測(cè)量實(shí)際管道的壁厚。

2) 可以通過(guò)聲波信號(hào)之間的差異來(lái)確定腐蝕缺陷的形態(tài)特征。

3) 檢測(cè)快，測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

基于以上特點(diǎn)，超聲波測(cè)厚技術(shù)目前在腐蝕監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用十分廣泛。例如，我國(guó)目前規(guī)模最大、豐度最高的特大型整裝海相氣田──普光氣田于2016年將超聲波測(cè)厚技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)以獲取集氣站和井管線處的腐蝕速率。檢測(cè)結(jié)果表明實(shí)際腐蝕速率介于0.017 ~ 0.055 mm/a之間，通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)壁厚、原始壁厚、人工檢測(cè)與超聲波檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，超聲波檢測(cè)技術(shù)的測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，與人工測(cè)量數(shù)據(jù)之間的偏差率在0.16% ~ 0.33%之間。該技術(shù)的應(yīng)用可以替代傳統(tǒng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的人工檢測(cè)，降低人工成本及員工勞動(dòng)強(qiáng)度，有助于掌握管線腐蝕狀態(tài)，對(duì)保證普光氣田安全平穩(wěn)生產(chǎn)具有重要意義[19]。

但是，超聲波測(cè)厚技術(shù)在腐蝕監(jiān)測(cè)中仍存在如下不足[20]：

1) 檢測(cè)效率低、易漏檢，不善于監(jiān)測(cè)和確定短或窄的腐蝕特征，如點(diǎn)蝕。

2) 需要使用耦合劑將探頭與被測(cè)對(duì)象進(jìn)行連接。

3) 無(wú)法對(duì)埋地管道或其他處于危險(xiǎn)環(huán)境的管道進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

4) 一般只用于離線檢測(cè)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期的在線監(jiān)測(cè)，而且是通過(guò)定期檢測(cè)來(lái)評(píng)價(jià)金屬材料的腐蝕狀況，無(wú)法實(shí)時(shí)體現(xiàn)環(huán)境變化對(duì)腐蝕狀態(tài)的影響。

5) 聲速變化會(huì)影響測(cè)量精度。除此之外，材料性質(zhì)、鍍層、銹蝕、耦合劑厚度等也會(huì)給測(cè)量帶來(lái)誤差。這是由于該方法是建立在假定聲速恒定的基礎(chǔ)上的，實(shí)際聲速易受環(huán)境溫度及應(yīng)力的影響，折射角也會(huì)因聲速變化而產(chǎn)生改變。因此，在測(cè)試前通常需要進(jìn)行聲速校正，消除或降低聲速變化對(duì)腐蝕監(jiān)測(cè)精度的影響。

2.1.3 漏磁檢測(cè)技術(shù)

漏磁檢測(cè)技術(shù)是目前使用最為廣泛的無(wú)損腐蝕檢測(cè)技術(shù)之一[21]。通過(guò)磁化產(chǎn)生磁場(chǎng)，材料表面狀態(tài)的改變和缺陷的形成會(huì)引起磁導(dǎo)率的改變，磁力線的畸變形成漏磁場(chǎng)，通過(guò)特定的磁傳感器(如磁敏二極管、霍爾傳感器等)收集并分析漏磁信號(hào)即可獲得金屬表面狀態(tài)和缺陷特征，工作原理如圖3所示。

圖3 漏磁檢測(cè)技術(shù)工作原理示意圖[22]Figure 3 Schematic diagram showing the principle of magnetic leakage detection technology [22]

漏磁檢測(cè)技術(shù)具有掛片失重法和超聲波測(cè)厚法這兩種方法不具備的優(yōu)勢(shì)[23]：

1) 可以檢測(cè)變形，且能對(duì)缺陷量化。

2) 易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，檢測(cè)效率高。

3) 靈敏度高，對(duì)磁性金屬工件表面裂紋、孔洞等缺陷的檢測(cè)效果顯著，即便對(duì)無(wú)明顯特征的缺陷也能做到有效排查，適用于大面積監(jiān)測(cè)。

漏磁檢測(cè)技術(shù)也存在一定的局限性：

1) 對(duì)材料磁化要求高。漏磁檢測(cè)技術(shù)的工作基礎(chǔ)是漏磁信號(hào)的獲取與分析，因此被檢材料必須為磁性金屬材料。

2) 不適用于形狀復(fù)雜的工件及表面有涂層或其他覆蓋層的工件。

3) 軸向特性較差。太窄的缺陷會(huì)因磁通量泄漏太小而無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量，長(zhǎng)而粗糙的缺陷可能會(huì)被誤以為是一系列凹坑。

漏磁檢測(cè)技術(shù)自應(yīng)用于腐蝕科學(xué)領(lǐng)域后，便憑借著自身優(yōu)勢(shì)受到科研工作者的廣泛關(guān)注，相關(guān)研究大量開展，并在輸氣管道的腐蝕監(jiān)測(cè)中應(yīng)用廣泛。徐冠中等[24]將設(shè)計(jì)的漏磁檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用在天然氣長(zhǎng)輸管道缺陷檢測(cè)工程項(xiàng)目中，對(duì)比10處不同的內(nèi)外部缺陷的漏磁檢測(cè)報(bào)告與實(shí)際開挖結(jié)果后發(fā)現(xiàn)，漏磁檢測(cè)系統(tǒng)具有較高的檢測(cè)精度，可以將誤差控制在10%以內(nèi)。凌沛文等[25]在另外一處天然氣長(zhǎng)輸管道的漏磁檢測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)2處金屬損失深度大于20%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的管道缺陷，并基于內(nèi)檢測(cè)報(bào)告進(jìn)行開挖檢測(cè)，也驗(yàn)證了漏磁檢測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量精度可以高達(dá)90%以上。該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用可以準(zhǔn)確可靠地對(duì)天然氣管道、儲(chǔ)罐及相關(guān)化工設(shè)備中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，及時(shí)解決問(wèn)題，為安全生產(chǎn)提供有力幫助。

2.1.4 渦流檢測(cè)技術(shù)

渦流檢測(cè)也是無(wú)損檢測(cè)技術(shù)中常用的方法之一，應(yīng)用于金屬材料腐蝕或缺陷檢測(cè)時(shí)具有極高的實(shí)用性。這種檢測(cè)方法的工作原理如圖4所示。在被檢工件的上方平行放置一個(gè)載有交變電流的激勵(lì)線圈，受電磁感應(yīng)作用，金屬工件內(nèi)部產(chǎn)生渦流，渦流信號(hào)的大小、振幅、相位、流動(dòng)形式等均受到工件電磁特性、幾何尺寸及表面缺陷的影響，且反作用于激勵(lì)線圈令阻抗發(fā)生變化，以此來(lái)判斷工件的表面狀態(tài)是否發(fā)生了改變[26]。

圖4 渦流檢測(cè)技術(shù)的工作原理示意圖[27]Figure 4 Schematic diagram showing the principle of eddy current inspection technology [27]

使用渦流檢測(cè)技術(shù)獲取腐蝕信息時(shí)具有以下優(yōu)勢(shì)[28]：

1) 具有很高的靈敏度，響應(yīng)快，分辨率高。

2) 適用范圍廣，適合大部分條件苛刻的檢測(cè)環(huán)境，可以在高溫、狹窄區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)。

在某氣田全長(zhǎng)18.036 km的含硫集輸管道的內(nèi)腐蝕檢測(cè)中使用Pioneer檢測(cè)器檢測(cè)管道金屬損失缺陷時(shí)，渦流檢測(cè)數(shù)據(jù)與開挖實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析后發(fā)現(xiàn)，渦流內(nèi)檢測(cè)缺陷位置與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的誤差不超過(guò)60 cm，缺陷深度誤差介于?0.32% ~ 18.7%之間，缺陷寬度和長(zhǎng)度誤差在±45 mm范圍內(nèi)，很好地驗(yàn)證了電磁渦流檢測(cè)技術(shù)對(duì)內(nèi)腐蝕缺陷量化大小及深度的準(zhǔn)確度[29]。

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)電磁渦流檢測(cè)技術(shù)的理論研究成果較多，成型設(shè)備卻很少。另外，渦流檢測(cè)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中仍存在以下局限性：

1) 無(wú)法檢測(cè)工件的內(nèi)部缺陷。這是因?yàn)榧?lì)線圈通入交變激勵(lì)信號(hào)時(shí)，渦流趨膚效應(yīng)的存在使得試件不同深度處的渦流密度分布不均，渦流場(chǎng)集中在試件表面。因此在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，常規(guī)的渦流檢測(cè)技術(shù)僅適用于金屬表面及近表面的缺陷。

2) 僅適用于鐵磁性材料或能感生渦流的非金屬材料的檢測(cè)。

3) 渦流效應(yīng)的影響因素眾多，難以對(duì)工件的缺陷進(jìn)行定性與定量。

2.1.5 電阻探針技術(shù)

電阻探針技術(shù)作為一種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)，一直在腐蝕監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。這種方法利用了導(dǎo)體的截面積在任意時(shí)刻均與自身電阻成線性關(guān)系的特性，當(dāng)材料表面狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，材料厚度與截面積的縮小會(huì)引起自身電阻的改變，據(jù)此與金屬損耗的關(guān)系可計(jì)算出腐蝕量與腐蝕速率[30-31]。電阻探針的結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 電阻探針結(jié)構(gòu)示意圖[32]Figure 5 Structural sketch of resistance probe [32]

華北油田第五采油廠[33]于2019年在榆一站、趙一站安裝了高測(cè)試精度的電阻探針式注水系統(tǒng)腐蝕率在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。同年5月至12月在榆一站同時(shí)進(jìn)行了掛片實(shí)驗(yàn)與腐蝕速率的在線測(cè)量，8個(gè)月的測(cè)量數(shù)據(jù)驗(yàn)證了電阻探針技術(shù)的可靠性，兩組數(shù)據(jù)基本吻合，平均誤差在10%以內(nèi)。趙一站的測(cè)量數(shù)據(jù)在某段時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的波動(dòng)與廠區(qū)施工時(shí)間高度重合，進(jìn)一步驗(yàn)證了應(yīng)用電阻探針技術(shù)的腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有較高的準(zhǔn)確性。大量的應(yīng)用研究表明電阻探針技術(shù)具有諸多特點(diǎn)，包括：測(cè)量原理簡(jiǎn)單、快速、周期短；適用性廣，可用于不同介質(zhì)的測(cè)量環(huán)境(如氣相、液相等)；可實(shí)時(shí)提供連續(xù)的腐蝕數(shù)據(jù)，可以遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)[34-35]。因此，電阻探針技術(shù)能對(duì)油田系統(tǒng)的腐蝕情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為油田系統(tǒng)掌握設(shè)備腐蝕動(dòng)向、采取防腐手段提供有力的技術(shù)支持，滿足了油田系統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程中的防腐需要。

但電阻探針?lè)ㄒ泊嬖谝恍┤秉c(diǎn)[36-37]：

1) 靈敏度不高，金屬損耗到達(dá)一定量后才會(huì)反應(yīng)。為了保證靈敏度，電阻探針通常很薄，加工要求很高，使用壽命也較短。

2) 誤差較大，腐蝕產(chǎn)物的導(dǎo)電性會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響，即不適用于腐蝕速率較高的體系。

3) 測(cè)量精度易受環(huán)境溫度影響，需要溫度補(bǔ)償單元來(lái)盡可能消除溫度對(duì)電阻的影響。

4) 無(wú)法定量監(jiān)測(cè)腐蝕狀態(tài)。

2.1.6 電感探針技術(shù)

電感探針是一種內(nèi)含線圈與金屬薄片的探針。探針會(huì)在激勵(lì)電流的作用下基于電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生磁場(chǎng)，當(dāng)金屬薄片表面狀態(tài)及厚度發(fā)生改變時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化引起線圈電感的變化，根據(jù)電感的變化與金屬損耗的關(guān)系可推算出金屬的腐蝕速率與腐蝕量[38]。電感探針的結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖6 電感探針的結(jié)構(gòu)示意圖[39]Figure 6 Structural sketch of inductive probe [39]

電感探針技術(shù)在結(jié)構(gòu)形式上與電阻探針技術(shù)相似，但原理不同，各有各的優(yōu)勢(shì)。電感探針技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于[40-42]：

1) 使用范圍廣，測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定可靠。研究[39,43]發(fā)現(xiàn)，以電感探針檢測(cè)技術(shù)為基礎(chǔ)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在高溫高壓條件下測(cè)得的腐蝕速率與掛片實(shí)驗(yàn)的誤差均不超過(guò)10%。

2) 靈敏度高，線圈電感對(duì)金屬薄片的厚度變化十分敏感，響應(yīng)較常規(guī)電阻探針快2 ~ 3個(gè)數(shù)量級(jí)，電阻探針的響應(yīng)時(shí)間為1 h左右，電感探針的反應(yīng)時(shí)間只需10 min左右。

3) 解決了掛片失重法測(cè)試周期長(zhǎng)、重現(xiàn)性差，以及電阻探針?lè)ú贿m用于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的問(wèn)題之余，也很好地集成了二者的優(yōu)勢(shì)，可以檢測(cè)到腐蝕速率的短期變化，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，工作效率更高。

但電感探針技術(shù)也有一定的局限性：

1) 測(cè)量精度易受環(huán)境溫度的影響。材料的導(dǎo)磁性容易受到周圍環(huán)境(如溫度等)的干擾，在測(cè)量過(guò)程中需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償。

2) 成本相對(duì)較高。

目前電感探針技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用，尤其是油氣行業(yè)中重點(diǎn)部位的腐蝕監(jiān)測(cè)。例如燕化公司煉油廠[44]在蒸餾設(shè)備中分布了134個(gè)高低溫電感探針監(jiān)測(cè)點(diǎn)，通過(guò)獲取管道和設(shè)備的腐蝕變化趨勢(shì)與結(jié)果來(lái)評(píng)價(jià)“一脫三注”(即原油脫鹽，塔頂注入有機(jī)胺、低溫緩蝕劑和水)等防腐蝕工藝的效果。中石化某天然氣凈化廠[45]也在2009年投入使用了一套含有156個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的電感探針腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，運(yùn)行狀態(tài)良好。

2.2 電化學(xué)方法

2.2.1 電化學(xué)噪聲技術(shù)

電化學(xué)噪聲是指電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)演化過(guò)程中，其電化學(xué)狀態(tài)參數(shù)、狀態(tài)參量的一種隨機(jī)非平衡波動(dòng)現(xiàn)象[46]。電化學(xué)噪聲的產(chǎn)生與電化學(xué)系統(tǒng)本身有關(guān)，不受儀器的噪聲或其他外來(lái)因素干擾[47]，能夠原位、連續(xù)、無(wú)損地監(jiān)測(cè)局部腐蝕的萌生與發(fā)展[48]，通過(guò)對(duì)電化學(xué)噪聲的分析可以測(cè)量腐蝕速率、判斷腐蝕類型和監(jiān)測(cè)材料腐蝕情況。該技術(shù)在局部腐蝕的監(jiān)測(cè)領(lǐng)域研究較多[49]。

目前，市場(chǎng)上基于電化學(xué)噪聲法的商品化腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要是美國(guó)Honey-well公司的Smart CET500系統(tǒng)和英國(guó)CAPCIS公司的Concerto MkII系統(tǒng)[50]，但國(guó)內(nèi)石油化工行業(yè)針對(duì)該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用較少。朱培可等[51]認(rèn)為常規(guī)檢測(cè)方法無(wú)法準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)局部腐蝕，而電化學(xué)噪聲技術(shù)具有較好的檢測(cè)效果。他們以304不銹鋼為實(shí)驗(yàn)材料，對(duì)比了多種電化學(xué)測(cè)試方法對(duì)人為制造的局部腐蝕的檢測(cè)效果，結(jié)果表明電化學(xué)噪聲技術(shù)與線性極化、電化學(xué)阻抗譜等方法的測(cè)試結(jié)果吻合，采用電化學(xué)噪聲技術(shù)能夠有效監(jiān)測(cè)局部腐蝕。該技術(shù)有望在未來(lái)應(yīng)用于石油化工行業(yè)局部腐蝕的監(jiān)測(cè)中。

2.2.2 極化曲線技術(shù)

極化曲線是一種電化學(xué)測(cè)量技術(shù)。利用極化方法研究金屬腐蝕信息的主要方式有3種：強(qiáng)極化區(qū)的Tafel外推法、線性極化法和弱極化法。

2.2.2 .1 強(qiáng)極化區(qū)的Tafel外推法

當(dāng)極化電位偏離自然腐蝕電位足夠遠(yuǎn)時(shí)被稱為強(qiáng)極化區(qū)(通常?φ> ±100 mV)。強(qiáng)極化區(qū)的過(guò)電位與電流呈現(xiàn)一條直線，沿陰、陽(yáng)極極化曲線外推至相交處即可確定腐蝕電流密度jcorr，以評(píng)價(jià)腐蝕速率[52]，如圖7所示。

圖7 Tafel外推過(guò)程示意圖Figure 7 Schematic diagram of Tafel extrapolation

利用強(qiáng)極化區(qū)的Tafel直線外推法具有以下優(yōu)勢(shì)[53]：

1) 簡(jiǎn)便、快速。

2) 可以提供反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)信息，如通過(guò)陽(yáng)極Tafel斜率βa與陰極Tafel斜率βc來(lái)判斷決速步驟等。

3) 可用于判斷緩蝕劑的作用機(jī)理，篩選緩蝕劑。

強(qiáng)極化區(qū)的Tafel直線外推法的劣勢(shì)[53]在于：

1) 測(cè)量過(guò)程對(duì)體系的擾動(dòng)非常大，具有破壞性，精度較差。強(qiáng)極化過(guò)程中所施加的極化電流密度的絕對(duì)值比腐蝕電流密度高2 ~ 3個(gè)數(shù)量級(jí)，可能導(dǎo)致電極表面狀態(tài)改變而發(fā)生鈍化，獲取的腐蝕信息有一定的偏差，測(cè)量結(jié)果無(wú)法反映最真實(shí)的腐蝕速率。

2) 極化曲線方法測(cè)量的是暫態(tài)結(jié)果，無(wú)法直接反映腐蝕速率隨時(shí)間變化的趨勢(shì)。

3) 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的極化控制十分困難，不適用于實(shí)際環(huán)境中的腐蝕監(jiān)測(cè)。

2.2.2 .2 線性極化測(cè)量技術(shù)

當(dāng)極化電位與自然腐蝕電位的偏移值較為微小時(shí)被稱為線性極化區(qū)[54](通常?φ <±10 mV)。在線性極化范圍內(nèi)可以用Stern-Geary方程式[55]來(lái)描述腐蝕電流密度jcorr與極化電阻Rp之間的關(guān)系，如式(1)所示。其中B為Stern常數(shù)，取決于Tafel斜率βa與βc，如式(2)所示[56]。對(duì)于大多數(shù)系統(tǒng)而言，B介于13 ~ 52 mV之間。

線性極化測(cè)量技術(shù)在彌補(bǔ)了強(qiáng)極化的劣勢(shì)的同時(shí)，也具有以下優(yōu)勢(shì)：

1) 原理簡(jiǎn)單，測(cè)試快速。

2) 微弱的極化不會(huì)引起金屬表面狀態(tài)的變化及腐蝕控制機(jī)理的變化，適宜連續(xù)檢測(cè)或應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。

線性極化測(cè)量技術(shù)的劣勢(shì)在于：

1) 精度較低。部分腐蝕體系在腐蝕電位φcorr附近的線性度不高或陰陽(yáng)極極化的線性區(qū)域不完全對(duì)稱，影響了測(cè)量精度。

2) 需要預(yù)先獲取陰陽(yáng)極Tafel斜率才能利用Stern-Geary方程式計(jì)算金屬的瞬時(shí)腐蝕速率，無(wú)法直接反映腐蝕速率隨時(shí)間的變化情況。

3) 不適合電導(dǎo)率較低的體系。

線性極化探針在國(guó)內(nèi)石油化工行業(yè)具有一定的應(yīng)用基礎(chǔ)。普光氣田作為國(guó)內(nèi)目前已知最大規(guī)模的海相整裝高含硫氣田，高濃度H2S、CO2等酸性氣體的存在使得氣田集輸管道受到腐蝕問(wèn)題的困擾。集輸管道系統(tǒng)采用了腐蝕掛片與線性極化探針等多種監(jiān)測(cè)手段并用的方式，設(shè)置了300個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)用以評(píng)估管道的腐蝕狀態(tài)，有效降低了腐蝕泄漏風(fēng)險(xiǎn)[57]。

2.2.2 .3 弱極化測(cè)量技術(shù)

極化電位與腐蝕電位之間的偏移值相差±(10 ~ 70) mV時(shí)屬于弱極化。由于弱極化法測(cè)定金屬腐蝕速率的理論比較復(fù)雜，早年的研究較少。但隨著腐蝕科學(xué)研究的深入，這種測(cè)量技術(shù)也逐漸被科學(xué)家們重視起來(lái)。

張銀等[58]采用中科院金屬所研制的CMB-4510A腐蝕速率測(cè)量?jī)x針對(duì)勝利采油廠坨三站污水處理流程中的實(shí)際腐蝕情況，利用線性極化、弱極化及交流阻抗相結(jié)合的方法進(jìn)行了腐蝕速率的測(cè)量，監(jiān)測(cè)結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)掛片的結(jié)果吻合，誤差小于6%。這表明電化學(xué)測(cè)量方法能夠反映油田生產(chǎn)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的腐蝕狀況，可以用于監(jiān)測(cè)腐蝕速率及緩蝕劑的緩蝕效果，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

2.2.3 電化學(xué)阻抗譜

電化學(xué)阻抗譜(EIS)也稱為交流阻抗技術(shù)，是在平衡電位的條件下，對(duì)電化學(xué)測(cè)量體系施加十分微小的擾動(dòng)，通過(guò)分析機(jī)理信號(hào)與響應(yīng)信號(hào)之間的頻率與相位之間的變化來(lái)獲取金屬的腐蝕信息，屬于一種非破壞性和非侵入性的技術(shù)，能夠較真實(shí)地反映測(cè)量體系的腐蝕狀況，適合混凝土等高電阻體系，應(yīng)用范圍極其廣泛[21,53,59-60]。等效電路擬合是阻抗譜分析的常用方法，它利用了電路的阻抗特性與電化學(xué)系統(tǒng)阻抗特性相似的特點(diǎn)，通過(guò)電器元件(電阻、電容、電感等)的串并聯(lián)來(lái)模擬電化學(xué)反應(yīng)，能夠提供金屬腐蝕更多的動(dòng)力學(xué)信息，同時(shí)有助于更好地研究金屬腐蝕機(jī)理，因此EIS常作為研究金屬腐蝕機(jī)理的重要方法。

電化學(xué)阻抗譜的劣勢(shì)在于[53,59,61-62]：

1) 對(duì)于快速腐蝕的樣品，低頻測(cè)量可能存在困難。

2) 電化學(xué)阻抗譜技術(shù)與線性極化測(cè)量技術(shù)存在相同的缺陷，仍需要事先得知Tafel斜率與Stern-Geary系數(shù)以將極化電阻Rp轉(zhuǎn)化為腐蝕速率。

3) 數(shù)據(jù)解析過(guò)程復(fù)雜，專業(yè)性強(qiáng)，而且測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性取決于等效電路是否合適。但由于腐蝕體系的多樣性，不存在統(tǒng)一的電路模型，針對(duì)具體的腐蝕體系需要具體分析。

2.2.4 恒電量監(jiān)測(cè)技術(shù)

恒電量監(jiān)測(cè)技術(shù)憑借著快速、無(wú)損、靈敏度高和重現(xiàn)性好的特點(diǎn)受到科研工作者們的關(guān)注。這種技術(shù)將恒定電荷作為激勵(lì)信號(hào)用于擾動(dòng)電化學(xué)測(cè)量體系，隨后記錄并分析被測(cè)電極雙電層電容自放電過(guò)程中的電位衰減曲線來(lái)獲取與腐蝕相關(guān)的電化學(xué)信息[63]。由于腐蝕過(guò)程中同時(shí)存在物質(zhì)變化與電量傳遞，通過(guò)計(jì)算腐蝕反應(yīng)的電量可以準(zhǔn)確測(cè)量金屬的腐蝕速率[64]。恒電量技術(shù)的本質(zhì)是一種暫態(tài)斷電松弛技術(shù)，測(cè)量過(guò)程是在沒有任何靜電流通過(guò)的開路條件下進(jìn)行的，不受溶液介質(zhì)電阻的影響，適用于高阻體系，而且激勵(lì)信號(hào)擾動(dòng)小、瞬時(shí)，更能反映材料的真實(shí)腐蝕狀態(tài)[65-66]。

恒電量技術(shù)的發(fā)展較晚。Kanno等[67-68]于20世紀(jì)70年代末成功運(yùn)用該技術(shù)評(píng)估了溶液中金屬的腐蝕速率，這標(biāo)志著其作為一種監(jiān)測(cè)技術(shù)正式進(jìn)入腐蝕科學(xué)領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)，湖南大學(xué)在恒電量監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的研究起步較早，在理論研究與實(shí)際應(yīng)用方面都開展了大量工作，并成功將恒電量技術(shù)應(yīng)用于緩蝕劑的篩選、不銹鋼及鋁合金上的小孔腐蝕研究、涂層防護(hù)性能的評(píng)價(jià)、混凝土中鋼筋腐蝕的測(cè)定等領(lǐng)域[69-71]。這些重要的研究工作使得恒電量技術(shù)迅速發(fā)展成為一種靈敏、快速的智能型腐蝕監(jiān)測(cè)方法，也預(yù)示著恒電量腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)在油氣田、石化、能源電力等諸多領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。

表1總結(jié)了不同監(jiān)測(cè)技術(shù)的優(yōu)劣勢(shì)。

表1 不同腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比Table 1 Comparison of advantages and disadvantages of different corrosion monitoring technologies

3 總結(jié)

石油工業(yè)系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備特別是儲(chǔ)罐的腐蝕一直是困擾石油化工行業(yè)發(fā)展的全球性難題，腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，還容易引發(fā)安全事故。大量的研究工作推動(dòng)了腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展，目前已經(jīng)派生出多種監(jiān)測(cè)方法，但并非所有監(jiān)測(cè)方法都能應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)，如何實(shí)現(xiàn)真實(shí)儲(chǔ)罐的監(jiān)測(cè)，用于評(píng)估儲(chǔ)罐腐蝕狀況及剩余使用壽命，依舊是當(dāng)前腐蝕科學(xué)領(lǐng)域的重點(diǎn)研究方向。恒電量技術(shù)相對(duì)于現(xiàn)有的其他非電化學(xué)和電化學(xué)技術(shù)，具有擾動(dòng)小、靈敏度高、測(cè)量快速和適合高阻體系的特點(diǎn)，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。可以預(yù)期，恒電量腐蝕實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)在油氣田、石化、能源電力等諸多領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)的安全管理和預(yù)警中有著廣闊的應(yīng)用前景。