在管道系统中，尽早发现结构或材料缺陷有助于避免严重的管道坍塌事故，从而防止环境破坏和高昂的维修成本。因此，为了确保材料的结构完整性，使用适当且可靠的腐蚀监测工具至关重要。

电化学噪声测量、声发射技术和光纤技术是三种不同原理的无损检测（NDT）方法，将这些方法相结合可形成一套高度互补的多模态融合无损检测技术，用于监测化工生产装置中的腐蚀情况，即可以揭示活跃的腐蚀过程，也可以对腐蚀损伤进行可靠的量化分析。

无损检测技术人员正在检查管道焊缝（图片来源：Funtay/iStock）

NO.1-电化学噪声测量在金属-电解质界面上，腐蚀过程中的氧化和还原反应会产生电位差。因此，通过分析这种电位

的短期和长期变化，可以获取有关活跃腐蚀过程的信息。在电位噪声测量中，可以使用输入电阻大于10 GΩ、分辨率

为100 nV的纳伏表。通过通用接口总线（GPIB）将纳伏表连接到计算机，计算机控制纳伏表并将测量数据存储在硬盘

上。电位差是在传感器主体和Ag/AgCl参比电极之间测量的。通过结合时域中的模式识别技术和统计分析，可以区分碳

钢的均匀腐蚀、不锈钢的均匀腐蚀、不锈钢的点蚀以及不锈钢的应力腐蚀开裂（SSC）。电化学噪声（EN）测量比传统

的无损检测方法（如渗透、磁粉或超声检测）具有更高的精度。实际上，无需对测量数据进行进一步的滤波处理，所

开发的电位噪声测量概念也可用于工业环境中。

NO.2-声发射技术腐蚀过程会导致金属-电解质界面处的微观结构发生变化，这些变化释放的能量会产生瞬态弹性波。

声发射技术可以测量比可听声音频率更高、强度更低的声音，因此可以使用断裂波检测器实现实时监测。通过模式识

别技术和统计分析，可以区分不同类型的腐蚀，包括不锈钢的点蚀、碳钢和不锈钢的应力腐蚀开裂等。声发射技术可

以监测点蚀或裂纹的萌生和扩展，这为电化学噪声测量提供了重要的补充信息。

NO.3-光纤技术首先将光纤（OF）附着在待测表面上，然后激光二极管驱动光脉冲通过光纤。由于腐蚀活动引起的表

面应力条件的变化也会改变光纤的应力条件，而光纤应力条件的变化会调制光脉冲，分析这种调制对于量化腐蚀损伤

非常有用，即可以通过光脉冲强度的变化来检测和量化腐蚀程度。在持续的腐蚀过程中，预应力会减小，通过光纤的

激光脉冲强度会增加。基于此就可以绘制出强度随时间变化的曲线，来描述材料的腐蚀速率。光纤在监测腐蚀速率相

对较低的均匀腐蚀时非常有用，因此，光纤技术与声-超声波技术互补，并已被证明可靠性很高。

技术人员在工作现场焊接光缆（图片来源：Koonsiri Boonnak/iStock）

NO.4-光学检查系统对管道内部进行检查，通常的做法是使用闭路电视（CCTV）摄像头和离线人工调查，通过原始图

像评估来识别故障。然而，这种方法存在一些局限性，如管道内部可见度不足，由于照明条件困难而导致图像质量较

差等。

一种基于强度的光学系统可以作为管道内部检查的新替代方案。该系统由激光二极管、光环图案生成器和电荷耦合器

件（CCD）摄像头组成。通过提取管道图像中的强度信息，生成管道内壁的表面状态图。

在孔洞等不连续处，图像的强度会发生显著变化。例如，小的表面缺陷会导致强度增加，这些缺陷可以通过强度的明

暗水平来识别。一旦准确提取了环形轮廓，就可以在每个轮廓上检测缺陷，而不必在整个图像中搜索可能的缺陷。

技术总结

本文提出了一种基于激光的新型无损检测系统，这是一种组合式的检测技术，基于将激光生成的环形光投射到管道内

壁上，通过分析投射光环的强度，可以检测管道内表面上的孔洞和缺陷位置。

这种新技术将电化学噪声测量、声发射技术和光纤技术进行融合互补，通过结合电化学噪声测量和声发射结果，可以

揭示活跃的腐蚀过程；电化学噪声测量将腐蚀过程的电化学信息进行可视化呈现，而声发射技术则监测腐蚀过程的材

料结构变化，如钝化膜破裂、裂纹扩展和点蚀扩展等。

这种多模态融合的无损检测新技术可用于监测碳钢和不锈钢的均匀腐蚀、不锈钢的点蚀以及碳钢和不锈钢的应力腐蚀

开裂等，试验证明比传统的单一无损检测方法具有更高的精度，有助于确保管道的结构完整性，降低维护成本，防止

灾难性故障发生，进而实现更安全、更可持续的管道运营。

作者：Della Anggabrata

来源：Corrosionpedia

译者：上材小编