腐蚀监测范文第1篇

关键词：钢筋混凝土；腐蚀监测；监测技术

钢筋混凝土结构中的钢筋腐蚀是很复杂的过程，它在很大程度上受到结构所暴露的环境条件与混凝土之间相互作用的影响。近年来，对结构修复的目的都在于避免水和有害物质。虽然对环境条件的检测和数据评估的技术不断进步，但由于人们对新建的已修复过的结构中钢筋腐蚀的监测工作重视不够，在这一领域的技术方法和应用经验仍较少。本文主要阐述对钢筋混凝土结构进行监测的目的，并介绍各种不同的监测方法。

1 监测目的

对钢筋混凝土结构的腐蚀进行监测有各种不同的目的，它取决于结构的状况和为保护结构所要采取的具体措施：⑴新建结构，主要是钢筋开始腐蚀的时间和引起腐蚀的原因（氯离子浓度，PH值，混凝土的湿度）。⑵已修复过的结构，主要包括修复工作的有效性和持久性、特殊的修复方法或使用产品的经验以及产生腐蚀的原因。⑶既有结构，主要包括腐蚀速率和产生腐蚀的原因。另外，通过监测可以获得用于评估腐蚀风险的间接信息。确定监测系统的类型和所要研究的参数，应考虑以下因素：⑴结构的重要性（静力学，美学，使用性能等）；⑵产生腐蚀的原因（氯离子、碳化等）；⑶结构所有者是否愿意安装监测系统，以及所需的成本。

2 监测技术的类型

对钢筋腐蚀进行监测可采取不同的方法，可以采取整体测量法，也可以采取局部测量法。局部测量法分为如下两种：⑴埋入结构中（传感器、参比电极）；⑵移动式设备，但它们不适于整体性测量。表2-1中列出了几种重要的腐蚀监测方法。

3 用于混凝土的传感器

目前，装在混凝土中用于腐蚀监测的传感器系统的发展与应用越来越广泛。根据工作原理的不同，传感器测量法分为直接法和间接法。直接法可用来测量电化学参数，如腐蚀电位、宏电池电流和极化电阻；间接法则可测量混凝土因为腐蚀过程而产生的声发射、电解质析出或者微裂纹等方面的破坏信息。用于腐蚀监测的各种传感器见表3-1。

人工阳极是指埋入已被氯离子侵入的混凝土或砂浆中的活性腐蚀钢筋。为了测量宏电池电流，将人工阳极和结构中的钢筋垫片之间用导线连通，建议在安装之前称一下阳极钢筋的质量，这样可在随后得到实际的质量损失、点蚀孔的深度和阳极区域的具置。采用绝缘钢筋对阳极周围的混凝土性能没有改变。在安装定位后，腐蚀钢筋与垫片截面接触部分要被切除。膨胀环阳极、阳极钉系统和阳极阶梯系统都是用来测定超过氯离子临界浓度的初始时间的监测系统。用声发射法可以将因发生腐蚀过程而导致的混凝土微裂纹记录下来。由于混凝土的电阻率与其湿度有关，在评价腐蚀危害时混凝土湿度也是一个重要参数。

完全令人满意的传感器是不存在的，每个传感器系统都有它的优缺点。混凝土结构的设计者或者业主必须明确监测的目的，并弄清楚需要获得哪些方面的信息才能帮助其对结构的腐蚀情况实施有效的监控。

4 连续监测/在线监测

连续监测/在线监测就是把传感器装置植入混凝土结构中，对需要的参数（如气候、温度等）进行连续监测。在较短的时间间隔（几分钟到几小时），且有规律地重复的情况下，可将短期内和长期内各参数的变化全部监测到。

5 未来发展趋势

今后装备在线监测仪器的钢筋混凝土结构的数量将会越来越多，因为对腐蚀的在线监测是一种理想的预警系统，它能帮助人们针对具体的结构确定最佳的修复时间和修复方法，因而能明显地减少维修费用，这一点对于那些因为造价高或处于静载荷下不便于修复的重要建筑物尤为重要。因为费用较高，这项技术还未作为标准的控制方法推广使用，为了达到这个目的，需进一步开展以下研究工作：⑴降低监控系统产品的生产和安装费用；⑵简化数据记录仪的安装；⑶无线化传输数据。

[参考文献]

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腐蚀监测范文第2篇

关键词：腐蚀 在线监测

1、净化装置腐蚀监测的目的、意义

腐蚀监测是全面认识净化装置设备、管线腐蚀现状，制定防腐蚀措施的基础；是监测、评价防腐蚀措施效果的有效手段；是指导防腐工作开展的依据；能起到掌握净化装置的腐蚀现状、腐蚀动态，通过防腐措施的实施及监控，避免因腐蚀造成的后果，最终实现“控制和减缓腐蚀以及安全事故的发生，为装置安全平稳运行提供保障。

2、常用的在线腐蚀监测技术

目前，常用的在线腐蚀监测技术有：电化学监测、电阻探针监测、电感探针监测、pH值探针监测。这四种技术基于不同的原理，具有不同的特点和应用场合，实际应用中应当做好对比，合理选型。

（1）电化学监测：电化学探针是测量流过电极表面的电流指标来确定腐蚀速度电化学方法。

其优点是速度快，不需要测量腐蚀减薄量；缺点是必须用在电解质的环境，即有水的环境。其中电

化学噪声技术也属于电化学方法的一种，是测量金属局部腐蚀，它不是采用施加极化的方式，而是

对两个相同材料的金属直接测量它们之间的电流，当获取大量的信息之后再利用各种分析手段进行局部腐蚀分析。

（2）电阻探针监测：电阻探针测量是通过在线仪器测量金属丝的腐蚀减薄。并采用温度补偿试片消除金属温度系数的影响。优点是适用工况范围宽，适用介质广泛，但测量周期长、灵敏度低，测量结果受腐蚀产物的导电性的影响，无法记录腐蚀速度的瞬时变化。

（3）电感探针监测：电感探针测量原理是通过探针检测腐蚀减薄所引起的磁通量的变化直接测得腐蚀深度，从而计算出金属腐蚀速率，适用于各种介质，测量灵敏度高，可以测量腐蚀速率的短期变化。电感探针除有片状结构形式，还有管状结构形式，适用于不同管径，小于100mm的小管径管线适宜采用片状探针。电感探针的温度补偿效果比电阻探针好，由于激励信号是高频信号，抗干扰性好。

（4）pH探针监测：在线pH值监测的原理是利用对H+敏感的选择电极进行介质酸碱度测量。

各种在线监测技术各有优点和局限性，因此想要达到准确的测量和控制不是一种方法可以解决的，需要综合运用多种技术形成全面的在线监测系统。

3、净化厂脱硫装置腐蚀状况

第一净化厂从建厂至今已运行10多年，随着运行年限的不断增加，设备、管线腐蚀越来越严重。原料气具有硫化氢、二氧化碳含量高的特点，其H2S含量达663.33mg/m3，CO2含量（体积分数）高达4.608%，而酸气中的硫化氢含量一般在（10000～40000）mg/m3，因此设备、管线的腐蚀控制成为装置管理的重要环节。

从净化装置近三年设备管线腐蚀统计结果来看，脱硫装置腐蚀严重部位主要存在于再生塔贫液出口管线、酸气分离器底部及酸气管线等。

4、监测点选择

监测点选择是在线监测方案设计的关键步骤，准确选择监测点决定了腐蚀监测能否成功指导生产和防腐工作。一般依据设备的材质和腐蚀监测的目的按照下述原则进行监测点的初步选择。①有凝结水的部位；②设备管道高湍流区域，如管线的弯头等；③高含硫和高含酸气的高温部位；④高含硫低温部位；⑤事故发生频繁的设备管线；⑥其他需监测的部位。

从表1可以看出：在脱硫装置的局部位置存在严重的腐蚀，主要表现既有全面腐蚀，又有坑蚀、孔蚀等如再生塔贫液出口管线、酸气分离器底部及酸气管线；因此应当依据装置流程、腐蚀分布、工艺防腐、相变区的腐蚀特点、需要重点进行监测。

5、腐蚀监测技术的应用前景

应用在线腐蚀监测技术对获得金属材料的腐蚀数据对净化厂脱硫装置安全生产具有重要意义。其中，高度敏感的在线腐蚀监测技术可以实时对腐蚀速率进行在线监测，通过与现场工况参数建立的动态联系可以进行腐蚀控制措施的优化和调整。为历年净化厂检修提供了很多数据支持。

6、结论

腐蚀监测范文第3篇

本文介绍了应用漏电流在线监测技术对ADSS线路进行监测，应用在ADSS电腐蚀易发区域，安装试验装置进行监控，收集有效数据构建电腐蚀发生模型，检验ADSS抗电腐蚀技术研究的理论成果。

【关键词】漏电流 在线监测 ADSS 电腐蚀

全介质自承式ADSS光缆自从上世纪九十年代末期从国外引进中国后，经过国内电网公司和光缆厂家共同努力，技术不断进步，得到了广泛的应用。其最大的优点是在能够在原有老线路上架设，特别适合在220kV及以下线路不停电的状态下进行安装操作，具有显著的经济性。因此，ADSS产品对于推动中国电力通信光纤网的建设起到了积极的作用，成为利用既有电力高压线路建设电力通信线路很好的选择方式。据不完全统计，国内电网系统在线运行的ADSS光缆线路至少在70万公里以上。

伴随着ADSS发展和应用的是ADSS光缆质量本身以及应用不当导致的各种各样的问题，反映最多的是ADSS光缆电腐蚀，据不完全统计，约有0.9%的ADSS光缆线路有故障或运行中断，包括制造缺陷、施工不当、意外及人为事故、电腐蚀事故，这些因素中有75%属于电腐蚀所发生的故障，电腐蚀现象早已是威胁到ADSS光缆在电力通信系统中继续发展和应用的主要技术问题，为此必须在 ADSS 光缆设计制造、线路设计和施工个环节进行进行深入研究和严格控制，解决ADSS 光缆的电腐蚀问题，保持ADSS光缆这一产品的活力，为中国电力通信事业的发展继续出力。

1 ADSS光缆电腐蚀研究技术基础

ADSS光缆在全世界范围内都有一定应用，我国毫无疑问是应用最多的国家。其间，各类技术研究、试验方法也很多。目前绝大多数的ADSS光缆都运行在220KV以下线路上，这是由于光缆护套受电腐蚀影响的限制。 光缆处于高压导线和地线所形成的复杂电磁环境中，光缆护套表面存在感应电压。当光缆表面受污染且又遇潮湿时；光缆表面形成一电阻层，在感应电压的作用下，通过光缆表面电阻向金具、铁塔产生接地漏电流，在该电流的作用下，光缆表面局部受热水份失去，形成干燥带，阻碍了电流继续流动。当干燥带处的感应电场足够强的情况下，电流击穿周围的空气形成对地端的放电电弧，这样反复放电，放电电弧产生的热量使护套材料老化、烧焦形成炭化通道，出现腐蚀电痕。护套材料在电腐蚀的作用，开始变得表面粗糙，失去憎水性，以后由于电腐蚀作用的加强，接着护套出现树状电痕，更严重时，材料机械物理性能遭到破坏或熔化成洞状，现露出光缆缆芯。 一般电腐蚀现象发生在线路场强分布变化最迅速处的光缆表面，即光缆通过金具与铁塔连接的挂点附近。根据国外的研究并基本得到共同认可的数据表明， 接地漏电流小于 0.3mA时不发生电弧，0.3mA 为发生电弧的阈值；当接地漏电流达0.5mA 时，将产生电弧；随着接地漏电流超过1mA， 电孤随之严重；但当接地漏电流更大（约超过5 mA）时，电弧活动将停止，即大电流不产生电弧，直接击穿ADSS 光缆。因此，光缆表面漏电流值是电腐蚀问题的直接成因。

2 漏电流在线监测技术

应用漏电流在线监测技术于ADSS电腐蚀研究，旨在利用漏电流测试技术监测光缆表面的漏电流值并向监测站实时传送，结合漏电流值判断电腐蚀进程，对ADSS光缆设计与制造、ADSS光缆挂点选择、金具配置、施工等方面控制后的效果进行验证，获取试验数据，建立电腐蚀控制模型，进而在ADSS光缆生产制造、线路设计、施工维护方面提出全面系统的解决控制方案。

2.1 漏电流监测技术

在本监控系统中，对ADSS光缆表面漏电流的采集是一个非常关键的部分。漏电流的大小是作为判断光缆电腐蚀进程的重要参数之一。所以必须确保对ADSS光缆表面漏电流检测的精确性。对漏电流数据的采集是通过高精度的漏电流传感器，将采集到的电流信号经过滤波，信号放大，在电路中接入一个合适的负载电阻Rl，将要测量的电流信号转变为测量负载电阻Rl的电压值，再利用低功耗MSP430单片机进行A/D采样得到Rl的电压值的大小。在单片机内部将得到的数据进行数字滤波后，转换成具体的电流值大小。漏电流信号采集处理过程如图1。

根据目前工程项目中得到的数据表明，所有 ADSS 光缆的电腐蚀故障都发生在活动长度区内。所谓的活动长度是指从接地漏电流开始变大的某一点到金具末端的距离，这个活动长度大概在1.0m-2.5m的范围内。为得到更加准确的漏电流值大小，在这个活动区域内间隔放置两个漏电流传感器，检测活动长度区内两个不同位置的漏电流值情况。通过GPRS无线通讯将数据传给监测中心，监测中心将这些数据经过处理后直观的反应到界面上，对光缆表面电腐蚀的发生程度做出相应预判。总体流程图如图2。

漏电流传感器采用自制截流环或钳形CT，超高精度强抗干扰，分辨力0.001mA ，最高精度等级0.5，电流互感输出。该传感器具有测量范围广，精度高的特点。 被测电流I通过传感器感应输出一个电流I1，电流I1在外接取样负载电阻RL上产生电压U，可以通过检测电流I1或U，来计算被测试电流I。其中：I=n.I1；U=I1.RL。n为线圈的匝比（变流比）。

漏电流传感器具体参数：

量程：0.000mA-60.00mA AC

分辨率：0.001mA AC

参考负载 RL：0～600mA≤300Ω；0～6A≤30Ω；0～60A≤3Ω；

匝比：1：800

相位误差：≤2°（50Hz/60Hz；23℃±2℃）

精度等级：±1.0%FS （50Hz/60Hz；23℃±2℃，70%RH以下）

输出方式：电流感应输出

输出线长：2m

输出接口：φ3.5mm音频插头

频率特性：10Hz～100KHz

仪表质量：约180g

工作温湿度：-20℃～50℃； 80%rh以下

绝缘强度：AC 2kV/rms （铁心与外壳之间）

2.2 通讯技术

ADSS电腐蚀监控系统中，通信网络设计是采集终端的一个重要组成部分，也是与监控中心进行交互连接的桥梁，还直接影响到采集终端的调试，功能发挥及其通用性。装置采用了目前已经应用于输电线路在线监测技术的GSM/GPRS/CDMA/3G无线通讯以及其通信接口，通过它可实现远距离数据传输。

2.3 电源技术

在ADSS电腐蚀监控系统中，供电电源关系到整个系统连续工作的稳定性和可靠性，因此必须根据监测系统的具体要求去优选设计方案。由于监测装置一般都是安装在户外无电网供电的条件下，所以供电方式只能采用太阳能、风能、高能电池、高压导线取能等。

2.4 监控中心软件

ADSS电腐蚀监控系统监控中心，其中涵盖了漏电流数据显示、数据统计等功能模块，其模块化的功能设计就象积木一样可以把各种应用功能方便地拆卸和组合，以适应不同的需求。一旦新的功能需求产生，通过所提供的平稳系统功能升级途径增加新功能，以满足用户对新功能的需求。软件构架如下图所示，共分为四个层面设计，包括：数据层、管理层、服务层及应用层。

主要实现以下功能：

（1）设备台账的录入、管理。

（2）操作人员的权限、密码管理。

（3）设备数据规则管理。

（4）数据、图像数据的存储。

3 结束语

基于漏电流在线监测技术构成的ADSS电腐蚀监测系统，选取ADSS电腐蚀易发区域，安装试验装置进行监控，该系统可以获取大量实际运行有效数据，一是根据现场返回数据构建电腐蚀发生模型，检验ADSS电腐蚀研究的理论成果。二是能够对ADSS安装位置分析软件获取的挂点进行校验。总之，搭建一个理论成果与生产实际联系的纽带，相互促进，提高ADSS电腐蚀的防护水平，进一步提高电力通信线路的可靠性。

参考文献

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[2]黄俊华.ADSS光缆的电腐蚀故障和控制[J].电力系统通讯，2004，25（2）：20-24.

作者简介

车国军（1962-），男，四川省乐山市人。现为乐山供电公司高级工程师。研究方向为电力工程应用。

腐蚀监测范文第4篇

关键词：混凝土 氯离子 传感器 钢筋锈蚀

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）12（c）-0007-05

Abstract：Steel corrosion is the major form of failure of durability of concrete structures. The durability monitoring for concrete structure and its repair research are two urgent and necessary tasks， and the former provides the basis for the latter. For concrete durability monitoring， with the development of corrosion processes， environmental factors in the concrete （saturation， temperature， and so on） and the corrosion rate changing will have an effect on steel corrosion polarization dynamics. Most corrosion sensors were designed to monitor corrosion state in concrete， such as Anode-Ladder-System and Corrowatch System， which are widely used to monitor chloride ingress in marine concrete. However， the monitoring principle of these corrosion sensors is based on the macro-cell test method， so erroneous information may be obtained， especially from concrete under drying or saturated conditions due to concrete resistance taking control in macro-cell corrosion. This paper reviewed some widely used foreign durability monitoring sensors for the reinforced concrete，and discussed the negative and positive aspects of them.

Key Words：Concrete； Chloride； Sensors； Steel corrosion

筋混凝土作为一种经济实用的桥梁建筑材料在沿海桥梁工程中广泛应用，其中氯离子侵入、钢筋锈蚀、重载等问题已成为影响结构安全、耐久、高效运营的主要因素[1]。基础设施遭遇环境破坏的情况在世界许多地区是严重的、大量存在的问题，并且已经逐渐成为一个经济问题。其中，钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土基础设施耐久性的主导、关键因素[2-3]。以美国为例，二十世纪五六十年代前是其基础设施大规模兴建时期，而二十世纪七八十年代后，美国步入了大规模基础设施修复时期。美国1991年的调查统计表明，每年基础设施的修复费用，已经占据基础设施固定资产的10%，美国钢筋混凝土锈蚀的修复费每年高达2 500亿美元，其中1 550亿美元花在桥梁上。在我国，混凝土耐久性问题也同样十分严重，20世纪90年前我国修建的海港工程，一般使用10～20年就会出现严重的钢筋锈蚀，80%以上的港口基本都发生了严重的钢筋锈蚀破坏，结构使用寿命基本达不到设计要求[4]。

美国学者用“五倍定律”形象地说明混凝土结构耐久性的严重性，特别是设计对耐久性问题的重要性[4]。设计时，对新建项目在钢筋防护方面，每节省1美元，则发现钢筋锈蚀时采取措施多追加5美元，混凝土开裂时多追加维护费用25美元，严重破坏时多追加维护费用125美元。

在海洋环境混凝土结构耐久性研究领域，虽然国内外都已经在腐蚀机理、修补、防护和耐久性设计等方面取得了大量的成果，但由于该问题的复杂性，目前在结构设计标准中还只能通过对混凝土配比、保护层厚度以及其它一些构造措施来间接反映结构对使用寿命的要求。对于重要的基础设施工程，欲达到100年或以上的使用年限，国际上尚缺乏普遍认可的基于可靠度的设计理论，发达国家目前的做法是对基于持续动态获得的结构原体耐久性关键参数进行“耐久性再设计”，其实施前提就是动态获得结构原体耐久性关键参数的信息反馈。因为再好的设计和措施都不能期望能够预见在长达百年服役期内的所有环境负荷及其耦合作用。

因此，对于沿海桥梁工程，有必要建立一套完善的结构耐久性监测系统，可以获得混凝土结构耐久性下降、强度退化的关键数据，进行耐久性再设计，提前做好防腐措施。对于难以到达的结构，如水下基础、跨海桥梁基础、海底隧道等，腐蚀监测更是其他检测手段无法替代的。目前国内在桥梁的变形等监测方便已经有了很多成熟的传感器和检测手段，但是对于耐久性传感器的开发和耐久性监测的研究尚属空白。为了提高我国的工程质量，建设百年工程，发展耐久性监测系统是非常有意义也非常必要的。

1 沿海环境混凝土腐蚀监测原理

混凝土是一种高碱性环境（pH值约在13左右），钢筋在这种环境下表面形成钝态膜，因此其腐蚀速率非常低。但是当钢筋混凝土被Clˉ污染时，如海洋环境或者桥梁结构冬季洒除冰盐后，Clˉ通过混凝土表面的空隙逐渐扩散至钢筋表面，Clˉ可以破坏钢筋的表面钝性，钢筋由钝态转为活性态，当钢筋脱钝后，如果还存在侵蚀条件，则钢筋阳极处就失去电子生锈，钢筋进入腐蚀阶段。钢筋的腐蚀产物多为Fe3O4等氧化物，其体积远远大于产生这些产物的钢的体积，因此产生了内应力，使混凝土开裂。混凝土耐久性下降，性能退化可分为几个阶段，见图1。

国内目前主要依靠实验室快速试验获取的参数以及现场同条件构件破损程度检测间接预测结构使用寿命，但由于存在各种不确定因素，预测精度难以保证，而且存在无法动态反馈的缺点。但如果在混凝土结构内部埋入能监测整个氯离子侵蚀过程的传感器，动态地、长期地获得混凝土腐蚀进展情况及一些关键参数的信息反馈，那么就可以做到精确预测。一旦寿命预测结果小于设计年限，就可以对结构进行耐久性再设计，及时启动腐蚀防护预案，并继续对前锋面进行监测，以确认腐蚀保护措施的效果。

2 国外研究现状

20世纪80年代末，欧洲开始研发腐蚀监测系统，其中有德国S+R SensorTech公司的梯形阳极混凝土结构预埋式腐蚀监测传感系统（Anode-Ladder-System，见图2）和丹麦的FORCE Technology公司的环形多探头阳极混凝土结构腐蚀监测系统（Nagel-System，见图3），这两个系统在欧洲及非洲很多大型混凝土结构工程中得到了应用。两者的共同原理都是把传感器安装在结构内部，根据不同高度阳极的脱钝腐蚀情况来提前预警钢筋的腐蚀时间。

对于以上两种传感器，不同高度阳极的脱钝判据基于电化学宏电池腐蚀原理[5-6]。然而，大量研究表明，当混凝土内部相对湿度处于一般或较低水平时，由于混凝土电阻率较大，电化学微电池腐蚀占据主导地位；只有当混凝土内部相对湿度很大（大于90%）时，宏电池腐蚀才成为主控因素[7-8]，但过大的内部湿度会导致阳极表面电子聚集引起自腐蚀电位显著负移，即使阳极处于钝化态，测试得到的宏电流仍会显著增加，表现出已经脱钝的假象[9-10]。因此，宏电流测试技术只适用于一般湿度条件，且要求阴阳极间距很小，否则由于混凝土电阻的影响会造成测试得到的宏电流数值较小，不容易判断钢筋腐蚀的情况；特别是对于水下区混凝土的腐蚀监测，以上两种传感器并不适用。

基于德国梯形阳极检测原理，近些年加拿大的ROCKTEST公司开发了SENSCORE腐蚀监测系统（见图4），不过这套系统刚刚问世不久，尚未真正大规模应用于工程。

区别于以上3种基于宏电池测试技术的传感器，美国Virginia Technologies研发的ECI腐蚀监测系统则有了实质性的改进。该传感器可实现5个主要参数的测试，分别为线性极化电阻、开路电位、混凝土电阻、氯离子浓度、温度。基于微电池测试技术，采用氧化锰固体参比电极，通过测试碳钢工作电极的开路电位和线性极化电阻来判定钢筋的腐蚀状态；借助于银/氯化银参比电极，可实现氯离子浓度的监测；混凝土电阻率采用了更为合理的四电极测试技术，较阳极梯传感器的两电极法可信度更高[11-13]。该传感器的不足之处在于：（1）采用碳工作电极的开路电位和线性极化电阻来判定钢筋的腐蚀状态，仍无法避免混凝土在高湿缺氧状态下的自腐蚀电位负移，致使线性极化电阻失真，形成误判。因此，此传感器也不适用于水下混凝土结构的监测。（2）氯离子浓度的监测通过银/氯化银参比电极相对于氧化锰固体参比电极的电压来间接显示，不同混凝土材料其电压与氯离子浓度间的标定曲线不尽相同，海水中的其他卤素离子会影响银/氯化银参比电极工作性能；银/氯化银参比电极在混凝土中的耐久性与工作性能有待考验。（3）此传感器只能监测混凝土中某一深度处的腐蚀状态，因此，通常使传感器的碳钢工作电极顶面与主筋表面齐平。若要对整个腐蚀进程进行监测，则需在不同深度处放置传感器，如此便会大大增加监测成本。

3 国内研究现状

国内也有大量研究人员和机构进行混凝土耐久性传感器的研制和开发。近年来诞生的多项关于混凝土中钢筋腐蚀监测的发明专利在一定程度上反映了国内同行在这方面的不懈追求，也反映了这个研究领域活跃的现状。赵永韬[14]的发明涉及一种测试和分析材料耐腐蚀性能和钢筋腐蚀速度的仪器，可测量腐蚀体系的极化电阻、塔菲尔斜率等参数；宋晓冰等[15]公开的发明涉及一种钢筋混凝土构件中的钢筋腐蚀长期监测传感器，可用于直接对腐蚀发生的载体（钢筋）进行实时测量，确定腐蚀介质入侵锋面距离钢筋的距离；吴瑾等人[16]公开了一种基于光纤光栅的钢筋腐蚀监测方法，由光栅波长移动量及速率推断钢筋腐蚀程度与速率的关系；梁大开等人[17]的发明涉及长周期光纤光栅的钢筋腐蚀监测方法及其传感器，通过判断光栅是否发生了弯曲来推断钢筋腐蚀的程度与速率。中国国家金属腐蚀与防护国家重点实验室对金属锈蚀的在线无损腐蚀电化学监测技术进行了系统研究[18]，并开发了相应的电化学传感器等探测仪样机。吴文操[19]采用无线监测技术，研究改进了基于射频技术的钢筋腐蚀无线传感器，并进行了电路分析和传感器实验研究。

现阶段，对于氯离子浓度的监测主要基于银/氯化银参比电极来实现。但在实际应用中参比电极的稳定性与耐久性能仍有待验证。大量研究表明，混凝土中影响钢筋腐蚀电流密度的主要因素为温度、钢筋附近混凝土电阻、时间及钢筋附近氯离子浓度，Liu.T通过试验回归分析建立了如下计算模型。该项目拟通过大量试验数据建立氯离子浓度与腐蚀电流密度、温度、钢筋附近混凝土电阻、时间之间的映射关系，以期提出一种新的氯离子浓度监测技术。

式中：i为腐蚀电流密度，μA/cm2；Cl为氯离子浓度，kg/m3；T为环境温度，K；Rc为混凝土电阻，Ω；t为时间，a。

4 结语

该文对目前国内外在混凝土耐久性监测技术方面的研究现状进行了详细的阐述。该文旨在分析国内外在耐久性监测技术方面的讨论，指出各种传感技术的优缺点，为研究人员在耐久性监测传感器的研发方面提供新的思路。特别是对使用最为广泛的Anode-Ladder-System and Corrowatch System这两种传感器进行了深入分析，由于这两种传感器的检测原理是钢筋锈蚀半电池电位测试原理，因此该传感器受混凝土内部湿度影响较大。对于美国的ECI传感器，该文也进行了优缺点分析，特别是该传感器只能监测一个深度的耐久性劣化阐述，若要监测不同深度的耐久性劣化进程，则需布置多个传感器，如此将显著增加监测成本。最后，该文提出一个监测氯离子氯离子的间接方法，即通过监测混凝土内部温度、电阻率、钢筋电流密度等参数反算氯离子浓度。

参考文献

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腐蚀监测范文第5篇

[关键词]天然气 管道 缓蚀剂 加注

中图分类号：TE988.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）08-0159-01

前言

缓蚀剂又称腐蚀抑制阻抑剂，是一种以适当的浓度和形式存在于环境（介质）中时，可以防止或减缓腐蚀的化学物质或几种化学物质的混合物。一般来说，缓蚀剂是指那些用在金属表面起防护作用的物质，加入微量或少量这类化学物质可使金属材料在该介质中的腐蚀速度明显降低直至为零。同时还能保持金属材料原来的物理、力学性能不变。合理使用缓蚀剂是防止金属及其合金在环境介质中发生腐蚀的有效方法。缓蚀剂技术由于具有良好的效果和较高的经济效益，已成为防腐蚀技术中应用最广泛的方法之一。

1 缓蚀剂的分类、机理

1.1 缓蚀剂的分类

缓蚀剂有多种分类方法，从不同角度对缓蚀剂分类。按物质化学组成划分，缓蚀剂可分为无机缓蚀剂，有机缓g剂，聚合物类缓蚀剂；按电化学腐蚀的控制部位分类，分为阳极型缓蚀剂，阴极型缓蚀剂和混合型缓蚀剂；根据缓蚀剂形成的保护膜的类型，缓蚀剂可分为氧化膜型、沉积膜型和吸附膜型缓蚀剂。按物理性质可分为水溶性、油溶性、气相缓蚀剂。

水溶性缓蚀剂：它们可溶于水溶液中，通常作为酸、盐水溶液及冷却水的缓蚀剂。油田生产的含水系统中常用此类缓蚀剂。

油溶性缓蚀剂：这类缓蚀剂可溶于矿物油，作为防锈油（脂）的主要添加剂。它们大多是有机缓蚀剂，分子中存在着极性基团（亲金属和水）和非极性基团（亲油的碳氢链）。因此，这类缓蚀剂可在金属/油的界面上发生定向吸附，构成紧密的吸附膜，阻挡水分和腐蚀性物质接近金属。油田生产中油外输系统常用此类缓蚀剂。

气相缓蚀剂：是在常温一下能挥发成气体的金属缓蚀剂。此类缓蚀剂若为固体，必须能够升华；若是液体，必须具有足够大的蒸气压。此类缓蚀剂必须在有限的空间内使用，如特定容器或包装箱内。油田生产中天然气系统常用此类缓蚀剂。

1.2 缓蚀剂机理

无机缓蚀剂主要通过影响金属的极化来阻滞腐蚀过程，有机缓蚀剂主要是通过在金属表面形成吸附膜来阻止腐蚀的，有机缓蚀剂的极性基团的吸附可分为物理吸附和化学吸附。

物理吸附：物理吸附是具有缓蚀能力的有机离子或偶极子与带电的金属表面静电引力和范德华引力的结果。物理吸附的特点是吸附作用力小、吸附热小、活化能低、与温度无关；吸附的可逆性大、易吸附、易脱附；对金属无选择性；既可以是单分子吸附，也可能是多分子吸附；物理吸附是一种非接触式吸附。

化学吸附：化学吸附是缓蚀剂在金属表面发生的一种不完全可逆的、直接接触的特性吸附。化学吸附的特点是吸附作用力大、吸附热高、活化能高、与温度有关；吸附不可逆、吸附速度慢；对金属具有选择性；只形成单分子吸附层；是直接接触触式吸附。

2 缓蚀剂在天然气管道应用

通常根据实验室和现场试验结果，生产实践经验和产品性能，来确定缓蚀剂的缓蚀效果，溶解性、配伍性，加注浓度及加注量要求，为提高缓蚀剂的缓蚀效果，建议联合使用其他减缓腐蚀的措施如清管、脱水等。

2.1 设计要求

对需采用缓蚀剂的碳钢和低合金钢管道，设计管道缓蚀剂加注系统。缓蚀剂的注入位置、加注量、加注周期、加注方式能使整个管道都能得到充分的保护。

2.2 缓蚀剂选择要求和考虑的影响因素

缓蚀剂的缓蚀效率，当有元素硫存在时，缓蚀剂评价包括硫的影响；缓蚀剂与管输介质及其他化学剂的配伍性；管道流体流整速变化对缓蚀剂性能的影响；具有良好的溶解性，无沉淀和相分离；不形成稳定的乳化；具有适当的持久性（针对涂抹用缓蚀剂）；毒性要求，低毒；易于储存、运输、使用和注入；对下游工艺可能造成的有害影响；费用、效果。

2.3 缓蚀剂的加注方式

天然气管道缓蚀剂可以采用连续加注、间歇加注或连续与间歇加注相结合的方式。一般要求间歇加注的缓蚀剂都覆盖整个管道，最好的间歇处理方式是通过清管装置，采用段塞形式对管道内壁进行缓蚀剂涂抹处理。连续加注缓蚀剂则要求加入与管道介质成一定比例量的缓蚀剂。

2.4 缓蚀剂的加注量

缓蚀剂正常加注的加注量根据缓蚀剂的特性、生产情况、加注设备、防腐要求等，以室内评价价确定的缓蚀剂保护浓度为基础，通过现场试验而定，并在今后管道的运行过程中根据腐蚀监测结果进行调整。

连续中注缓蚀剂的量通常是以输送流体中的含水量来确定的，一般根据集输系统的腐蚀程度和腐蚀剂的评价结果，按缓蚀剂的浓度为500mg/L来定。如果不能确定管线中水的含量，可根据输气量进行确定，即0.1L-0.66L/万m3.考虑到实际操作过程存在损耗，需在计算量的基础上增加10%左右的富裕量。

2.5 缓蚀剂加注装置

连续加注的缓蚀剂加注装置可采用简单的重力式加注装置，也可用化学剂加注计量泵及文丘里或喷嘴加注。设计的喷嘴或文丘里管，能使注入管道中的缓蚀剂的缓蚀剂雾化成雾状。加注装置的材质可以选择普通碳钢或不锈钢。对小口径的管道可以考虑采用不锈钢，还要注意非金属密封件及填料与缓蚀剂组分的兼容性。

2.6 管线腐蚀监测和缓蚀剂效果评定

在线腐蚀监测。采用在线腐蚀监测技术能评价输送介质的腐蚀性和加注缓蚀剂的保护效果，一般同时采用两种以上的评定方法。常用的在线腐蚀监测方法有失重挂片法、腐蚀测试短节、电阻法、线性极化电阻法、电感法等。根据不同的操作环境、操作方式及安装技术，选用不同的在线腐蚀监测设备。

管输介质监测。定期对管输介质中的铁离子、PH值、腐蚀性介质组分及其含量进行分析，以调整缓蚀剂用量和配比组成。

管道腐蚀产物分析。测定从过滤器和捕集器中清除出来的腐蚀产物的体积和重理的变化，并进行化学分析和拍照，可用于评定缓蚀剂防护效果。

智能清管检测。采用漏磁、超声波等智能检测仪定期对管道和设备进行智能清管检测，以确定管线的腐蚀程度，检验缓蚀剂实用效果。

固定和定期检测。采用超声波测厚、超声波扫描等检测技术定期对管道弯头和可能有水沉积处等危险部分进行腐蚀检测，选定的检测位置做到固定，能长期连续使用，防止特殊部位易产生的点蚀风险。

3 结束语

针对越来越恶劣的油气田生产环境和多元化的油气田开发技术，缓蚀剂的研究也不断深入，今后研究的主要方向：一是要求提供对生态环境不构成破坏作用的新型缓蚀剂有效成分；二是开发多功能型缓蚀剂新品种。

参考文献