工业损坏勘测和仪器仪表的自动化进展

　　1腐蚀的监测、控制及防护所涉及的有关技术问题十分广泛。仅仅在腐蚀的控制和防护方面，就有许多技术手段可供选择，例如，阴、阳极保护，材料选择，缓蚀剂和内外涂层技术等等。腐蚀的监测是一种量化方法，它采用了多种技术手段来确定环境的腐蚀性以及金属的损耗速率，可用来评估腐蚀控制与防护技术的效能，从而又可以为这些方面的设计提供依据。
　　
　　工业设备的腐蚀检测与监控技术的经济效益，尽管由于各种原因难以具体评估，但一般认为，对工业设备上进行成功的腐蚀监测将会带来相当于投资成本的数十、上百倍甚至更高的经济效益（包括增加利润和节省额外开支等）。
　　
　　随着生产装置一体化趋势的发展，一个简单单元设备意外的损坏，会招致巨大的经济损失。当前人们对于工业中人身安全的关注在日益增强，对环境问题的认识也普遍提高。通过谨慎地实施腐蚀监测，可以使上述两方面的可靠性增加，提高可靠性所得的益处也是相当可观的。
　　
　　腐蚀与防护的许多重要课题，都是在工业现代化的实践过程中逐步被认识和提出的。以腐蚀损失一般占国民经济总产值4这一普遍被接受的数字而论，工业化国家因总产值高，损失的绝对数字很大，因此，工业化国家所遇到的腐蚀问题往往较早、较多。在工业发达国家的工业企业中，腐蚀监测被认为是实现文明生产的重要保证手段，由此开发出一批工业现场腐蚀监测仪。
　　
　　2腐蚀监测技术的发展
　　
　　腐蚀监测技术是由实验室腐蚀试验方法和设备无损检测技术发展而来的，其目的在于揭示腐蚀过程以及了解腐蚀控制的应用情况和控制效果。现代的腐蚀监测实践经验大部分来自化学、石油化学、炼油、动力等工业，在这些工业中，腐蚀行为往往对许多变量很敏感，并且会随条件的变化而急剧变化，因此，腐蚀行为的模式可能很复杂。而经典的腐蚀监测方法主要在停车检修期间安装和取出挂片，以及在停车期间对设备内部进行检查。这种工作方式决定了试验周期取决于检修周期，在这个周期中工艺和设备条件往往会发生变化，特别是一些对腐蚀过程有重要影响的因素，腐蚀速度和形态也都可能发生很大的变化，所得到的结果仅仅是整个试验周期中产生腐蚀的总和。于是常常造成对试验结果无法进行解释，有时在几乎相同的装置上可能得到完全不同的试验结果。
　　
　　为了使试验时间独立于检修周期，使用了旁路试验装置和试验用换热器。之后又实现了在设备运转过程中装入或取出试样。如果想对腐蚀行为进行系统、全面的了解，最重要的就是使用能够快速响应的技术。随着现代电子技术的发展，已使腐蚀监测原理应用到更复杂的场合，大大促进了工业腐蚀监测技术的发展。它可以克服由于技术简化和在线应用而带来的某些局限性。
　　
　　目前应用于工业现场实时监测的技术可以大致划分为两类。一类是研究历史较长，已形成较成熟的技术方法。这其中包括：电阻法（ER）、线性极化法（LPR）、电位法、超声波测厚法等。这些方法也存在一些问题：超声波测厚法和电阻法可以对运转中的设备反复进行测量，但是难以获得足够的灵敏度来跟踪记录腐蚀速度的变化；线性极化法对腐蚀情况变化响应快，能获得瞬间腐蚀速率，但它不适于在导电性差的介质中应用，当设备表面有一层致密的氧化膜或钝化膜，甚至堆积有腐蚀产物时，将产生假电容，而引起很大的误差，甚至无法测量；电位法已在阴极保护系统监测中应用多年，并被用于确定局部腐蚀发生的条件，但它不能反映腐蚀速率。
　　
　　近年新出现了一类迅速成长的腐蚀监测方法。
　　
　　这其中包括：
　　
　　交流阻抗技术，对于高阻电解液及范围广泛的许多介质条件该技术有较大可靠性。在较宽的频率范围内测量交流阻抗需要时间很长，这样就很难做到实时监测腐蚀速率，不适合于实际的现场腐蚀监测。
　　
　　为了克服这个缺点，人们针对大多数腐蚀体系的阻抗特点，通过适当选择两个频率，监测金属的腐蚀速率，设计和制造了自动交流腐蚀监控器；电化学噪声技术，它包括电化学电位噪声（EPN）以及电化学电流噪声（ECN），它反映了由于腐蚀发生引起腐蚀电位或电偶电流的微幅波动；这些技术在工业生产中的应用已开始了探索性研究；薄层活化技术（TLA），其优势在于能直接从构件上测定金属总损失，且灵敏度高。还有场图象技术（FSM），应用于海底输油管线的实时现场监测，该技术还可以对不能触及部位进行腐蚀监测，例如对具有辐射危害的核能发电厂设备的危险区域裂纹的监测等。此外，新兴起的恒电量技术和电感阻抗法等，对腐蚀监测在快速、准确性、应用范围等方面都有新的突破，但是它们大都刚超越实验室研究范围，正在进入实时现场腐蚀监测阶段，还没有形成成熟技术。
　　
　　在讨论腐蚀监测技术发展方向的同时，不能不提及计算机技术所带来的革新以及对今后腐蚀研究的影响。这方面有美国的EGG公司、Gamry公司、英国的Solartron公司、德国的ZANHER公司、荷兰EcoChemie等公司致力于微机化的实验装置（如恒电位仪、频响分析仪等）。计算机可以通过反馈作用于实验，改变与调整实验参数，以达到预先规定的目标，使腐蚀监测研究达到新的高度，监测技术开始进入到了智能化的水平。
　　
　　3智能化的腐蚀监测仪器
　　
　　智能化腐蚀测试仪器发展很快，出现了许多以微处理器为核心的商品化的腐蚀监测系统，智能化仪器是微处理器与仪器的一体化的实现，它不仅能测试、输出检测信号，还可以对监测信号进行存贮、提取、加工、处理，满足动态的、快速的、多参数的、实时的各种测量和数据处理的需求，智能化仪器已成为20世纪80年代以来腐蚀监测仪发展的一个主要方向。针对不同的监测对象，配置一定的硬件和相应的软件进行腐蚀监测，仪器内部还有数据总线、控制总线、地址总线，传感器将测得的腐蚀信息转化为电信号，通过A／D和D／A转换接口，微处理器负责试验控制、采集数据、计算出腐蚀量数据和打印结果。
　　
　　在国内外众多的智能化腐蚀监测仪商品中，很大一部分为线性极化类和电阻腐蚀探针类仪器。
　　
　　线性极化类仪器典型的商品有：美国Magna公司Corrator系列，Petroliet公司的PAIR-Meter系列，英国Waverley公司的CM471，法国TacusselElec-tronique公司的Corrovit，意大利AtelSRL公司的Corrosimtro系列以及捷克的VPZPraha-Bechovice生产的Polarotron等等。电阻腐蚀探针类有英国Nalfoc公司的产品及美国Magna公司Corrosome-ter等。