地面污染监测（精选四篇）
地面污染监测 篇1
2015年国家财政投入40多亿元, 启动中央广播电视节目无线数字化全国覆盖工程。按照统一规划、统一标准、统一组织的原则, 国家新闻出版广电总局计划在全国2562个广播电视发射台站, 每个台站配备2部发射机, 实现县级以上发射台站全部转播央视除3、5、6、8之外的12套节目。同时在330个地市的发射台建设数字音频广播发射站, 和模拟同频发射, 启动调频频段数字音频广播覆盖。每个地市发射台发1套模拟音频, 并发3套数字音频广播, 分别是中央人民广播电台第10、12、16套广播节目[1]。
基于这样的背景, 对地面数字电视播出的监测监管工作也有必要同步开展, 通过及时制定相关的技术标准和方案, 实现对地面数字电视网络的运行状态、信号质量以及网络覆盖效果的监测;同时进行监督和抽查地面数字电视节目播出内容的工作, 了解各地开展地面数字电视的有关服务信息, 为广播电视主管部门合理调配各地的频谱资源, 有效管理各地地面数字电视节目播出内容提供技术手段。
1技术架构
根据地面数字电视覆盖的技术特点, 主要通过发射机监测系统、射频监测系统、码流监测系统、音视频监测系统实现对整个播出环节的安全防护。发射机监测系统中, 在遵循发射机厂家协议的基础上, 通过发射机通讯接口, 采集发射机技术指标和运行数据;射频监测系统主要进行DTMB解调、载波监测等工作;码流监测系统按照TR101-290的标准对TS流进行监测;音视频监测系统主要完成信号源及空收节目的监测、存储。
2主要技术特点
2.1发射机监测系统
发射机监测系统是整个地面数字电视监测系统的核心, 它担负着发射设备、辅助设备的数据采集工作, 实时进行监测数据和报警信息的上报, 接收并执行远程监管平台下发的查询、配置指令, 完成播出信号质量、测试指标的汇总回传。发射机的核心设备是激励器, 按照GD/J 067-2015《基于卫星传输地面数字电视单频网激励器技术要求和测量方法》, 在发射机监测系统中增加了对激励器及单频网适配器技术指标的监测[2]。
1.激励器监测
地面数字电视发射机标配主备激励器, 两路卫星信号源分别输入主备激励器, 激励器具备自动判断信源并进行切换的功能。单频网状态下, 当输入码流丢失或错误时, 激励器可根据要求设置射频输出关断功能, 异常状态消除后, 激励器自动恢复到正常单频网组网工作状态。当输入码流的SIP丢失时, 激励器转入多频网工作模式, 保持调制输出, 从而避免地面数字电视广播的大范围停播, 提高了安全播出的可靠性。
针对激励器技术上的新特点, 对激励器的功率、主备激励器工作状态、单频网工作模式进行监测, 是整个发射机监测系统非常重要的一个环节。
2.单频网监测项目及报警条件
单频网是此次地面数字电视覆盖的主要技术, 对单频网技术指标的监测有别于传统的发射系统监测。单频网组网时, 对码流输入、外参考时钟有效性、射频本振、温度告警、单频网状态、发射机输出射频指标等规定了相应的报警条件, 表1为各项监测内容所对应的报警条件, 系统发现有触发报警条件的情况后实时进行报警。
2.2射频系统监测
系统对数字电视信号进行DTMB信道指标的监测, 主要包括:射频信号锁定状态、载波电平、调制误差比MER、误码率BER、误差向量幅度、载噪比等参数的测量和查询。
射频系统监测能够对电平为40d BμV~100d BμV的射频信号 (48MHz~870MHz频率范围) 进行接收解调, 支持对多种QAM调制方式的监测。系统能够按照远程指令执行射频指标监测任务, 并将结果回传中心系统或区域节点。
2.2码流监测系统
为加强对中央电视节目版权的保护, 覆盖工程对卫星链路传输的TS码流采用加扰加密措施防止非法接收, 即前端AVS+编码器输出的多路TS码流首先送入加扰复用器进行加扰加密和复用, 形成加扰加密的TS码流并送入地面数字电视单频网适配器。与模拟无线广播电视监测相比, 地面数字电视的监测需要增加码流监测的内容, 在对电视节目监测时, 有些码流方面的错误值班人员用肉眼无法识别和判断, 借助码流监测系统, 可以及时发现节目码流异常, 通过查找原因, 排除隐患, 减少对节目播出的影响。
码流监测系统能够对ASI信号码流结构和数据信息进行实时分析。可以实现码流带宽分析功能, 包括整个TS流总码率的最小值、最大值、有效值、当前值、TS流中每路节目的码率和所占带宽的比率、PSI/SI中每个PES的码率、空包率和其它数据的码率。码流监测系统还能够进行质量异态报警, 按照TR101 290技术规范, 进行一、二、三级的错误监测[3]。
2.3音视频监测系统
在整个地面数字电视监测中, 音视频监测是最为直观有效的监测手段, 更符合发射台值班人员对播出节目进行监测的习惯。音视频监测系统除提供信源节目和空收节目的多画面监测外, 还能对节目异态进行报警, 并实现节目存储。其主要组成如下:
1.信号源音视频监测
DTMB信号源主要采用卫星传输, 卫星接收机输出的ASI TS码流送入发射机, 发射机激励器具备对两路码流的手动和自动切换功能。
在进行信号源音视频监测时, 需要在卫星接收机与发射机激励器之间加装ASI TS无源码流分配器, 如图1所示, 分配后的一路码流送入激励器, 另一路码流经转码后在液晶监视器上进行监测。
2.空收节目音视频监测
在地面数字电视监测系统中, 值班人员通过空收节目的监测可直观了解播出情况。能够在第一时间发现播出异常并进行报警, 缩短故障时间。
在这一环节, 首先需对接收信号进行接收和解调, 解调后输出的传输流为清流, 直接发送给监测模块以硬件方式进行高速处理转码, 对传输流数据包进行TCP/UDP的IP封装, 实现TS over IP的网络传输。
3.音视频节目监听监看及报警
如图1所示, 主、备信号源码流与空收解调后的码流送入TS over IP设备, 进行IP封装, 经千兆交换机后, 送入AVS+转码及视音频处理器, 最终输出的音视频节目在监视器上实时显示。视音频处理器将每路信号的数据流通过网络传送到远程监测端, 进行存储和调用。
基于IP封装的信号源及空收节目的音视频节目可以在监视器上任意组合进行全面监视, 也可将一个节目画面独立监视, 能够监听节目的伴音音频。一旦出现视音频丢失, 视频图像质量变差 (黑屏, 静帧等) 的情况系统自动报警并在监视器上显示报警的视频图像, 同时扬声器输出伴音音频。
出现视音频黑场、静帧、静音、彩条、无伴音等故障时, 系统进行声光报警和提示框弹出提示, 将报警信息记录至数据库, 报警查询信息与异态录像信息可以实现联动查询。系统支持异态录像和下载功能, 支持远程调用, 异态节目内容保存一年以上。
3需进一步研究和完善之处
地面数字电视的监测工作处于初期阶段, 具体的技术应用有待通过实践进行验证。在今后的研究中, 仍需不断充实和完善监测技术手段, 使之更加切合地面数字电视的传输发射特点。
1.技术标准统一
目前, 全国各地的地面数字电视覆盖工作开始起步, 各级广播电视监测部门及相关的厂家也在研究地面数字电视的监测技术, 初期可能会有不同的技术方案, 特别是数据接口标准可能会不尽相同, 因此在进行监测技术研究和监测方案制定时, 应遵循统一的技术标准, 保证数据接口的一致性, 从而达到监测数据共享的目的, 更好的为覆盖工作服务。
2.通讯网络建设
此次承担覆盖任务的发射台大部分处于海拔较高的山顶, 位置偏僻, 通信网络基础条件较差, 严重影响远程监测能力, 严重影响数据共享。在今后的监测工作中应当积极探索在不同网络环境下实现数据通讯的能力, 如在光缆、微波等未通达的台站, 充分利用4G网络、远距离WIFI通讯等方式实现监测数据的回传。
3.CDR监测技术展望
考虑到当前我国正在开展数字音频广播相关研究及推广应用, 全国各地开始建设包括CDR在内的数字音频广播发射系统, 并正式提供数字音频广播业务。为此, 应在现有模拟广播监测系统的基础上, 通过进一步部署相应的数字音频广播网络及信号监测设备, 构建统一的数字音频广播监测监管平台, 实现对中央台数字音频广播系统和网络覆盖效果、信号质量和播出内容等的实时监测。
4结束语
地面数字电视覆盖工作正在全国开展, 此项工程投资大, 覆盖广, 如何对其进行监测监管, 保证投资成效, 保证中央台及地方台节目的良好覆盖, 是广播电视行政管理部门的职责。同时在组建单频网过程中, 如何利用监测手段, 合理优化单频网的覆盖及播出质量也是工程技术人员所需解决的问题。在今后一段时间里, 建设一个安全、稳定、高效的监测平台, 为地面数字电视覆盖工作提供服务, 有益于国家资金的有效利用、有益于广播电视公共服务事业的良性发展、有益于广播电视覆盖水平的不断提高。
参考文献
[1]张国庭, 杨威, 白鹤.中央广播电视节目无线数字化覆盖工程地面数字电视网络规划介绍[J].广播与电视技术, 2015 (6) .
[2]刘骏, 代明, 常江, 高杨, 曹志, 冯景锋.中央广播电视节目无线数字化覆盖工程地面数字电视组网技术方案[J].广播与电视技术, 2015 (6) .
全国地面无线广播电视监测系统 篇2
全国地面无线广播电视监测系统是一个大型的分布式地面无线广播电视监测系统, 采用结构化、模块化设计, 技术涉及无线接收、有线通讯、码流转换、地理信息、远程遥控遥测等诸多领域, 在监测前端设备研制和系统集成中有多项技术创新。
全国地面无线广播电视监测系统自2007年9月投入使用以来, 运行稳定可靠, 在2008年北京奥运会、“3.14”事件、“5.12”汶川地震、全国无线覆盖工程质量普查等安全播出、应对重大突发事件以及专项监测中发挥了重要作用, 为广电总局相关部门提供了及时、权威的监测数据。
地面电视监测天线及安装场地选择 篇3
近年来, 随着我国广播电视事业的不断发展, 新的传播技术不断进步, 新的传播媒介不断涌现, 但是, 传统的地面广播电视由于具有覆盖范围广、接收设备简单等特点, 仍是广大受众获取广播电视信息的重要途径之一。地面广播电视有其自身的传播特性, 及时了解节目播出质量与效果、掌握频谱占用等情况, 对地面广播电视进行监测是十分必要的。
2 接收天线的主要技术参数
地面广播电视的传播媒介是以无线电电磁波, 在接收时空间波场在接收天线各单元上产生感应电动势, 并在接收回路中进行叠加, 将所处空间传来的电磁波能量转换为射频电流信号, 最终通过馈线输送给接收机, 从而完成接收过程。
接收天线的电参数主要有:接收方向图、增益系数、工作频段宽度、输入阻抗、行波系数与驻波比、极化方向和前后比 (FBR) 等。对接收天线的基本要求是方向性 (接收来波避开干扰) 和增益 (有效性) 。
(1) 接收方向图
接收天线的方向性函数表示当天线处在均匀的电磁场中, 在某一平面内改变天线方位角或仰角时, 天线输出端上的电压 (或电流) 与方位角或仰角之间的关系。天线的方向性函数与其主瓣最大方向上的方向性函数值之比, 称为归一化方向性函数。
天线的方向性图是表示天线方向性的特性曲线, 即天线在各个方向上所具有的接收电磁波能力的图形, 完整的方向图应采用立体图形来表示, 实际上常用它的水平面与垂直面的两个方向图来表示。
(2) 增益系数
接收天线增益是用来衡量天线在一特定方向接收信号的能力, 通常是指相对于半波振子的功率增益。
在均匀的平面线极化的电磁场中, 当天线取最佳方向时, 天线输出端的匹配负载中所吸收的功率, 与在相同条件下半波振子天线输出端匹配负载中所吸收功率之比, 称为该天线的增益系数 (简称增益) , 常用分贝表示。
(3) 工作频段宽度
天线的各项电参数都与工作频率有关, 当工作频率偏离设计值时, 有关参数指标下降, 因而工作频段宽度取决天线电参数的容许变化范围。工作频段宽度一般是指接收方向上的增益降低到设计频率最大增益四分之一时的最高与最低两频率间的频段宽度。或者说, 当射频信号频率变化时, 天线向接收机馈送功率不小于最大值一半所对应的频率范围。
(4) 输入阻抗
天线输入阻抗是指天线馈电端的射频电压与电流之比, 天线的输入阻抗一般包括电阻分量与电抗分量两部分。电抗分量的存在会减少天线从馈线对信号功率的提取, 因此, 必须使电抗分量尽可能为零。如天线阻抗仅为电阻部分, 称此天线为工作于谐振状态。
(5) 行波系数与驻波比
行波系数与驻波比用来表示天线与馈线系统匹配状态。当射频信号由始端沿馈线 (传输线) 向终端传输时, 如终端负载与馈线特性阻抗不匹配, 负载不能把传来的射频信号功率全部吸收, 部分功率由终端再经馈线返回始端。如馈线终端负载是匹配的, 则传来的射频信号功率全被负载吸收, 此时馈线上只有入射波而无反射波, 称这样的工作状态为“行波状态”。如果终端不匹配有反射波时, 则在馈线上既有入射波又有反射波, 馈线上各点的电压 (或电流) 为入射波与反射波的矢量和, 称这种工作状态为驻波状态。
行波系数K等于馈线上的电压最小值Umin (或电流最小值Imin) 与电压最大值Umax (或电流最大值Imax) 之比, 即:
驻波比S为行波系数的倒数, 即:
如行波系数过低或驻波比过大, 将造成馈线损耗增大与传输功率减小。
(6) 极化方向
天线的极化方向取决于振子与地面之间的相对方向。通常以地面作为基准面, 振子水平方向架设的, 接收的为水平极化波;振子垂直方向架设的, 接收的为垂直极化波。由于电波特性, 决定了水平极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流, 极化电流因受大地阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减, 而垂直极化方式则不容易产生极化电流, 从而避免了能量的大幅衰减, 保证信号的有效传播。
(7) 前后比 (FBR)
前、后入射波的场强相同条件下, 天线前向最大接收电平与后向 (180°±60°范围内) 最大接收电平之比, 通常以分贝表示。为了减小相反方向干扰信号, 希望接收天线的前后比大为好。
3 地面广播电视监测天线选择时的注意事项
我国规定调频广播使用的频段为87～108MHz, 电视使用的频段为48.5～84MHz, 167～223MHz, 470～566MHz, 606～958MHz。因此, 在选用监测天线时应注意考虑以下几方面:
(1) 监测天线的选用, 主要取决于用途, 一般考虑以下因素:欲收信号的频段、特征, 需要监测的技术参数, 天线场地的条件以及可能接收到的干扰情况。
(2) 要能全方位接收欲收信号。为能全方位接收, 最简单的是采用全向天线, 特别是无人值守的遥控监测站采用全向天线进行全方位接收。如采用定向天线, 可采用可转动的定向天线或把数副弱定向天线组成全向天线或采用方位均匀分布的若干副定向天线。
(3) 监测天线要求能全波段接收欲收信号。为能进行全波段接收, 可采用宽波段天线或采用波段相互衔接的若干副窄波段天线。
(4) 非定向天线适用于一般性监测 (如用于频谱负荷收测) , 定向天线适用于对特定信号的接收 (如用于质量监测或查明干扰) 。
(5) 为能取得接收效果, 天线的极化面应与所接收的电波极化面相同。
4 地面广播电视监测天线工程实例
4.1 电视及调频广播全频段接收天线的组成
根据地面广播电视监测业务要求, 预收信号既包括地面电视, 又包括调频广播, 接收频带宽较宽, 增益系数要求高。因此, 选用的监测天线是由一副米波对数周期天线和一副分米波四偶极板天线组成的, 两副天线固定在一根桅杆上。天线连接示意方框图如图1所示。外形图如图2 (a) 所示。四偶极板天线垂直架设, 工作在470MHz～860MHz频率范围, 接收分米波电视频道。其中, 对数周期天线由15对对称振子组成, 水平架设, 如图2 (b) 所示。工作频段在47MHz～230MHz频率范围, 涵盖了米波, Ⅲ波段电视频道和调频广播频率范围。
混合器将两副米波和分米波天线的信号合成为覆盖47-860MHz全频段的电视和调频接收天线, 其输出的射频信号经过一个直通的避雷器传送到接收机, 避雷器的外壳与机房的地线连接。
4.2 电视及调频广播全频段接收天线的技术参数
电视及调频广播全频段接收天线主要参数如表1所示。
4.3 电视及调频广播全频段接收天线的主要特点
(1) 全频段。两副天线组合使用, 可以接收47～860MHz (包括87～108MHz的调频广播和CH1到CH48频道电视在内) 频段内的所有地面广播电视节目。
(2) 高增益。四偶极子板天线增益为11dB, 对数周期天线增益为10dB。
(3) 安全性好。有三重防雷系统。桅杆顶加装避雷针, 天线振子末端为短路结构, 桅杆底座短路片与建筑物防雷接地连接, 馈线入户末端加装通过式同轴避雷器, 避雷器外壳与机房地线连接。
(4) 安装方式灵活牢固。有抱杆式和基础拉锚式两种安装方式。抱杆式采用抱箍和女儿墙固定辅助角钢支撑的方法。基础拉锚式采用底座基础固定, 辅助拉线的方法。可以根据安装现场环境条件灵活选择应用。
5 地面广播电视监测天线安装场地选择时的注意事项
5.1 地面广播电视监测天线安装场地选择一般考虑
地面广播电视监测天线安装场地点的选择要考虑的主要因素是:避阻挡、防干扰、减损耗、重安防。
(1) 天线安装点既要在欲收信号发射台服务区内, 又要与发射台保持一定距离, 以没有干扰为原则。
(2) 天线安装点场地要开阔, 周围无高大建筑物遮挡。
(3) 天线安装点周围无大型电力、通讯、广播电视发射设施及其它工业干扰源, 例如:医院、铁路、矿山、繁忙公路等。
(4) 天线位置的布置, 要考虑其工作频段, 接收方向, 极化平面与相互间的距离等因素, 使各天线间的相互影响为最小。形状、工作频段与方向相同的两副天线, 它们相互间的影响最为严重, 应尽量远离。
(5) 米波、分米波的定向天线安装尽量在靠近机房 (监测设备前端) 的桅杆高端或安装在机房的楼顶上, 以缩短电缆长度, 减少电缆损耗。
(6) 天线场地要有避雷装置, 可利用现有建筑物避雷针, 天线安装在有效保护范围之内。
(7) 现场是否有地线, 否则要装置地线, 接地线电阻应≤4Ω。
5.2 选择场地时应注意建筑物对天线的阻挡
VHF、UHF频段电波传播主要是靠近乎直线传播的空间波作为主要传播方式, 但绕射和散射的作用也不容忽视。
大楼或其他建筑物等对电波传播会起反射与阻挡作用。电波遇到大楼壁面, 有一部分电波将被反射并射向大楼前方。大楼后方因受大楼阻挡, 电波无法直接到达, 到达的电波是绕过建筑物顶部与侧面过来的, 形式绕射电波, 越靠近大楼后方绕射损失越大, 随着向远处离开大楼后方, 绕射损失逐渐减小。大楼的反射波和绕射损失均可能产生重影。
6 天馈线的维护
天线的维护工作很重要, 除了保证天线结构完好外, 还应注意:
(1) 保证天线和桅杆拉线受力符合设计要求:由于常年风吹雨打、冷热变化, 天线拉线长短也会变化, 每年要至少两次对天线拉线进行调整, 确保拉线受力达到要求。
(2) 避雷接地系统要良好, 接地电阻要小于4Ω, 天线桅杆往往建在最高的建筑物上, 容易遭受雷击。因此, 天线系统必须有良好的避雷接地措施, 一旦损坏要及时修复, 否则雷电通过天馈线引入机房 (前端监测设备) 将会发生伤人或设备损坏事故。
(3) 为避免干扰, 合理调整选用接收天线仰角和极化形式接收天线使用时常常碰到有新增干扰, 有时为了避开干扰, 宁可使用最大方向不在这一方向的天线, 接收不同距离来的信号对天线有一个辐射仰角和极化形式的合理选择调整, 以得到最佳接收效果。
(4) 清洁、检查天线体 (即天线振子) 、馈线、匹配器和支撑物等有无锈蚀, 锈蚀严重的构件应及时更换。
(5) 定期检查天线安装固定构件的紧固性能, 发现松动及时修复。
(6) 对钢件支撑物一般应五年刷一次油漆, 如果气候条件恶劣, 可适当缩短维护周期。
(7) 遇有风、雪、冰、雹和雷电等恶劣气象变化或地震等自然灾害时, 要及时检查巡视, 调整或更换损坏的零部件。
7 结束语
地面广播电视传输媒介是无线电电磁波, 所以, 监测时必须用接收天线将空中的无线电波转换成高频电能, 再解调还原成音、视频信号后才能对其进行监测、分析和处理。监测结果能否如实反映收测点的真实情况, 天线形式的选择、天线安装场地的选择和天馈线的正确维护等都很重要, 只有这样才能保证监测工作的顺利进行。
摘要：本文介绍了地面广播电视接收天线的主要技术参数, 并结合实际工程案例, 详述了一种专业监测用的接收天线的特性、安装场地的选择和维护中应注意的事项。
关键词：地面电视,接收天线,监测,场地选择
参考文献
[1]马友本等编著.广播电视监测技术.国家广播电影电视总局监测中心编印.
普光气田地面集输系统腐蚀监测技术 篇4
关键词：普光气田,高含硫,集输系统,腐蚀监测技术
普光气田H2S平均含量为15.16%, CO2平均含量为8.64%, 是目前国内正在开发的含H2S、CO2最高的含硫气田。整个气田具有“三高一深”的特点, 即:产量高、压力高、硫化氢含量高和气藏埋藏深。由于H2S具有剧毒, 安全风险极大, 同时对钢材具有特殊的氢脆、硫化物引起的腐蚀开裂 (SSC、HIC) 等[1,2], 增加了气田开发难度和风险。普光主体集气站场和地面集输系统要经历酸气、地层残酸、气井杂质、凝析水、硫沉积等多种考验, 集气站场和地面集输系统腐蚀与防护工作形势严峻[3,4,5,6,7,8,9]。
1 腐蚀监测方案设计
腐蚀监测是指对工业设备的腐蚀状态、速度以及某些与腐蚀相关联的参数进行系统测量, 得到生产系统的实时腐蚀现状, 并可以通过所监测的信息对生产过程有关参量实行自动控制或报警。腐蚀监测与监控技术的经济效益, 尽管由于各种原因而难以具体估价, 但一般认为, 对工业设备上进行“成功”的腐蚀监测将可带来相当于投资成本的数十倍、上百倍的经济效益[10]。腐蚀监测可以分为2大类, 一是在设备运行一定时期后检测均匀腐蚀速度、有无裂纹、有无局部腐蚀穿孔的危险。它主要是为了控制危险性和防止突发事故, 获得的是腐蚀的结果;二是检测因介质作用使设备发生的变化, 获得设备腐蚀过程的有关信息, 以及生产操作参数 (包括加工工艺、腐蚀防护措施) 与设备腐蚀状态之间相互联系的数据, 并依此数据可以调整生产操作参数, 其主要目的是控制腐蚀的发生与发展, 使设备处于安全可控运行状态。我们把前者称作腐蚀的离线监测, 后者称作腐蚀的在线监测。腐蚀的离线监测方法有超声波法、涡流法、漏磁法等, 腐蚀的在线监测方法有监测孔法、失重法、电阻探针、电化学法、电感法等。因此, 结合普光气田地面集输系统的特点, 我们制定了以下腐蚀监测方案。
集气站场主要针对酸气管线、排污管线、放空管线、生产汇管、计量汇管以及加热炉、计量分离器、火炬分液罐等设备管线的腐蚀情况, 主要采用腐蚀检测数据分析技术、站场水样化验数据分析技术、C扫描、超声波检测、磁粉检测、渗透检测等方式, 综合评价站场的整体腐蚀状况。
2 腐蚀监测技术实施
普光气田腐蚀监测点布置在最容易受腐蚀的位置和介质参数容易波动的位置[11], 主要分布如下: (1) 加热炉进口位置; (2) 加热炉出口位置; (3) 计量分离器气相出口; (4) 计量分离器液相出口; (5) 集气站外输管道出站位置; (6) 收球筒旁通位置; (7) 阀室附近管道焊缝处。
普光主体腐蚀监测系统采用意大利Corrocean公司的产品, 主要以腐蚀挂片的监测数据为依据, 辅助采用电阻探针、线性极化探针、FSM电指纹3项监测技术进行数据对比分析, 共计138个腐蚀挂片监测点, 139个电阻探针监测点, 17个线性极化探针监测点和19个电指纹监测点。
2.1 腐蚀挂片
腐蚀挂片 (CC) 也称称重法[12], 是将标准试片插入介质中, 一段时间后取出, 通过测量试片质量的变化, 以金属挂片损耗量除以时间来确定整个实验周期内的平均腐蚀速度, 同时观察试片上点蚀情况, 分析判断腐蚀成因和机理, 确定腐蚀类型 (点蚀或其它局部腐蚀) , 共计安装138个腐蚀挂片, 如图1所示。
2.2 电阻探针
电阻探针 (ER) 是通过测量电阻探头的金属损耗量来测量腐蚀, 探头为管状[13]。探头腐蚀后面积减小, 电阻增大。电阻探针通过数据采集器并利用数据处理软件传至站控室并通过网络传至中控室, 可以连续测量腐蚀速率的变化, 共计安装139个电阻探针, 如图2所示。
2.3 线性极化探针
线性极化探针 (LPR) 主要是采用三电极测量电解质溶液中的极化电阻, 将一个小的极化电压加到溶液中的一个电极上, 由于微小的电压极化而产生的电流直接与电极表面的腐蚀速率有关, 从而得到瞬时腐蚀速率, 共计安装17套线性极化腐蚀监测点, 如图3所示。
2.4 电指纹
电指纹 (FSM) 是用于管道的非插入式内腐蚀监测技术, 在管线上距离阀室最近的一道焊缝及焊缝两侧的管道表面均匀地安装的探针电阻, 形成区域内的探针电阻矩阵, 通过向钢结构的测量区域施加一个电流, 从而监测整个管壁表面 (矩阵区域内) 由于腐蚀、点蚀或开裂造成的电场变化, 并与标准参考样片进行比较, 实时在线地精确测量管道壁厚的变化, 监测管道及焊缝的腐蚀情况, 共计安装19套电指纹腐蚀监测点。
通过使用MultiTrend数据管理软件, 将FSM监测数据直接存储到MultiTrend数据库中, 方便监测数据的查询及辅助数据分析, 并可由监测数据形成三维腐蚀痕迹位置图, 进行辅助数据分析。测量数据也可通过网络提供给服务商, 服务商将协助进行数据处理、结论解释等工作, 发现问题及时进行处理。
2.5 智能检测
管道智能检测主要是利用几何变形及金属损失检测器对管道进行检测, 具有可在线检测、安全可靠的特点。管道智能检测能够准确定位管道缺陷及设施, 有效预测泄漏发生;为制定酸气管道的维修计划提供依据, 及时维护与检修;及时掌握管线的腐蚀情况, 合理的调整生产运行参数和防腐措施。
管道清洁器 (CLP) :由刷头、校量盘、弯头校量盘 (管道内标称95%) 等组成, 校对管道进行清洁, 清除污物;几何变形检测器 (EGP) :由导向盘、密封盘、测距轮、温度传感器、几何变形传感器和拉钩等组成。测管线长度、弯头半径、内径变化、大的凹坑、椭圆度等参数;金属损失检测器 (CDP) :以“漏磁” (简称MFL) 为基础, 以磁通量的漏失量判定金属损失程度, 检测管道的腐蚀、侵损、凿槽以及其他金属损失特征[14]。
2.6 水分析
水离子分析包括对集气站场水样的pH值、矿化度、水型及离子组合等内容进行化验分析;对集气总站水样的pH值, 含硫量, Cl-、Mg2+、Ca2+、Fe3+含量的化验分析工作。
2.7 缓蚀剂残余浓度分析
缓蚀剂残余浓度分析主要是针对集气总站分离器水样进行化验分析在集气站场连续加注的缓蚀剂的残余浓度, 以确定缓蚀剂的加注效果。
2.8 清管残余物分析
清管残余物分析主要是针对每条管道的批处理杂质进行测定离子含量、酸溶、碱溶、溶硫剂溶和X射线衍射化验分析等内容, 以确定清管出管道杂质的具体成分。
2.9 站场、管线开口检测
主要是利用集气站场井口分酸分离器设备转移、集输管道更换BV阀门等停产机会, 对站场、管道进行置换、清洗后开口进行壁厚检测、射线检测、超声波检测、磁粉检测、渗透检测、C扫检测和目视检查等工作。整体上了解站场设备、工艺流程、集输管道的整体腐蚀情况。
3 结论及建议
普光气田地面集输系统重点腐蚀部位在线腐蚀监测系统的启用, 各装置监测点腐蚀数据通过计算机网络进行信息收集与分析, 加大了各生产装置上重点腐蚀部位的监控力度, 更进一步了解了站场、管道的整体腐蚀情况, 加强了高含硫气田腐蚀与防护工作的管理体系, 增强了现场设备、管道腐蚀与防护工作的反应机制, 提高了高含硫气田腐蚀与防护的管理水平, 为普光气田地面集输系统的安全运行奠定了基础。
通过开展普光气田地面集输系统腐蚀状况分析工作, 我们初步得出以下认识:
(1) 集气站场、集输管道通过腐蚀监测系统得到的检测数据, 可知集输管道的整体腐蚀速率控制在标准允许范围以内。
(2) 在集气站场的计量分离器、火炬分液罐、计量汇管、生产汇管的底部和P303-P302集输管道底部出现了局部腐蚀的情况, 这主要是由于积液和杂质沉积产生的电化学腐蚀。
(3) 集输系统的腐蚀特别是点蚀主要发生在硫沉积与积液部位, 从站场内管道腐蚀产物膜与现场腐蚀状况来看, 发生这种部位局部腐蚀的倾向性很大, 腐蚀程度随硫沉积、积液、硫沉积+积液不同工况依次增强。
(4) 通过对集气站场、集输管道的综合腐蚀状况分析, 如何有效防止存在积液和沉积物的压力容器及压力管道的局部腐蚀是目前腐蚀与防护工作的重点和难点。