腐蚀, 是指材料在某些环境作用下, 引起材料的破坏或变质。在石油工业中, 腐蚀是造成其金属设施损害的重要因素之一。近几年来设备的腐蚀问题严重而又突出, 腐蚀加剧了设备及管道的损害甚至人员伤亡, 带来惨重经济损失, 同时威胁群众健康和污染环境, 一系列问题使企业愈发的感到棘手。人们努力寻找防腐蚀的有效途径, 随着各个领域科技的发展, 人们对腐蚀监检测的相关技术有了更高品质的要求了, 为适应这一新的形势, 寻找新的突破口, 就有必要就腐蚀监检测的有关概念和实际应用的关键问题进行探讨。
腐蚀监检测可以分为两大类:在线监测法和离线检测法。在线检测法是指在设备运行的过程中对设备腐蚀或破坏进行连续的系统测量, 获得的是设备腐蚀过程的现象及有关信息, 揭示腐蚀的过程, 以便迅速判断设备的情况和所存在的隐患。, 其主要目的是控制腐蚀的发生与发展, 使设备处于良性运行。主要方法有:挂片法、电阻探针法、电化学法、磁感法等。离线检测法是指是在设备进行一定时期后检测有无裂纹、有无局部腐蚀穿孔以及剩余壁厚等, 主要是防止突发事故, 获得的是腐蚀结果。主要方法有超声波法、漏磁法等。
腐蚀监检测的目的包括: (1) 使设备尽可能的保持最佳运转状态, 从而提高生产效率, 提升产品质量, 延长设备的使用寿命。 (2) 预报适时维修需要, 减少投资、操作、维修等费用。 (3) 保证设备的安全操作性能, 保障工作人员生命财产, 减少环境污染系数。 (4) 为腐蚀监检测的发展提供可靠数据, 也为管理决策者提供参考。
在线腐蚀监测技术的最大优点就是“在线”, 能即使掌握腐蚀的速率, 并且可全程追踪设备的某一特定位置的腐蚀速率或某一特征变量 (例如pH值等) 的变化情况, 从而随时掌握设备的腐蚀状态, 有效预防和控制设备的发生与发展, 使得设备处于良好的可控制运行状态。今年来在线腐蚀监测方面也取得很大的突破行发展。在线腐蚀技术对于未来防腐的监测和管理的发展有很重要的意义。
(1) 腐蚀挂片失重法:是在线腐蚀监测技术最基础也是最原始的技术之一。将已知重量的金属试样置于腐蚀系统中, 经过一定时期的暴露后, 取出清洗、称重, 根据所置放的金属试样的质量变化, 算出平均腐蚀率。其原理简单, 被大多数现场人员接受。并且适用各种介质 (即电解质和非电解质) , 监测周期1~6个月。
(2) 在线电阻探针法:开始于20世纪50年代, 由于引进了电子技术使连续在线监测成为现实。利用电阻探针测量金属元件的横截面积因腐蚀而减少所引起的电阻变化, 既适用于液相中测量, 也适用于气相中测量, 因此它适用于各种介质, 监测周期为几天。
(3) 线性极化法:根据在腐蚀电位附近电流的变化和电位的变化呈线性反比关系, 可测出腐蚀速率。线性极化法对腐蚀情况变化反响快, 能获得瞬间腐蚀速率, 比较灵敏, 可以及时地反映设备操作条件的变化, 是一种非常适用于监测的方法。该方法适用于电解质溶液中, 监测周期短。
(4) 定点测厚法:主要针对设备管线高温部位进行的定点定期测厚, 值得注意的是在不同环境超声波的速度是不同的, 测量时需要校正参数。测量周期为3个月。
(1) 超声波、导波检测法:利用探头发射超声波的反射变化, 监测设备、管线是否存在空洞裂纹等缺陷。
(2) 漏磁监测法:智能清管器是装有测量仪器并沿管线内部前进的运行工具。将一强磁场加到测量管线上, 沿着管线表面检查漏磁特性的各种异常情况。在均匀壁厚的管中, 探测元件得不到任何响应, 但碰到金属缺损区域时, 均匀的磁力线分布就会受到干扰, 从而能够测得信号。因此利用智能清管器可有效检查管线内外表面的腐蚀问题。
(1) 加强机械设备测厚和数据分析工作。
定点测厚对于发现设备、管道腐蚀减薄, 是及时避免隐患的行之有效的监控措施。应在各个装置关键部位都需设有定点测厚点, 建立装置定点侧厚布点图。同时根据测厚结果决定对于关键部位是否安装电阻探针、电感探针或者电化学探针, 进行在线腐蚀监测。此外, 应在高腐蚀设备及其部位, 配合使用腐蚀挂片方法, 更利于分析其腐蚀机制。
(2) 加强腐蚀调查。
加强装置运行期间的腐蚀监测工作以及停工期间的腐蚀调查工作, 以便积累监测经验和提升监测水准, 利于数据的综合处理和异常情况的准确判断。
(3) 加强在线腐蚀监测。
在积极开展在线监测这一过程中, 既要加强对重点设备及其部位的在线腐蚀监测, 也要介质参数的间接监测和腐蚀速率的直接监测有机结合。因为设备材质的腐蚀是在一定环境下进行的, 介质变化是原因, 腐蚀速率是结果。只有将两者结合起来协调的监测, 才能找出腐蚀原因, 使腐蚀得到更有效控制。
(4) 建立综合防腐蚀监测体系。通过腐蚀综合监测体系的建立和运行, 才能够摸清各个装置的腐蚀介质分布状况和腐蚀状态, 以便于腐蚀监测资料的积累和管理, 使我们能够不断加深和总结防腐蚀的经验与规律, 为装置工艺的改造和采取防护措施提供科学可靠地根据, 从而使防腐蚀工作更加有针对性的进行。
(5) 1998年国内的一次防腐蚀工作会议中, 介绍了日本千叶炼油厂建立了全厂腐蚀监测网, 这个覆盖全厂的腐蚀监测网络为企业带来了安全生产十几年无事故。这一消息对国内的石油化工行业和腐蚀科技界产生了不小的震撼, 也得到了许多启发, 对推动国内的腐蚀监测向纵深发展起了不可低估的作用。
因此, 腐蚀监检测将受到企业从上至下的普遍重视。预计在1~2年内国内将有5~10个企业建立起装置腐蚀监检测网, 5~6年将有1~2个企业建立起全厂腐蚀监检测网, 与此同时逐渐形成成套技术。腐蚀监检测必将为企业带来巨大的经济效益。
摘要：防腐蚀问题对于石化装置至关重要。因此重视腐蚀问题、避免或减缓腐蚀的危害速度、加强石油工业的防腐蚀工作、不断完善腐蚀监检测技术, 对石油化工的长足发展有着深远意义。本文详细论述了国内腐蚀监检测技术的研究及应用状况, 综述了国际腐蚀监检测的发展。
关键词：腐蚀,监测,石油化工
[1] 顾侃英.芳烃抽提中环丁砜的劣化及其影响[J].石油学报, 2000.
[2] 章炳华.芳烃抽提装置设备腐蚀及防护措施[J].石油化工腐蚀与防护, 2006.
[3] Asset Integrity Management Contractors (such as OIS Ltd., RIM Ltd.) on behalgof BP Installations, UK North Sea.
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