在線腐蝕監測技術在煉油裝置中的應用

易軼虎

(石油化工管理干部學院，北京100012)

在線腐蝕監測技術在煉油裝置中的應用

易軼虎

(石油化工管理干部學院，北京100012)

介紹在線電化學、電阻探針、電感探針以及pH值監測等多種在線腐蝕監測技術的原理及在煉油裝置中的應用情況，比較了常用技術的主要的性能特點。應當依據裝置流程、腐蝕分布、工藝防腐、相變區的腐蝕特點、高溫設備材質進行選點和監測，煉制高酸原油時應對230℃以上部位重點監測。對未來的腐蝕在線監測技術發展特別是精度、靈敏度的提高、多參數監測、腐蝕數據的智能分析和自動腐蝕控制技術進行了展望。

在線 腐蝕監測 應用 發展

據統計，石化行業每年因腐蝕泄漏所造成的事故占總事故數的60%以上，所帶來的直接和間接損失更是難以估量。因此，腐蝕監測一直煉油設備管理中是一項十分重要而基礎性的工作。在線腐蝕監測可以連續實時的提供多種檢測數據，業已成為設備預知維修和全壽命管理的有效手段。

1 在線腐蝕監測在煉油生產中的作用

根據目前生產實際和投用效果，在線腐蝕監測有以下現實價值和應用場合

(1)評價注劑效果，指導注劑工藝

如中海油惠州煉油廠通過在線腐蝕監測數據評價不同緩蝕劑效果，并建立了緩蝕劑優化注入工藝。

(2)指導原油混煉

由于不同產地原油性質差別大，混煉易造成酸值增大，電脫鹽操作波動，加劇設備腐蝕。高橋石化在原油混煉中根據在線監測結果，及時提高塔頂冷凝水pH值控制效果，改善塔頂注劑，加強電脫鹽脫鹽效果，既平穩操作又降低腐蝕，還及時準確向上提供混煉建議，合理調配比例。

(3)實現注劑的自動控制

在蒸餾裝置低溫設備常采用注水、注氨、注緩蝕的辦法控制介質H2S和HCl引起的pH值降低，而注氨和pH值之間是單一變量控制的，那么就可以通過控制設備給定一個pH的設定值，校驗測量值與設定值的偏差來自動調整注氨，從而進一步實現pH值自動調控，既節省藥劑，又可以消除各種人為影響。

(4)在線監測與定點測厚結合指導檢修

在線監測的特點是實時準確，但難以全覆蓋，但通過多參數統計可繪出多種腐蝕變化曲線，有助于了解裝置腐蝕概貌，判斷腐蝕趨勢，確定監控重點，做到實時全面的診斷。結合定點測厚的靈活性，加強重點部位監控，一方面可以預防泄漏事故的發生，另一方面為檢修計劃編制提供依據。

2 常用的在線腐蝕監測技術

目前，常用的在線腐蝕監測技術有:電化學監測、電阻探針監測、電感探針監測、pH值探針監測。這四種技術基于不同的原理，具有不同的特點和應用場合，實際應用中應當做好對比，合理選型。

(1)電化學監測:電化學探針是測量流過電極表面的電流指標來確定腐蝕速度電化學方法。其優點是速度快，不需要測量腐蝕減薄量;缺點是必須用在電解質的環境，即有水的環境。其中電化學噪聲技術也屬于電化學方法的一種，是測量金屬局部腐蝕，它不是采用施加極化的方式，而是對兩個相同材料的金屬直接測量它們之間的電流，當獲取大量的信息之后再利用各種分析手段進行局部腐蝕分析。

(2)電阻探針監測:電阻探針測量是通過在線儀器測量金屬絲的腐蝕減薄。并采用溫度補償試片消除金屬溫度系數的影響。優點是適用工況范圍寬，適用介質廣泛，但測量周期長、靈敏度低，測量結果受腐蝕產物的導電性的影響，無法記錄腐蝕速度的瞬時變化。

(3)電感探針監測:電感探針測量原理是通過探針檢測腐蝕減薄所引起的磁通量的變化直接測得腐蝕深度，從而計算出金屬腐蝕速率，適用于各種介質，測量靈敏度高，可以測量腐蝕速率的短期變化。電感探針除有片狀結構形式，還有管狀結構形式，適用于不同管徑，小于100 mm的小管徑管線適宜采用片狀探針。電感探針的溫度補償效果比電阻探針好，由于激勵信號是高頻信號，抗干擾性好。

(4)pH探針監測:在線pH值監測的原理是利用對 H+敏感的選擇電極進行介質酸堿度測量。

各種在線監測技術各有優點和局限性，對比參見表1。因此想要達到準確的測量和控制不是一種方法可以解決的，需要綜合運用多種技術形成全面的在線監測系統。

表1 常用在線腐蝕檢測技術參數對比Table 1 Comparing to parameters of common online corrosion monitoring technology

3 監測點選擇

監測點選擇是在線方案設計的關鍵步驟，煉油過程中設備所發生的腐蝕主要有兩類:硫化物的高溫化學腐蝕和H2S、HCl低溫電化學腐蝕。前者多發生在常減壓蒸餾、熱裂化、催化裂化、延遲焦化以及這些裝置的產品分離系統，主要表現為均勻腐蝕;后者多發生在在蒸餾裝置的初餾塔頂、常減壓塔頂以及與它們相連的管線、容器及熱交換器系統，主要表現既有全面腐蝕，又有坑蝕、孔蝕和硫化物應力腐蝕開裂。因此應當依據裝置流程、腐蝕分布、工藝防腐、相變區的腐蝕特點、高溫設備材質進行選點。根據腐蝕原理和設計經驗，煉高硫原油裝置應對溫度在260℃以上部位開始重點監測;煉高酸原油裝置應對溫度在230℃以上部位重點監測。為便于日后維護，盡量在副線安裝;盡量使用管線已有的開口，少增加靜密封點;注重汽液兩相分界面、湍流沖蝕部位，如彎頭、閥門后;為評價注劑效果，監測點應選擇在注劑口后足夠距離;為了確保在線實時測量結果的客觀、可靠，有條件的話，應當在閉環控制前進行必要的調試工作即測量校驗。

4 常見故障及日常維護

目前在線監測技術已有多年廣泛的應用，應用過程中探針經常出現異常，主要有兩種表現，一是測量值不變，二是測量值大幅波動。

腐蝕監測是一項基礎的工作，三分靠技術七分靠管理。要使腐蝕監測系統發揮作用，后期管理很重要，需要做好以下幾個方面:

(1)首先在車間和機動部門指定具體負責人;

(2)建立腐蝕監測系統檔案。主要包括:監測系統概況、生產裝置情況、安裝位置、工藝參數、探針規格參數、安裝日期、相關圖片、修護維修記錄、更換探針記錄、軟件升級記錄、廠家服務人員、聯系方式;

(3)通過培訓，了解測量原理、數據解讀、熟練操作、掌握一般故障的解決措施;

(4)數據定期備份，以防止突發故障，最少半年備份一次;

(5)每天用一定時間觀察一次數據，及時發現異常;

5 在線腐蝕監測未來發展方向

根據應用實踐和現實需求，未來在線腐蝕監測技術正朝以下方向發展:

(1)在線監測技術的精度、靈敏度和可靠性進一步提高，實現復合監測，即一根探針實現多種參數監測。

(2)開發全面腐蝕監測系統，實現多參數監測。包括腐蝕影響因素監測(Cl-，HCl，S、環烷酸)、腐蝕發生發展過程監測(腐蝕速率、腐蝕行為、腐蝕原理)、腐蝕結果監測(壁厚減薄、蝕坑、裂紋)、腐蝕事故監測(穿孔、泄漏、著火、爆炸)等。

(3)在建立統一完備的腐蝕數據庫的同時，重點進行腐蝕數據的智能分析，實現數據的深度挖掘，提供決策依據。

(4)開展以腐蝕數據為參考點的自動腐蝕控制技術的研究。

［1］ 楊曉惠，饒霽陽，王燕楠．在線腐蝕監測技術在石化行業中的應用［J］．石油化工腐蝕與防護，2011，28(3):40-42．

［2］ 馬紅杰，黃新泉，李慶梅．蒸餾裝置常頂系統腐蝕在線監測［J］．石油化工設備，2009，38(2):88-91．

［3］ 于濤．電化學腐蝕監測技術現場應用［J］．設備管理與維修，2009(10):42-45．

［4］ 鄭立群．石油化工工業腐蝕監測技術的最新發展［J］．石油化工腐蝕與防護，2005，22(1):11-15．

［5］ 湯天遴，高亞楠，石偉等．腐蝕監測技術在中原油田的應用［J］．腐蝕科學與防護技術，2003，15(1):47-49．

(編輯 王菁輝)

Abstract:The principles of online monitoring technologies such as electro-chemical technology，resistance probe，inductance probe and pH value monitoring are described，and their main performances and characteristics are compared．The monitoring and monitoring sites should be selected based upon unit process flow，corrosion distribution，process corrosion protection，corrosion characteristics of phase-change zone and material of HT equipment．When high-TAN crude is processed，great attention shall be paid to the monitoring of those locations where the temperature is higher than 230℃．

Keywords:online，corrosion monitoring，application，development

Application of Online Corrosion Monitoring Technology in Refinery Process Units

Yi Yihu
(SINOPEC Management Institute，Beijing 100012)

TE980．5

A

1007-015X(2012)05-0044-03

2012-05-16;修改稿收到日期:2012-07-15。

易軼虎(1973-)，博士學位，工程師，從事高層次專業技術人才培訓。E-mail:15201126071 siayyh@126．com。