石油化工裝置中射線檢測技術的應用

胡猛 屈剛 李森 王勝來

1.海洋工程技術服務分公司 山東青島 266520

2.海洋石油工程股份有限公司海洋工程技術服務分公司 天津 300452

實現設備的長期安全運行是石化企業創造最佳經濟效益的主要措施之一。輻射檢測技術是一種不干擾檢測技術，可以在不停機的情況下，對各種石化過程設備的結構變化和運行狀態進行觀察和分析。可用于石油化工過程設備的故障診斷、運行優化和瓶頸消除。它可以檢測結構破壞過程的設備，快速識別的問題需要優化的過程中，精確測量固體和高粘度液體的容器，檢測材料在反應中單元的停留時間和分離設備，并迅速確定設備的內部。泄漏對消除工藝設備故障，實現長期穩定安全運行，提高經濟效益具有重要作用。

1 γ射線掃描技術

γ掃描工業設備，類似于人類的角度來看，是一個先進的工業設備技術“看穿”。射線掃描技術具有在線檢測、精度高、速度快等優點。該方法不僅能快速、準確地檢測石化裝置的故障，而且能優化裝置的運行。在這一階段，伽馬射線掃描技術還可以診斷石化裝置精餾塔、反應器中催化劑的位置以及管的流動狀態。該技術還有助于現場操作跟蹤塔和填料塔流體力學的研究和測試。一般將射線源和探測器放置在待測設備的兩側，在射線源和探測器下設置掃描移動裝置，實現同步掃描裝置。然后根據掃描光線繪制出地圖，從而大致推斷出設備內部的操作。布置塔和填充柱在介質的位置和密度不同，伽馬射線的吸收程度也不同。該技術還可以檢測到托盤丟失或塌陷、氣體分布器位置偏移、嚴重泄漏和起泡等異常現象。伽馬射線掃描技術除了能夠快速準確診斷塔設備故障外，還可以隨時檢測塔設備。在關鍵設備的生產過程中，需要對設備進行頻繁的掃描檢查，以保證安全、穩定、長期的生產。還需要建立歷史數據庫的設備操作，記錄的數據分離塔設備很容易，腐蝕性，容易阻塞，并與原材料波動，然后使用γ掃描技術為有目的的跟蹤找出關鍵參數的變化。在這種情況下，可以提前預測可能出現的故障問題，從而更好地解決可能出現的問題，使生產能夠正常可靠地運行，節省時間和成本。檢查前進行伽瑪射線掃描，所需材料、人力等可提前數周或數月準備。預先檢查掃描有助于在計劃關閉前的幾周或幾個月內準備所需的材料、勞動力和其他細節。對于需要頻繁更換的塔，可以在啟動/停止的整個過程中定期掃描，并部分記錄塔盤的損壞或損壞情況，使操作情況惡化。通過分析記錄，可以確定損壞原因，改進操作。

如果海洋石油工程公司在日常運營管理過程中發現常壓塔存在故障，則長三與長四產品本身重疊嚴重。在這種情況下，不僅產品本身的質量會越來越低，在嚴重的情況下，還會直接影響設備本身的經濟效益。由于大氣塔本身是海上石油工程公司的關鍵設備之一，在正常情況下，安排一些臨時維修工作并不容易。在具體操作過程中，為了從根本上選擇一些有針對性的措施，可以直接利用伽馬射線對大氣塔進行故障掃描。由于左右托盤本身的實際情況明顯不同，掃描時需要掃描兩次，每次掃描的工作條件組合也明顯不同。例如，源與檢測器之間的距離是不可比較的，因為這兩個掃描是在實際操作中。

2 中子背散射測量技術

在實際應用過程中，中子背散射技術可以應用于一些容器或管道的測量和化學反射面測量，總體測量效果較好。然而，在技術的實際應用中，必須有一種可以作為中子慢化劑的物體，而作為慢化劑的物體可以是水或其他含有氫的物質。在具體應用過程中，中子源可以發射快中子，快中子可以直接穿過管壁到達慢化介質。因為快速中子和氫原子，液體本身的其他質量相對較低，原子的整體橫截面相對較大。因此，在這種情況下，快中子在慢化介質中逐漸減速，逐漸達到熱平衡狀態，在實際中形成熱中子。在這種情況下，如果熱中子本身發生反射，那么一部分反射的熱中子將逐漸被壁面吸收。在這種情況下，如果探測器在實際應用過程中，可以檢測到的數據和熱中子基本上是由兩部分相互結合而成。一部分是墻體和焦炭的減速，但這部分的介質相對較小，可以忽略。另一部分是介質減速后存在的物質。

從該技術的實際應用中可以看出，中子后向散射技術不僅可以準確有效地測量慢化介質之間的距離，而且從根本上保證了慢化。媒體中的一些水平是經過測量和確定的。值得注意的是，在檢測過程中，如果污垢材料本身的尺度較小，且探測器與慢化介質之間的距離因污垢而發生變化，則可以間接使用該測量方法。得到了水垢本身的厚度。

3 放射性示蹤技術

目前，在石化裝置中有一種應用廣泛的射線檢測技術——放射性示蹤技術。射線掃描和中子后向散射技術是一種密封源放射性技術，通常在工藝設備上進行外部測量。然而，通常需要清楚地了解設備內介質的數量、速率和頻率。這些問題只能通過向工藝中注入液體、固體或氣體放射性物質來解決，即采用放射性示蹤技術。遺憾的是，放射性示蹤技術在中國石化工業中尚未得到有效的工業應用。放射性示蹤技術主要用于：（1）檢測裝置和換熱器泄漏；（2）反應物料停留時間分布的測量；（3）通過反應器、管道或罐體流動的氣體、液體和固體流體的流量測量。

4 結語

一般來說，采用射線檢測技術對石化裝置故障進行診斷具有快速、直觀、準確的優點，可以保證生產的正常可靠運行，減少異常停機，盡可能縮短停機時間，從而大大減少異常。關閉所造成的巨大經濟損失將使石化裝置長期、安全、穩定、高效地運行。該技術除可用于石油化工設備的故障檢測外，還可用于設備運行評價、等方面。因此，該技術在石油化工領域具有廣闊的應用前景。