時(shí)間:2023-05-30 09:36:40
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇腐蝕監(jiān)測(cè),希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞:煉油裝置;在線腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù);應(yīng)用
中圖分類號(hào):X93 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
腐蝕參數(shù)、腐蝕速度以及設(shè)備腐蝕狀態(tài)均是煉油裝置中在線腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)需要掌握的基礎(chǔ),技術(shù)人員通過掌握這些基礎(chǔ)性工藝與測(cè)量數(shù)據(jù)從而了解煉油裝置所處環(huán)境的變化以及遭受腐蝕的狀態(tài),從根本上找到適合不同介質(zhì)環(huán)境的腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)。
1 煉油裝置中在線腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的作用
煉油裝置中在線腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)具有十分重要的作用,其在現(xiàn)實(shí)生活與實(shí)際生產(chǎn)中起著決定性的意義。
1.1 通過評(píng)價(jià)緩蝕劑效果選擇合適的緩蝕劑
在煉油生產(chǎn)過程中,緩蝕劑在工藝中的優(yōu)化數(shù)據(jù)能夠體現(xiàn)生產(chǎn)的需要,二在線監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠?qū)?yōu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià),從而選擇合適的緩蝕劑。
1.2 對(duì)原油混煉技術(shù)的指導(dǎo)
原油性質(zhì)的不同在混煉的過程中會(huì)增加其酸性值,從而使設(shè)備受到腐蝕。應(yīng)用在線腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠迅速發(fā)現(xiàn)原油混煉時(shí)PH變化的情況,從而進(jìn)行控制,在諸如緩蝕劑的過程中改善相關(guān)工藝,從而合理配置原油的比例,使電脫鹽的效果增強(qiáng)。
1.3 定點(diǎn)測(cè)厚結(jié)合在線監(jiān)測(cè)隊(duì)檢修過程進(jìn)行指導(dǎo)
在線監(jiān)測(cè)具有實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性的優(yōu)勢(shì),因此在覆蓋范圍內(nèi),其能夠通過收集到的多參數(shù)數(shù)據(jù)繪制腐蝕曲線圖,從而分析煉油裝置中腐蝕變化的情況,制定解決方案,進(jìn)行全方位的診斷。定點(diǎn)測(cè)厚具有靈活性,其余在線監(jiān)測(cè)相結(jié)合,能夠?qū)χ攸c(diǎn)部位實(shí)施監(jiān)控,從而避免重大泄漏事故的發(fā)生,完善檢修計(jì)劃。
2 煉油裝置中在線腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用
煉油裝置中常見的在線腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)共有四種,其原理不同,因此應(yīng)用的場(chǎng)合以及特點(diǎn)也不盡相同。根據(jù)實(shí)際情況,選好關(guān)于PH探針監(jiān)測(cè)、電阻探針監(jiān)測(cè)、電感探針監(jiān)測(cè)、電化學(xué)監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)技術(shù)型號(hào)。
2.1 電阻探針監(jiān)測(cè)
電阻探針監(jiān)測(cè)需要應(yīng)用的儀器以及零件為在線監(jiān)測(cè)儀器、金屬絲、溫度補(bǔ)償試片。當(dāng)金屬絲被腐蝕后開始變薄,便可以通過在線監(jiān)測(cè)儀器檢測(cè)出來并排除因金屬絲的溫度異常而產(chǎn)生的不利影響。電阻探針適應(yīng)于各種工況范圍與介質(zhì),但是靈敏度較低,測(cè)量的周期長,又因金屬絲受到腐蝕后所產(chǎn)生的產(chǎn)物具有導(dǎo)電性,因此影響了其測(cè)量結(jié)果,沒法對(duì)腐蝕速度的瞬時(shí)性進(jìn)行記錄。
2.2 電化學(xué)探針監(jiān)測(cè)
電化學(xué)探針監(jiān)測(cè)也是通過測(cè)量腐蝕速度來進(jìn)行監(jiān)測(cè)的一種技術(shù),其與電阻感應(yīng)不同的是,電流指標(biāo)(流經(jīng)電極表面)是其確定腐蝕速度的標(biāo)準(zhǔn)。這種方法測(cè)量周期短、速度快,不會(huì)像電阻探針監(jiān)測(cè)般測(cè)量腐蝕減薄量,但是其在監(jiān)測(cè)過程中受到環(huán)境的限制,必須在水中傳導(dǎo)才可進(jìn)行。
電化學(xué)方法也包括電化學(xué)噪聲技術(shù),當(dāng)金屬局部腐蝕后,便可以通過兩個(gè)同質(zhì)金屬獲取其之間通過的電流量,然后在利用其它方法分析局部腐蝕的情況。
2.3 PH探針監(jiān)測(cè)
不同介質(zhì)酸具有不同的堿度,因此H+敏感選擇的電極也不同,根據(jù)其電極的異同情況檢測(cè)介質(zhì)酸的堿度,而且PH探針監(jiān)測(cè)器一般情況下應(yīng)該在壓力≤0.4MPa,溫度≤70℃的環(huán)境下運(yùn)行。
2.4 電感探針監(jiān)測(cè)
電感探針監(jiān)測(cè)分為高溫管狀電感探針、低溫片狀電感探針、低溫管狀電感探針三種。電感探針的測(cè)量依據(jù)是探針被腐蝕的深度,探針腐蝕的越薄,其所引起的磁通量變化就越大,這種變化直接影響到金屬腐蝕的速率,從而得出不同介質(zhì)在腐蝕過程中的周期性變化,從而體現(xiàn)其顯示出這種監(jiān)測(cè)方法的靈敏度。一般情況下,片狀結(jié)構(gòu)以及管狀結(jié)構(gòu)是電感探針的兩種結(jié)構(gòu)形式,其分類是由管徑?jīng)Q定的,片狀探針應(yīng)用于
3 選擇監(jiān)測(cè)點(diǎn)
硫化物、氯化物的低溫電化學(xué)腐蝕以及硫化物的高溫化學(xué)腐蝕是煉油裝置發(fā)生腐蝕的兩大主要類型,前者是中全面腐蝕的體現(xiàn),因此在選擇監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)必須關(guān)注相關(guān)腐蝕的流程、重視腐蝕分布的區(qū)域、對(duì)高溫設(shè)備的材質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、應(yīng)用相關(guān)防腐工藝與技術(shù),從而避免腐蝕所產(chǎn)生的傷害。
后者由監(jiān)測(cè)到的視點(diǎn)可以發(fā)現(xiàn),其具有均勻性腐蝕的特點(diǎn),因此在煉油裝置的產(chǎn)品分離系統(tǒng)化、常減壓蒸餾、延遲焦化的過程中便應(yīng)該選擇監(jiān)測(cè)點(diǎn)。在安裝監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí),不僅應(yīng)該按照相關(guān)腐蝕原理進(jìn)行安裝,還應(yīng)該考慮到在線觀測(cè)的維護(hù)與評(píng)價(jià)便利性。由此,在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置應(yīng)該為一閉路循環(huán)系統(tǒng),監(jiān)測(cè)點(diǎn)選擇適宜,有利于煉油裝置中在線腐蝕監(jiān)測(cè)反應(yīng)的速度以及收集參數(shù)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,提高了該系統(tǒng)的即時(shí)性。
4 在線腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向
煉油裝置中在線腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向應(yīng)該建立在需求與應(yīng)用實(shí)踐的基礎(chǔ)上,并根據(jù)基礎(chǔ)性要求擬定發(fā)展方向。
要想實(shí)現(xiàn)復(fù)合監(jiān)測(cè)技術(shù),必須提高在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的可靠性、精度以及靈敏度,將多種不同類型的參數(shù)利用一根探針進(jìn)行監(jiān)測(cè),從而實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)的簡便化,減少了在線監(jiān)測(cè)的程序。多參數(shù)監(jiān)測(cè)是未來監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),只有實(shí)現(xiàn)腐蝕發(fā)生發(fā)展過程監(jiān)測(cè)、腐蝕影響過程監(jiān)測(cè)、腐蝕事故監(jiān)測(cè)、腐蝕結(jié)果監(jiān)測(cè)等全面的腐蝕監(jiān)測(cè),才能夠擁有系統(tǒng)化的監(jiān)測(cè)技術(shù)。
將收集到數(shù)據(jù)采用高科技手段進(jìn)行智能化分析,然后建立與其有關(guān)的腐蝕數(shù)據(jù)庫,深入分析與挖掘相關(guān)數(shù)據(jù),為技術(shù)發(fā)展提供理論性、決定性依據(jù)。
要想提高煉油裝置中在線腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的自動(dòng)化控制能力,就必須將腐蝕數(shù)據(jù)作為參考,并以此為參考點(diǎn)進(jìn)行研究,提高在線腐蝕監(jiān)測(cè)的力度,促進(jìn)煉油裝置的科技化改進(jìn)與發(fā)展。
結(jié)語
本文通過對(duì)煉油裝置中在線腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的作用進(jìn)行了具體分析,并且就其應(yīng)用與監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行了恰當(dāng)?shù)倪x擇,從根本上總結(jié)出在線腐蝕監(jiān)測(cè)的未來發(fā)展方向,為我國化工業(yè)的發(fā)展開辟了一條簡便、快捷、安全的生產(chǎn)道路。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】雜散電流燃?xì)夤艿栏g監(jiān)測(cè)
中圖分類號(hào):TU996.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
隨著供電設(shè)施(高壓線、電氣化鐵路等)的大量興建和用電場(chǎng)所(施工工地、地下采礦設(shè)施等)的與日俱增,電氣化設(shè)施會(huì)對(duì)其附近管道產(chǎn)生動(dòng)態(tài)雜散電流干擾,使管道的交、直流電壓產(chǎn)生一定程度的波動(dòng)。管道的交流干擾源主要來自高壓線與電氣化鐵路。高壓線對(duì)管道的交流干擾主要是持續(xù)性的干擾,干擾形式為感性耦合,干擾值在一定區(qū)間內(nèi)波動(dòng)。電氣化鐵路對(duì)管道的干擾主要為間歇性的干擾,干擾形式亦為感性耦合。列車在兩個(gè)供電區(qū)間通過時(shí),供電線路會(huì)對(duì)管道產(chǎn)生一定的干擾,當(dāng)列車加速時(shí),由于用電量增加,供電線路對(duì)管道的干擾影響增大。
一、雜散電流干擾腐蝕原理
雜散電流的主要來源是直流電氣化鐵路、直流電解設(shè)備接地極、陰極保護(hù)系統(tǒng)中的陽極地床等。其中以直流電氣化鐵路引起的雜散電流干擾腐蝕最為嚴(yán)重。當(dāng)直流電流沿地面敷設(shè)的鐵軌流動(dòng)時(shí),直流電流除了在鐵軌上流動(dòng),還會(huì)從鐵軌絕緣不良處泄漏到大地,在大地的金屬管道上流動(dòng),然后返回電源。這部分泄漏的電流稱為雜散電流。
雜散電流的流動(dòng)過程形成了2個(gè)由外加電位差建立的腐蝕電池,一個(gè)是電流流出鐵軌進(jìn)入管道處,鐵軌是腐蝕電池的陽極,管道為陰極,不腐蝕;另一個(gè)是電流流出管道返回鐵軌處,這時(shí)管道是腐蝕電池的陽極,鐵軌則是陰極,不腐蝕。圖1給出了管道電位的變化圖。由圖1可判斷出管道腐蝕電池的陽極區(qū)和陰極區(qū)以及雜散電流最強(qiáng)的部位。通常沒有雜散電流時(shí)腐蝕電池兩極電位差僅0.65 V左右,雜散電流存在時(shí)管道電位可達(dá)8~9 V。因此,雜散電流干擾對(duì)金屬管道的腐蝕比一般的土壤腐蝕要強(qiáng)烈得多。
圖1為雜散電流對(duì)管道的干擾示意圖,雜散電流必須在某一部位從外部流到受影響的管道上,再流到受影響管道的某些特定部位,并在這些特定部位離開受影響的管道進(jìn)入大地,返回到原來的直流電源;其它直流干擾源產(chǎn)生的雜散電流腐蝕也具有同樣的回路特點(diǎn)。
在雜散電流流出的部位,管體將發(fā)生快速腐蝕。腐蝕的嚴(yán)重程度遵循法拉第定律(與流出的雜散電流量成正比,與金屬材料的電化學(xué)當(dāng)量成正比),即:
式中:ΔW——雜散電流造成的管體腐蝕量,g;
N——管體金屬的原子量;
I——雜散電流強(qiáng)度,A;
T——雜散電流對(duì)受影響管道的作用時(shí)間(流出的時(shí)間),s;
n——管體金屬的化合價(jià);
F——法拉第常數(shù)。
雜散電流在單位面積的管體上產(chǎn)生腐蝕的速度表示為:
雜散電流造成管道腐蝕時(shí),其管體(雜散電流流出處)的陽極反應(yīng)為:
FeFe+2+2e-
已知:N=55.84 g,n=2,F(xiàn)=26.8 A·h。假設(shè)雜散電流的強(qiáng)度為1 mA,雜散電流流出處的管體面積(防腐層破損面積)為1 cm2,于是:
VSC=10.4 g/(m2·h)
取鋼質(zhì)管體的密度為7.80 g/cm3,于是,雜散電流在上述假定條件下引起管體腐蝕的速度為:
VSC=11.68 mm/a≈1 mm/月
當(dāng)受干擾的管體上有1 cm2的防腐層破損,且在該處有1 mA的雜散電流流出時(shí),雜散電流對(duì)管體的腐蝕速率為1 mm/月。當(dāng)雜散電流的強(qiáng)度比1 mA更大,或流出的面積比1 cm2更小時(shí),管體的腐蝕速率會(huì)更高。
圖1雜散電流對(duì)管道的干擾
二、雜散電流對(duì)燃?xì)夤艿赖挠绊?/p>
1、直流雜散電流對(duì)燃?xì)夤艿赖挠绊?/p>
(1)腐蝕強(qiáng)度危害大。埋地金屬燃?xì)夤艿罒o雜散電流時(shí),只有自然腐蝕,大部分為原電池型,驅(qū)動(dòng)電位差只幾百毫伏,腐蝕電流只幾十毫安;而雜散電流干擾腐蝕時(shí)是電解電池原理,電位可達(dá)幾伏,電流最大可能上百安。根據(jù)法拉第電解定律,1A的電流通過鋼管表面流向土壤溶液一年可溶解約10 kg,由此可看出直流雜散電流干擾腐蝕相對(duì)其它原因引起的腐蝕嚴(yán)重得多。
(2)范圍廣,隨機(jī)性強(qiáng)。雜散電流干擾腐蝕范圍大,特別是地鐵的雜散電流幾乎影響整個(gè)城區(qū)的地下金屬管網(wǎng);軌道與地的絕緣電阻,管道的防腐絕緣層電阻,土壤電阻率、電流大小等都是變化的,因此雜散電流流向也是隨機(jī)的,給防護(hù)帶來一定難度。
2、交流雜散電流對(duì)燃?xì)夤艿赖挠绊?/p>
電氣化鐵路在運(yùn)行狀態(tài)下對(duì)相鄰的地下金屬管道會(huì)產(chǎn)生交流干擾。國內(nèi)外對(duì)交流干擾研究結(jié)果均表明,交流干擾對(duì)地下金屬管道的危害很大,在故障狀態(tài)下瞬間感應(yīng)電壓可能擊穿管道的絕緣層、絕緣法蘭,甚至擊毀陰極保護(hù)設(shè)備并對(duì)生產(chǎn)操作人員人身安全造成威脅;此外交流電的存在可引起電極表面的去極化作用,加劇管道腐蝕,交流干擾可加速防腐層的老化,引起防腐層的剝離,干擾陰極保護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行,使?fàn)奚枠O系統(tǒng)發(fā)生極性逆轉(zhuǎn),降低犧牲陽極的電流效率,致使管道得不到有效的防腐保護(hù)。
二、埋地燃?xì)夤艿赖碾s散電流監(jiān)測(cè)
1、管道電位波動(dòng)檢測(cè)
埋地燃?xì)夤艿朗艿降碾s散電流干擾多為動(dòng)態(tài)干擾,表現(xiàn)為管地電位和干擾電流連續(xù)動(dòng)態(tài)波動(dòng)、隨機(jī)突變等特征,可以采用管地電位波動(dòng)檢測(cè)方法,對(duì)管地電位進(jìn)行監(jiān)測(cè)。當(dāng)電位變化幅度超過50 mV時(shí),確定存在雜散電流干擾,且監(jiān)測(cè)時(shí)間不少于30 min.圖2是某單位利用DATA-LOGGER數(shù)據(jù)記錄儀,追蹤某個(gè)測(cè)試樁處管地電位隨時(shí)間的波動(dòng)情況。每3 s采集1個(gè)數(shù)據(jù)。陰保通電電位波動(dòng)范圍為-1 764~-1 445 mV,電位波動(dòng)幅度319 mV,評(píng)估報(bào)告中評(píng)定該處有較強(qiáng)連續(xù)性雜散電流。
圖2 管地電位連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)
2、基于SCM的動(dòng)態(tài)雜散電流檢測(cè)
短時(shí)間的管地電位監(jiān)測(cè)不能判斷在役城鎮(zhèn)埋地鋼質(zhì)燃?xì)夤艿朗欠翊嬖谄茡p點(diǎn),因此,可以利用2~4個(gè)智能感應(yīng)器進(jìn)行測(cè)量,能夠判斷雜散電流的方向以及雜散電流在管道上的流進(jìn)點(diǎn)、流出點(diǎn),為管道的運(yùn)行維護(hù)、排流改造以及陰極保護(hù)提供依據(jù)。圖3所示為利用SCM測(cè)試的雜散電流時(shí)變圖,其中,圓形羅盤處粗箭頭指示管道方向(正上為北向),細(xì)箭頭指示雜散電流的方向,移動(dòng)智能感應(yīng)器,根據(jù)雜散電流大小、方向的改變,可以判斷雜散電流在管道上的流進(jìn)、流出點(diǎn)。
圖3 SCM雜散電流測(cè)試
三、雜散電流腐蝕防護(hù)措施
管道沿線與高壓輸電線路近距離平行敷設(shè)時(shí),高壓輸電線、電氣化鐵路會(huì)對(duì)管道造成干擾,加劇管道的腐蝕,因此管道應(yīng)盡量遠(yuǎn)離交流、直流干擾源,并采取相應(yīng)的保護(hù)措施。
1、盡量避開干擾源
根據(jù)線路雜散電流源的勘察結(jié)果,管道布線時(shí)在符合安全要求的前提下,合理選擇走向,避開地鐵、電氣化鐵路、輸變線路等雜散電流干擾源。對(duì)于受雜散電流干擾管道增設(shè)絕緣法蘭,將擾的管道與主干線分隔開,目前國內(nèi)外沒有對(duì)管道與電氣化鐵路的安全間距的專門規(guī)定,參照目前相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)GB50251-200《3輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》。
2、排流保護(hù)措施
排流保護(hù)措施不同于管道的防腐設(shè)計(jì),需按《SY/T 0017-2006 埋地鋼質(zhì)管道直流排流保護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行干擾源側(cè)及管道側(cè)測(cè)定,根據(jù)具體情況進(jìn)行方案確定。排流保護(hù)措施通常采用直接排流、極性排流、強(qiáng)制排流、接地排流四種方案:
a)管/地電位偏移穩(wěn)定在正方向時(shí),可采用直接排流保護(hù)措施。通過導(dǎo)線將管道和干擾源測(cè)的負(fù)極直接連通,使管道中的干擾電源引入干擾源的負(fù)極。此法適用于牽引變電所附近,簡單經(jīng)濟(jì)、效果好,但范圍有限。
b)管/地電位正、負(fù)極變時(shí),可采用極性排流保護(hù)措施。它是通過一極性排流器(一般為二極管)將管道和回流軌道連通,當(dāng)管道上出現(xiàn)正電位時(shí)可把管道中的雜散電流排出,出現(xiàn)負(fù)電位時(shí)排流器不導(dǎo)通,可防雜散電流的進(jìn)入。此法安裝方便、應(yīng)用廣,但管道距軌道遠(yuǎn)時(shí)效果不好。
c)強(qiáng)制排流主要用于管/地電位正、負(fù)極變,電位差小,且環(huán)境腐蝕較強(qiáng)的情況下使用。通過強(qiáng)制排流器將管道和軌道連通,雜散電流通過強(qiáng)制排流器的整流環(huán)排放到軌道上,當(dāng)無雜散電流時(shí),強(qiáng)制排流器給管道提供一陰極保護(hù)電流,使管道處于陰極保護(hù)狀態(tài)。此法保護(hù)范圍大,地鐵停運(yùn)時(shí)可對(duì)管道提供陰極保護(hù),但對(duì)軌道電位分布有影響,需要外加電源。
d)排流保護(hù)系統(tǒng)的管理和監(jiān)測(cè)是保證管道排流保護(hù)系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。管道的排流保護(hù)系統(tǒng)管理采取日常管理和重點(diǎn)監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方式,對(duì)管道排流和陰極保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行及時(shí)的記錄和分析,對(duì)重點(diǎn)管段的排流保護(hù)狀況進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè),并針對(duì)雜散電流干擾狀況的變化及時(shí)調(diào)整排流保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況。
3、陰極保護(hù)
雜散電流是隨時(shí)間不斷變化的,多數(shù)情況下雜散電流表現(xiàn)得不十分明顯,因而管道的自然腐蝕仍會(huì)占據(jù)主導(dǎo)地位,因此排流保護(hù)必須與陰極保護(hù)相結(jié)合才能有效遏制管道的腐蝕。
4、管道均壓
在相鄰管道間加設(shè)管道均壓裝置。這些裝置有助于平衡相鄰管道間的電位,緩解管道間的相互干擾。
5、加強(qiáng)日常維護(hù)
為改善管道防腐層絕緣狀況,采取檢修、補(bǔ)漏與大修相結(jié)合的方式,每年均進(jìn)行管道防腐層的檢漏修補(bǔ)工作,以提高管道防腐層質(zhì)量,為有效地進(jìn)行排流保護(hù)打下較好的基礎(chǔ)。同時(shí)開展智能清管作業(yè),對(duì)重點(diǎn)地段管道的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,確保油氣管道安全運(yùn)行。
結(jié)束語
雜散電流會(huì)對(duì)管道本體造成嚴(yán)重的腐蝕,對(duì)管道的安全運(yùn)行具有極大的危害,如果不及時(shí)修補(bǔ),將會(huì)發(fā)生泄漏事故。通過檢驗(yàn)及論證,雜散電流檢測(cè)儀(SCM)能夠有效地檢測(cè)并發(fā)現(xiàn)雜散電流,因此在規(guī)定時(shí)間內(nèi),對(duì)燃?xì)夤艿肋M(jìn)行專業(yè)性檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)隱患,及時(shí)修補(bǔ)整改,是燃?xì)夤艿腊踩\(yùn)行的重要保障。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:腐蝕 監(jiān)測(cè) 石油化工
中圖分類號(hào):TN2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)09(c)-0086-01
腐蝕,是指材料在某些環(huán)境作用下,引起材料的破壞或變質(zhì)。在石油工業(yè)中,腐蝕是造成其金屬設(shè)施損害的重要因素之一。近幾年來設(shè)備的腐蝕問題嚴(yán)重而又突出,腐蝕加劇了設(shè)備及管道的損害甚至人員傷亡,帶來慘重經(jīng)濟(jì)損失,同時(shí)威脅群眾健康和污染環(huán)境,一系列問題使企業(yè)愈發(fā)的感到棘手。人們努力尋找防腐蝕的有效途徑,隨著各個(gè)領(lǐng)域科技的發(fā)展,人們對(duì)腐蝕監(jiān)檢測(cè)的相關(guān)技術(shù)有了更高品質(zhì)的要求了,為適應(yīng)這一新的形勢(shì),尋找新的突破口,就有必要就腐蝕監(jiān)檢測(cè)的有關(guān)概念和實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵問題進(jìn)行探討。
1 腐蝕監(jiān)檢測(cè)的意義及其目的
腐蝕監(jiān)檢測(cè)可以分為兩大類:在線監(jiān)測(cè)法和離線檢測(cè)法。在線檢測(cè)法是指在設(shè)備運(yùn)行的過程中對(duì)設(shè)備腐蝕或破壞進(jìn)行連續(xù)的系統(tǒng)測(cè)量,獲得的是設(shè)備腐蝕過程的現(xiàn)象及有關(guān)信息,揭示腐蝕的過程,以便迅速判斷設(shè)備的情況和所存在的隱患。,其主要目的是控制腐蝕的發(fā)生與發(fā)展,使設(shè)備處于良性運(yùn)行。主要方法有:掛片法、電阻探針法、電化學(xué)法、磁感法等。離線檢測(cè)法是指是在設(shè)備進(jìn)行一定時(shí)期后檢測(cè)有無裂紋、有無局部腐蝕穿孔以及剩余壁厚等,主要是防止突發(fā)事故,獲得的是腐蝕結(jié)果。主要方法有超聲波法、漏磁法等。
腐蝕監(jiān)檢測(cè)的目的包括:(1)使設(shè)備盡可能的保持最佳運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),從而提高生產(chǎn)效率,提升產(chǎn)品質(zhì)量,延長設(shè)備的使用壽命。(2)預(yù)報(bào)適時(shí)維修需要,減少投資、操作、維修等費(fèi)用。(3)保證設(shè)備的安全操作性能,保障工作人員生命財(cái)產(chǎn),減少環(huán)境污染系數(shù)。(4)為腐蝕監(jiān)檢測(cè)的發(fā)展提供可靠數(shù)據(jù),也為管理決策者提供參考。
2 腐蝕監(jiān)檢測(cè)的操作方法
2.1 在線檢測(cè)方法
在線腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)就是“在線”,能即使掌握腐蝕的速率,并且可全程追蹤設(shè)備的某一特定位置的腐蝕速率或某一特征變量(例如pH值等)的變化情況,從而隨時(shí)掌握設(shè)備的腐蝕狀態(tài),有效預(yù)防和控制設(shè)備的發(fā)生與發(fā)展,使得設(shè)備處于良好的可控制運(yùn)行狀態(tài)。今年來在線腐蝕監(jiān)測(cè)方面也取得很大的突破行發(fā)展。在線腐蝕技術(shù)對(duì)于未來防腐的監(jiān)測(cè)和管理的發(fā)展有很重要的意義。
(1)腐蝕掛片失重法:是在線腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)最基礎(chǔ)也是最原始的技術(shù)之一。將已知重量的金屬試樣置于腐蝕系統(tǒng)中,經(jīng)過一定時(shí)期的暴露后,取出清洗、稱重,根據(jù)所置放的金屬試樣的質(zhì)量變化,算出平均腐蝕率。其原理簡單,被大多數(shù)現(xiàn)場(chǎng)人員接受。并且適用各種介質(zhì)(即電解質(zhì)和非電解質(zhì)),監(jiān)測(cè)周期1~6個(gè)月。
(2)在線電阻探針法:開始于20世紀(jì)50年代,由于引進(jìn)了電子技術(shù)使連續(xù)在線監(jiān)測(cè)成為現(xiàn)實(shí)。利用電阻探針測(cè)量金屬元件的橫截面積因腐蝕而減少所引起的電阻變化,既適用于液相中測(cè)量,也適用于氣相中測(cè)量,因此它適用于各種介質(zhì),監(jiān)測(cè)周期為幾天。
(3)線性極化法:根據(jù)在腐蝕電位附近電流的變化和電位的變化呈線性反比關(guān)系,可測(cè)出腐蝕速率。線性極化法對(duì)腐蝕情況變化反響快,能獲得瞬間腐蝕速率,比較靈敏,可以及時(shí)地反映設(shè)備操作條件的變化,是一種非常適用于監(jiān)測(cè)的方法。該方法適用于電解質(zhì)溶液中,監(jiān)測(cè)周期短。
(4)定點(diǎn)測(cè)厚法:主要針對(duì)設(shè)備管線高溫部位進(jìn)行的定點(diǎn)定期測(cè)厚,值得注意的是在不同環(huán)境超聲波的速度是不同的,測(cè)量時(shí)需要校正參數(shù)。測(cè)量周期為3個(gè)月。
2.2 離線監(jiān)測(cè)方法
(1)超聲波、導(dǎo)波檢測(cè)法:利用探頭發(fā)射超聲波的反射變化,監(jiān)測(cè)設(shè)備、管線是否存在空洞裂紋等缺陷。
(2)漏磁監(jiān)測(cè)法:智能清管器是裝有測(cè)量儀器并沿管線內(nèi)部前進(jìn)的運(yùn)行工具。將一強(qiáng)磁場(chǎng)加到測(cè)量管線上,沿著管線表面檢查漏磁特性的各種異常情況。在均勻壁厚的管中,探測(cè)元件得不到任何響應(yīng),但碰到金屬缺損區(qū)域時(shí),均勻的磁力線分布就會(huì)受到干擾,從而能夠測(cè)得信號(hào)。因此利用智能清管器可有效檢查管線內(nèi)外表面的腐蝕問題。
3 建議和展望
(1)加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備測(cè)厚和數(shù)據(jù)分析工作。
定點(diǎn)測(cè)厚對(duì)于發(fā)現(xiàn)設(shè)備、管道腐蝕減薄,是及時(shí)避免隱患的行之有效的監(jiān)控措施。應(yīng)在各個(gè)裝置關(guān)鍵部位都需設(shè)有定點(diǎn)測(cè)厚點(diǎn),建立裝置定點(diǎn)側(cè)厚布點(diǎn)圖。同時(shí)根據(jù)測(cè)厚結(jié)果決定對(duì)于關(guān)鍵部位是否安裝電阻探針、電感探針或者電化學(xué)探針,進(jìn)行在線腐蝕監(jiān)測(cè)。此外,應(yīng)在高腐蝕設(shè)備及其部位,配合使用腐蝕掛片方法,更利于分析其腐蝕機(jī)制。
(2)加強(qiáng)腐蝕調(diào)查。
加強(qiáng)裝置運(yùn)行期間的腐蝕監(jiān)測(cè)工作以及停工期間的腐蝕調(diào)查工作,以便積累監(jiān)測(cè)經(jīng)驗(yàn)和提升監(jiān)測(cè)水準(zhǔn),利于數(shù)據(jù)的綜合處理和異常情況的準(zhǔn)確判斷。
(3)加強(qiáng)在線腐蝕監(jiān)測(cè)。
在積極開展在線監(jiān)測(cè)這一過程中,既要加強(qiáng)對(duì)重點(diǎn)設(shè)備及其部位的在線腐蝕監(jiān)測(cè),也要介質(zhì)參數(shù)的間接監(jiān)測(cè)和腐蝕速率的直接監(jiān)測(cè)有機(jī)結(jié)合。因?yàn)樵O(shè)備材質(zhì)的腐蝕是在一定環(huán)境下進(jìn)行的,介質(zhì)變化是原因,腐蝕速率是結(jié)果。只有將兩者結(jié)合起來協(xié)調(diào)的監(jiān)測(cè),才能找出腐蝕原因,使腐蝕得到更有效控制。
(4)建立綜合防腐蝕監(jiān)測(cè)體系。通過腐蝕綜合監(jiān)測(cè)體系的建立和運(yùn)行,才能夠摸清各個(gè)裝置的腐蝕介質(zhì)分布狀況和腐蝕狀態(tài),以便于腐蝕監(jiān)測(cè)資料的積累和管理,使我們能夠不斷加深和總結(jié)防腐蝕的經(jīng)驗(yàn)與規(guī)律,為裝置工藝的改造和采取防護(hù)措施提供科學(xué)可靠地根據(jù),從而使防腐蝕工作更加有針對(duì)性的進(jìn)行。
(5)1998年國內(nèi)的一次防腐蝕工作會(huì)議中,介紹了日本千葉煉油廠建立了全廠腐蝕監(jiān)測(cè)網(wǎng),這個(gè)覆蓋全廠的腐蝕監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)為企業(yè)帶來了安全生產(chǎn)十幾年無事故。這一消息對(duì)國內(nèi)的石油化工行業(yè)和腐蝕科技界產(chǎn)生了不小的震撼,也得到了許多啟發(fā),對(duì)推動(dòng)國內(nèi)的腐蝕監(jiān)測(cè)向縱深發(fā)展起了不可低估的作用。
因此,腐蝕監(jiān)檢測(cè)將受到企業(yè)從上至下的普遍重視。預(yù)計(jì)在1~2年內(nèi)國內(nèi)將有5~10個(gè)企業(yè)建立起裝置腐蝕監(jiān)檢測(cè)網(wǎng),5~6年將有1~2個(gè)企業(yè)建立起全廠腐蝕監(jiān)檢測(cè)網(wǎng),與此同時(shí)逐漸形成成套技術(shù)。腐蝕監(jiān)檢測(cè)必將為企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:集輸系統(tǒng);監(jiān)測(cè)技術(shù);垢下腐蝕;結(jié)垢速率
Abstract: Under-deposit corrosion as a special form of electrochemical corrosion, which will cause great harm, so far there still no such a scientific and feasible method to monitor its rate of formation effectively. In this paper, a method for monitoring the scaling rate of the gathering and transportation system has been conducted a scientific argument through the field monitoring sites and the lab "static state" hanging pieces comparative test research,the effectively monitoring of scaling rate of gathering and transportation system has been realized, which will definitely improve the under-deposit corrosion protective measures and provide a guarantee for the safety production of Zhongyuan oilfield.
Key words: gathering and transportation system;monitoring technology;under-deposit corrosion;scaling rate.
一 結(jié)垢監(jiān)測(cè)技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
結(jié)垢監(jiān)測(cè)在國內(nèi)目前基本處于一個(gè)尚未起步階段,各油田也在積極探索監(jiān)測(cè)結(jié)垢的方法。近年來一些增油措施如 驅(qū)油、空氣驅(qū)油技術(shù)的應(yīng)用,在生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)引進(jìn)了 等結(jié)垢介質(zhì),使得結(jié)垢現(xiàn)象趨于嚴(yán)重,以致影響了正常生產(chǎn)。
目前,國內(nèi)外多個(gè)石油公司對(duì)結(jié)垢機(jī)理及防治進(jìn)行過較為深入的研究,但結(jié)垢速率的監(jiān)測(cè)仍然是個(gè)空白點(diǎn)。在國內(nèi)南京化工大學(xué)、蘭州石油化工機(jī)械研究所、中科院和天津石化機(jī)械研究所等研究單位針對(duì)工業(yè)循環(huán)水開發(fā)過結(jié)垢監(jiān)測(cè)儀器,其工作原理主要是利用化工傳熱原理實(shí)現(xiàn)對(duì)污垢熱阻的監(jiān)測(cè)。對(duì)于在油田的采油集輸生產(chǎn)中遇到有結(jié)垢現(xiàn)象時(shí),只是添加一些除垢劑進(jìn)行防垢治理,其治理措施存在一定的盲目性和不確定性,且在一定程度上增加了成本的投入[2-4]。
二 典型案例
選取中原油田采油三廠明二聯(lián)合站三相分離器垢下腐蝕穿孔現(xiàn)象分析,截止到2013年11月底,21臺(tái)三相分離器本體因垢下腐蝕穿孔或外觀缺陷進(jìn)行的維修已累計(jì)達(dá)到90臺(tái)次。其中:12臺(tái)容器的筒體鋼板進(jìn)行了挖補(bǔ)維修,有5臺(tái)容器的挖補(bǔ)維修已達(dá)3次;4臺(tái)容器的封頭因底部材質(zhì)厚度不足以承壓進(jìn)行了180°的調(diào)換;11臺(tái)容器的工藝接口進(jìn)行了補(bǔ)強(qiáng);18臺(tái)容器的排砂包和引壓管進(jìn)行了多次更換或封堵。僅2013年1月~11月間,除更新過的6臺(tái)分離器外,其余15臺(tái)分離器維修施工就已經(jīng)達(dá)到11次,嚴(yán)重影響正常產(chǎn)量分線計(jì)量,目前還有2臺(tái)處于計(jì)劃待修狀態(tài)。從穿孔部位的內(nèi)外表象看,其穿孔的主要原因是典型的垢下腐蝕造成的穿孔。
三 研究過程
(1)監(jiān)測(cè)方式的確定
從利用結(jié)垢監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)、利用不同孔徑組合監(jiān)測(cè)和掛片監(jiān)測(cè)三種常用方法中分析:
1)結(jié)垢監(jiān)測(cè)儀主要是利用化工物理傳熱原理對(duì)污垢熱阻的監(jiān)測(cè),達(dá)到對(duì)管線內(nèi)結(jié)垢量的監(jiān)測(cè),主要用于監(jiān)測(cè)工業(yè)循環(huán)水的結(jié)垢,僅是對(duì)結(jié)垢量進(jìn)行監(jiān)測(cè),對(duì)結(jié)垢速率無法量化。因此該方法可以作為參考佐證使用,而對(duì)于油田集輸管線結(jié)垢速率的測(cè)定還不能完全采用。
2)利用不同孔徑組合監(jiān)測(cè)是經(jīng)典結(jié)垢監(jiān)測(cè)方法,對(duì)結(jié)垢速率的監(jiān)測(cè)較為精確,但需要將管線內(nèi)部規(guī)定部位橫截面全部封堵僅留不同孔徑暢通,通過一段時(shí)間的監(jiān)測(cè),根據(jù)各個(gè)不同孔徑被結(jié)垢所封堵的程度計(jì)算結(jié)垢速率。該方法在試驗(yàn)室內(nèi)可以實(shí)現(xiàn),在生產(chǎn)實(shí)際中受現(xiàn)場(chǎng)工況制約無法實(shí)現(xiàn),因此該方法只能作為研究使用,而不能在現(xiàn)場(chǎng)采用。
3)在集輸系統(tǒng)中安裝專用監(jiān)測(cè)裝置,用特殊工具取放試片的方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)。該方法借鑒成熟的腐蝕監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行的,只要試片選用得當(dāng),其操作性是很強(qiáng)的,可以采用。
(2)監(jiān)測(cè)部位的選擇
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研可知:油田集輸管線的直徑、變徑、彎道及液體的流速、溫度、壓力等均會(huì)影響到結(jié)垢的形成,考慮到這些因素,監(jiān)測(cè)部位應(yīng)選擇在集輸管線較長水平直管段上,其水平直線長度不小于3米,這種部位應(yīng)該可以代表系統(tǒng)的平均水平,同時(shí)要求監(jiān)測(cè)裝置應(yīng)垂直安裝在管線的上部;掛入的監(jiān)測(cè)試片應(yīng)盡量下到管內(nèi)的下方,但不可與下部管壁接觸,使其完全浸泡在流體中。試片在管線內(nèi)應(yīng)使其與管壁保持平行方向,以減少因阻力和渦流而產(chǎn)生的結(jié)垢,取得較為真實(shí)的結(jié)垢速率。
(3)監(jiān)測(cè)試片材質(zhì)及形態(tài)的選擇
監(jiān)測(cè)所用的試片應(yīng)在不銹鋼、耐蝕材料及與現(xiàn)場(chǎng)管線相同的材質(zhì)中選擇,為求監(jiān)測(cè)結(jié)果與真實(shí)情況相近,應(yīng)盡量設(shè)置與現(xiàn)場(chǎng)同等條件,因此應(yīng)選用與現(xiàn)場(chǎng)管線相統(tǒng)一的材質(zhì)加工試片。
試片的形態(tài)有光滑試片、帶眼試片、圓形試片、管型試片等,但這些形態(tài)的試片因與現(xiàn)場(chǎng)工況均有相左情況,因此不可采納,而應(yīng)選用與現(xiàn)場(chǎng)管線內(nèi)壁光潔度相同的試片,同時(shí)受監(jiān)測(cè)工具的限制,其尺寸應(yīng)規(guī)定為50×10×1mm,表面不易打磨,應(yīng)略微粗糙,加工成與現(xiàn)場(chǎng)條件一致的試片。
(4)垢樣的采集和處理
為保證垢樣采集和運(yùn)輸過程中不缺失,在現(xiàn)場(chǎng)采集過程中將取出的試片用封口袋封存,這樣試片上的垢樣即使脫落也在封口袋中。待垢樣試片取回試驗(yàn)室后,先用汽油或石油醚浸泡,但不能用毛刷或硬物刷洗,目的是為了將附著在垢樣表面的油污清除,并保留完整的垢樣。浸泡時(shí)間采用30分鐘[6],然后用無水乙醇浸泡脫水10分鐘,脫水后烘干稱重。這時(shí)得到的是試后試片及其所結(jié)垢樣的總重量(如果要分析垢樣成分,再用機(jī)械方法將多數(shù)垢樣剝離但不可傷及試片,如果不分析垢樣成分,可直接進(jìn)行下一步)。將試后試片放入清洗液浸泡4小時(shí)后用清水清洗,再用無水乙醇脫水,然后用電吹風(fēng)吹干稱重得到試后清除垢樣后的試片凈重,如此就可以得到試后試片上垢樣的結(jié)集量。
(5)平均結(jié)垢速率的計(jì)算
四 結(jié)論
通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)和試驗(yàn)室內(nèi)“靜態(tài)”掛片對(duì)比試驗(yàn)研究,中原油田集輸系統(tǒng)所采用的結(jié)垢速率監(jiān)測(cè)方法的科學(xué)性和良好的可操作性得到了驗(yàn)證。實(shí)現(xiàn)了對(duì)中原油田集輸系統(tǒng)結(jié)垢速率的有效監(jiān)測(cè),中原油田垢下腐蝕防護(hù)措施得到了有效地改善,為油田集輸系統(tǒng)的安全、高效、穩(wěn)定運(yùn)行提供了技術(shù)支撐,使油田防腐工作又上了一個(gè)新臺(tái)階,從而為油田的穩(wěn)產(chǎn)增效提供了保障。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:石油天然氣管道;腐蝕防護(hù);內(nèi)腐蝕;外腐蝕;檢測(cè);監(jiān)測(cè)
中圖分類號(hào):F406文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
鑒于管道業(yè)的迅猛發(fā)展以及管道輸送面臨的嚴(yán)重腐蝕形勢(shì),管道安全成為首要問題,而恰當(dāng)?shù)墓艿婪栏胧┖涂煽康姆栏|(zhì)量是保證管道安全的基礎(chǔ)。因此,對(duì)于石油天然氣管道,采取有效的腐蝕防護(hù)控制技術(shù)和腐蝕防護(hù)檢測(cè)監(jiān)測(cè)技術(shù),十分緊迫。
1.油氣管道腐蝕防護(hù)技術(shù)綜述
石油天然氣長輸和集輸管道的腐蝕形式可分為內(nèi)腐蝕和外腐蝕。
1.1內(nèi)防腐技術(shù)
石油天然氣管道防腐用緩蝕劑的主要類別有:咪嘩琳類、胺類(包括胺、亞胺、季胺、胺酞等)、有機(jī)磷酸鹽類、嗎琳類、炔醇類等等。這些緩蝕劑的共同特點(diǎn)是其分子的基本化學(xué)結(jié)構(gòu)是由極性基與非極性基所組成。
1.2內(nèi)涂層技術(shù)
經(jīng)過幾十年的應(yīng)用發(fā)展,管道內(nèi)涂層的涂料生產(chǎn)和施工技術(shù)已日趨成熟,我國也開展了大量的管道內(nèi)涂層技術(shù)研究。但與國外相比,在涂料生產(chǎn)、涂覆工藝、施工機(jī)具、施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和涂層質(zhì)量檢驗(yàn)等方面還存在一定的差距。目前,石油天然氣管道防腐蝕內(nèi)涂層主要有環(huán)氧型、改進(jìn)環(huán)氧型、環(huán)氧酚醛型、聚氨醋型或尼龍等系列的涂層。
1.3復(fù)合管技術(shù)
目前采用的復(fù)合管技術(shù)主要有玻璃鋼內(nèi)襯復(fù)合管,雙金屬復(fù)合管和陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管道。玻璃鋼內(nèi)襯復(fù)合管具有較好的防腐、防垢、耐溫、抗蠕變等性能。雙金屬復(fù)合管既大大提高了鋼管的耐腐蝕性能,又保留了鋼管的機(jī)械強(qiáng)度。陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管具有良好的耐蝕、耐磨、耐高溫及高強(qiáng)度等性能。
1.2外防腐技術(shù)
外防腐技術(shù)主要包括防腐層和陰極保護(hù)。目前,國內(nèi)外常用的防腐層主要有環(huán)氧粉末、煤焦油瓷漆、聚乙烯、環(huán)氧煤瀝青和石油瀝青;陰極保護(hù)方法主要有犧牲陽極、外加電流和排流保護(hù)。
2油氣管道腐蝕防護(hù)檢測(cè)監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
油氣管道腐蝕防護(hù)檢測(cè)監(jiān)測(cè)技術(shù)包括環(huán)境腐蝕性檢測(cè)、外防腐層檢測(cè)、陰極保護(hù)效果檢測(cè)、環(huán)境應(yīng)力腐蝕開裂檢測(cè)、管道本體腐蝕檢測(cè)以及管道變形監(jiān)測(cè)技術(shù)等。
2.1環(huán)境腐蝕性檢測(cè)
埋地油氣管道的環(huán)境腐蝕主要包括土壤腐蝕和雜散電流腐蝕。對(duì)于土壤腐蝕性檢測(cè),主要集中于確定土壤腐蝕性的單項(xiàng)評(píng)價(jià)參數(shù)及其測(cè)量手段和建立各種管材的土壤腐蝕模式與規(guī)律;對(duì)于雜散電流腐蝕性工程檢測(cè),通常采用管道對(duì)地電位的偏移量或管道附近土壤中的電位梯度來判斷雜散電流的影響。在“十二五”期間,國家“油氣管道用高強(qiáng)鋼壽命預(yù)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究”課題(以下簡稱863課題),將開展典型酸堿性土壤環(huán)境油氣管道用高強(qiáng)鋼腐蝕評(píng)價(jià)方法研究和應(yīng)力作用下高強(qiáng)鋼油氣管道直流雜散電流腐蝕評(píng)價(jià)方法研究。
2.2外防腐層不開挖檢測(cè)評(píng)價(jià)
外防腐層的破壞主要有破損和剝離兩種形式。外防腐層破損檢測(cè)技術(shù)相對(duì)成熟,不開挖檢測(cè)的常用技術(shù)包括交流電流衰減技術(shù)、密間隔電位測(cè)試(CIPS)、人體電容法(Pearson)、直流電流電壓法、直流電位梯度法(DCVG)等。目前研究的重點(diǎn)在于防腐層剝離的檢測(cè)評(píng)價(jià)。
2.3陰極保護(hù)系統(tǒng)檢測(cè)評(píng)價(jià)
在陰極保護(hù)狀況檢測(cè)方面,主要包括管地電位測(cè)量和管道沿線電位分布。管地電位測(cè)量的關(guān)鍵在于分析和消除IR降誤差,常用的方法是斷電測(cè)量法和近參比法。管道沿線陰極保護(hù)電位分布模式已有不少國內(nèi)外研究報(bào)道,但相關(guān)理論尚需完善。在“十二五”期間,863課題將開展不同土壤電阻率條件下油氣管道用高強(qiáng)鋼外防腐層與陰極保護(hù)聯(lián)合保護(hù)準(zhǔn)則研究。
2.4環(huán)境應(yīng)力腐蝕開裂評(píng)價(jià)
環(huán)境應(yīng)力腐蝕開裂(SCC)事故具有突發(fā)性,是災(zāi)害最大的腐蝕形態(tài)之一。對(duì)土壤環(huán)境,目前可確定的see有高pH值see和近中性pH值see兩種。它們的發(fā)生介質(zhì)條件與實(shí)際土壤有關(guān),國外采用不同的模擬介質(zhì)研究不同土壤環(huán)境下的SCC,已經(jīng)建立起一套適合國外土壤環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)方法體系。國內(nèi)在效仿國外研究思路的基礎(chǔ)上做了一定量的SCC研究,但對(duì)適合我國土壤環(huán)境SCC研究方面尚需完善。在“十二五”期間,863課題將開展油氣管道用高強(qiáng)鋼環(huán)境應(yīng)力腐蝕壽命預(yù)測(cè)方法研究。
2.5腐蝕防護(hù)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)
在腐蝕防護(hù)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)方面,發(fā)達(dá)國家已建立了遙測(cè)和計(jì)算機(jī)管理等管道綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)。該系統(tǒng)除具有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)功能外,還具有分析判斷管道腐蝕、外防腐層老化、破損點(diǎn)、管體安全裕量等功能。我國針對(duì)埋地鋼質(zhì)管道腐蝕防護(hù)系統(tǒng),研發(fā)了一些專項(xiàng)綜合評(píng)價(jià)軟件。
2.6管道本體腐蝕檢測(cè)技術(shù)
管道本體腐蝕檢測(cè)包括內(nèi)腐蝕預(yù)測(cè)技術(shù)、智能內(nèi)檢測(cè)技術(shù)以及管體腐蝕外檢測(cè)技術(shù)三大類。國內(nèi)外在方法和檢測(cè)儀器等方面進(jìn)行了大量的研究和應(yīng)用,
不斷涌現(xiàn)出新的管體腐蝕檢測(cè)技術(shù)。
2.6.1內(nèi)腐蝕預(yù)測(cè)技術(shù)I5]
油氣管道內(nèi)腐蝕通常是局部腐蝕,雖然具有隨機(jī)性,但其分布存在一定的規(guī)律性,通常受輸送介質(zhì)的腐蝕性、管件的結(jié)構(gòu)形狀以及具置的流速、流型等影響。因此,分析管道的沖蝕規(guī)律,確定管系的最薄弱位置并預(yù)測(cè)管道的腐蝕速率,十分必要。國外開展了大量的內(nèi)腐蝕預(yù)測(cè)研究,提出了電化學(xué)腐蝕與磨耗之間的協(xié)同效應(yīng)等理論,已制定了干氣內(nèi)腐蝕直接預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和凈化原油內(nèi)腐蝕直接預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)在這方面起步較晚,“十二五”期間,863課題將開展油氣管道高強(qiáng)鋼內(nèi)腐蝕壽命預(yù)測(cè)方法研究,將填補(bǔ)長輸管道內(nèi)腐蝕預(yù)測(cè)技術(shù)的空白。
2.6.2智能內(nèi)檢測(cè)技術(shù)
管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)包括漏磁檢測(cè)、超聲檢測(cè)、渦流檢測(cè)以及電磁超聲檢測(cè)技術(shù)等。其中,漏磁檢測(cè)技術(shù)是應(yīng)用最廣泛、最成熟的鐵磁性管道缺陷檢測(cè)技術(shù)。目前,國外90%以上管道內(nèi)檢測(cè)設(shè)備采用漏磁檢測(cè)技術(shù),該技術(shù)已趨于壟斷化,國外公司已不再單獨(dú)出售檢測(cè)設(shè)備,僅提供管道內(nèi)檢測(cè)服務(wù),且價(jià)格十分昂貴。我國的一些科研單位和研機(jī)構(gòu)已開展了該技術(shù)的相關(guān)理論和仿真方面的研究。目前,我國的管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)人實(shí)用化階段,但在裂紋和軸向缺陷檢測(cè)、內(nèi)檢測(cè)器速度補(bǔ)償、缺陷準(zhǔn)確識(shí)別和定位等方面,與發(fā)達(dá)國家相比尚有差距。
2.6.3管體腐蝕外檢測(cè)技術(shù)
管體腐蝕外檢測(cè)技術(shù)除了常規(guī)的無損檢測(cè)方法外,還包括一些新技術(shù),如場(chǎng)圖像技術(shù)、磁力斷層攝影技術(shù)、PFC射線測(cè)厚技術(shù)、渦流檢測(cè)技術(shù)、CMOS缺陷成像技術(shù)、TOFD超聲波成像檢測(cè)技術(shù)、超聲相控陣超聲波成像技術(shù)等。近年來,逐漸發(fā)展到管道腐蝕形貌檢測(cè)技術(shù),如荷蘭RTD公司生產(chǎn)的激光管線探測(cè)工具(LPIT)是一款采用激光技術(shù)直接檢測(cè)和測(cè)量管道腐蝕形貌的測(cè)量儀器,具有測(cè)量速度快、測(cè)量精度高的特點(diǎn),該工具通過8個(gè)激光束來測(cè)量和繪制管線表面的腐蝕點(diǎn);美國西南研究院研制了利用陣列渦流技術(shù)檢測(cè)腐蝕形貌的儀器,該儀器利用渦流探頭陣列,根據(jù)管壁表面提離距離的不同,來確定腐蝕深度。目前,我國尚沒有管道腐蝕形貌檢測(cè)技術(shù)的相關(guān)研究報(bào)道。
2.7管道腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)
針對(duì)不同的腐蝕環(huán)境,人們研究了各種各樣的管道腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)。早期的腐蝕監(jiān)測(cè)方法有監(jiān)測(cè)孔法、掛片失重法等。為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)腐蝕造成的破壞,發(fā)展了現(xiàn)代監(jiān)測(cè)技術(shù),如超聲波法、電阻法、電偶法、聲發(fā)射法、射線技術(shù)以及各種探針技術(shù)等。近年來又出現(xiàn)了許多新的監(jiān)測(cè)技術(shù),如線性極化技術(shù)、交流阻抗技術(shù)、電感法、恒電量技術(shù)、電化學(xué)噪聲技術(shù)、場(chǎng)圖像技術(shù)、薄層活化技術(shù)、氫傳感器以及基于陣列電極的內(nèi)腐蝕外監(jiān)測(cè)技術(shù)等。
3結(jié)束語
管道輸送由于其成本低、效率高以及地域適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),必將得到迅猛發(fā)展,而管道安全保障的需求也將日益增強(qiáng),管道腐蝕防護(hù)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用需求也將隨之提高。通過對(duì)石油天然氣管道腐蝕防護(hù)相關(guān)技術(shù)研究進(jìn)展的分析,對(duì)于油氣管道腐蝕防護(hù),我國在基礎(chǔ)理論以及檢測(cè)方法研究和新技術(shù)應(yīng)用等方面均開展了大量的、系統(tǒng)性的和關(guān)鍵性的重大科技攻關(guān),相關(guān)科研成果已得到廣泛應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
1.張?zhí)靹?緩蝕劑[M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008.
關(guān)鍵詞:石油化工;設(shè)備運(yùn)行;可靠性
中圖分類號(hào): TU276.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
石油化工企業(yè)具有產(chǎn)品生產(chǎn)工藝復(fù)雜,石油化工裝置的介質(zhì)復(fù)雜,維修保管不易,技術(shù)含量高,易損壞設(shè)備,設(shè)備種類、規(guī)格繁多,石油化工企業(yè)設(shè)備投資巨大等特點(diǎn)。可以看出,石油化工企業(yè)在生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性上尤其重視。另一方面,石油化工企業(yè)的生產(chǎn)工藝對(duì)設(shè)備的要求很高,設(shè)備運(yùn)行的可靠性直接地影響了裝置連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行,從而會(huì)直接或者間地帶給企業(yè)巨大的損失。所以提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性,對(duì)于石油化工企業(yè)來說顯的尤為重要。
一、設(shè)備運(yùn)行可靠性
可靠性是指產(chǎn)品、系統(tǒng)在規(guī)定的條件下,規(guī)定的時(shí)間內(nèi),完成規(guī)定功能的能力。這里的產(chǎn)品可以泛指任何系統(tǒng)、設(shè)備和元器件。產(chǎn)品可靠性定義的要素是三個(gè)“規(guī)定”:“規(guī)定條件”、“規(guī)定時(shí)間”和“規(guī)定功能”。可以從以下幾點(diǎn)判定設(shè)備的可靠性:規(guī)定條件:設(shè)備所處的環(huán)境條件、使用條件、維護(hù)保養(yǎng)條件等;規(guī)定時(shí)間:一般意義下工作時(shí)間越長,可靠性越低。設(shè)備可靠性雖然強(qiáng)調(diào)了時(shí)間這一因素,但是產(chǎn)品的質(zhì)量性能指標(biāo)卻不包含時(shí)間這一因素。所以,設(shè)備可靠性與其它技術(shù)性能指標(biāo)的根本區(qū)別就是在規(guī)定時(shí)間內(nèi)評(píng)價(jià)其優(yōu)劣;規(guī)定功能:設(shè)備應(yīng)具有的主要技術(shù)性能指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)。如何提高設(shè)備的可靠性呢?通俗意義上講,維修是保證設(shè)備可靠性的主要手段。維修分為維護(hù)和修理,細(xì)化的可以分為設(shè)備監(jiān)測(cè)和設(shè)備維護(hù)兩種手段。維修效果直接關(guān)系著設(shè)備的可靠性,可以保證系統(tǒng)的有效度。提高可靠性,能延長系統(tǒng)使用時(shí)間,提高維修性,可以縮短停留時(shí)間,提高企業(yè)生產(chǎn)效率。下面將從設(shè)備監(jiān)測(cè)及設(shè)備維修的角度詳細(xì)的闡述如何提高石油化工企業(yè)設(shè)備運(yùn)行的可靠性。
二、設(shè)備監(jiān)測(cè)
實(shí)施設(shè)備監(jiān)測(cè)可以保證設(shè)備的維修保養(yǎng),可以使管理者掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、缺陷情況、設(shè)備存在的隱患,幫助管理者選擇適當(dāng)?shù)木S修方式,在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)對(duì)其進(jìn)行維修,保證其可靠連續(xù)運(yùn)行。石化企業(yè)的高風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備主要有特種設(shè)備、工藝設(shè)備、大型機(jī)組等。目前,在石油化工企業(yè)對(duì)設(shè)備運(yùn)行的監(jiān)測(cè)方法有RBI(基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn))、MCM (腐蝕監(jiān)測(cè))和OMD (大機(jī)組在線監(jiān)測(cè)與診斷)等。
1 RBI---基于風(fēng)險(xiǎn)的特種設(shè)備檢驗(yàn)方法
基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)是指通過風(fēng)險(xiǎn)分析找出工廠的高危害風(fēng)險(xiǎn)裝置,通過RBI 定性分析來確定裝置中重要設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn),通過RBI 定量分析并計(jì)算出設(shè)備風(fēng)險(xiǎn),再根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)排序進(jìn)行可能性分析和后果分析。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果,調(diào)整檢驗(yàn)并制定維修計(jì)劃,最后制定“系統(tǒng)方法”管理可能引起的風(fēng)險(xiǎn),進(jìn)而減少不必要的檢驗(yàn),從而達(dá)到減低風(fēng)險(xiǎn)和節(jié)約成本的目的。
2 MCM 工藝設(shè)備、管線腐蝕監(jiān)測(cè)方法
工藝設(shè)備是國內(nèi)石化企業(yè)中故障率最高的設(shè)備,腐蝕是造成設(shè)備出現(xiàn)故障的基本原因。因此,對(duì)該類設(shè)備運(yùn)行的管理主要是設(shè)備腐蝕管理。目前,工藝設(shè)備腐蝕監(jiān)測(cè)較多采用以下方法:
3 定點(diǎn)測(cè)厚法
即對(duì)工藝設(shè)備和管線進(jìn)行大規(guī)模定點(diǎn)測(cè)厚。在易腐蝕部位固定一點(diǎn),分頻次、連續(xù)在線測(cè)厚。然后根據(jù)測(cè)厚結(jié)果和原始厚度來判斷其減薄量,從而從其減薄趨勢(shì)確定修理周期,并及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障發(fā)生的隱患,確保工藝設(shè)備的正常運(yùn)行。
4 電阻探針在線腐蝕監(jiān)測(cè)
即在工藝設(shè)備的易腐蝕部位安裝腐蝕探針,以此實(shí)時(shí)測(cè)定腐蝕率,同時(shí)把監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)遞交給計(jì)算機(jī)系統(tǒng),通過計(jì)算機(jī)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,對(duì)隱患部位給出診斷報(bào)告,最后提出修理建議。
5 腐蝕介質(zhì)分析監(jiān)測(cè)
設(shè)備中流動(dòng)的化學(xué)介質(zhì)是造成設(shè)備腐蝕的主要原因,定期定量地對(duì)介質(zhì)中的腐蝕物濃度和腐蝕產(chǎn)物濃度進(jìn)行分析監(jiān)測(cè),可以預(yù)測(cè)腐蝕狀況,以方便查找腐蝕原因,從而能夠相應(yīng)的采取措施控制腐蝕事故的發(fā)生。
6 OMD 大型機(jī)組的在線監(jiān)測(cè)及診斷方法
大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械在石化企業(yè)中占據(jù)重要地位,而其功率大、轉(zhuǎn)速高、流量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、儀表繁多,檢修要求高。所以在運(yùn)行環(huán)節(jié)稍有不當(dāng),就會(huì)造成機(jī)組在運(yùn)行時(shí)發(fā)生各種故障。大型機(jī)組本身的價(jià)格昂貴,故障停機(jī)會(huì)引起生產(chǎn)線的全面停產(chǎn),會(huì)給企業(yè)、社會(huì)、國家造成巨大的損失。大型機(jī)組的在線監(jiān)測(cè)及診斷基本的程序應(yīng)當(dāng)分為以下幾點(diǎn):選擇受控設(shè)備、確定監(jiān)測(cè)等級(jí)、建立預(yù)知維修體系、制定監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施監(jiān)測(cè)診斷、提出預(yù)警報(bào)告、缺陷治理。合理的運(yùn)用大型機(jī)組的在線監(jiān)測(cè)及診斷可以達(dá)到:可以對(duì)設(shè)備運(yùn)行中的各種異常狀態(tài)作出及時(shí)、正確、有效的判斷,從而預(yù)防和消除故障,進(jìn)而將故障的危害性降低到最低程度;可以確定合理的故障檢修時(shí)機(jī)及項(xiàng)目,從而合理的延長設(shè)備的使用壽命、降低維修費(fèi)用和減小誤工損失;可以通過狀態(tài)監(jiān)測(cè),為設(shè)備的技術(shù)改造和優(yōu)化提供數(shù)據(jù)和信息。
三、設(shè)備維修
1 維修的重要性
維修是指為了保持和恢復(fù)設(shè)備良好狀態(tài),延長設(shè)備使用壽命而進(jìn)行的活動(dòng),主要分為維護(hù)和修理。這里的維護(hù)是指為了保持設(shè)備良好狀態(tài)所做的一切工作;修理是指恢復(fù)設(shè)備良好狀態(tài)所做的一切工作。維修對(duì)設(shè)備運(yùn)行的可靠性有著重大的意義:維修能提高設(shè)備的完好率,延長設(shè)備的使用壽命,從而能增加產(chǎn)品數(shù)量,提高產(chǎn)品質(zhì)量;維修能改善設(shè)備的使用率,使企業(yè)生迅速健康發(fā)展;維修是一種隱性的、面向未來的投資,在一定周期內(nèi)不僅可以收回維修投資成本,還能增值。
2 維修的分類
隨著工業(yè)的發(fā)展,維修的種類不斷的完善和細(xì)化。維修主要分為以下幾種:
2.1 預(yù)防性維修
預(yù)防性維修是指通過對(duì)設(shè)備的檢查、檢測(cè),發(fā)現(xiàn)故障隱患以防止故障發(fā)生,使設(shè)備保持在規(guī)定的狀態(tài)所進(jìn)行的各種維修活動(dòng)。主要方式有定期維修、視情維修和定期保養(yǎng)。定期維修是指設(shè)備使用到規(guī)定的時(shí)間時(shí)予以拆修,使其恢復(fù)到規(guī)定的狀態(tài);視情維修是指經(jīng)過一定時(shí)間后,將記錄到的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)與使用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較,從結(jié)果來決定設(shè)備是否繼續(xù)工作到下一個(gè)檢查期;定期保養(yǎng)是指通過擦拭、清掃、、調(diào)整等一般方法對(duì)設(shè)備進(jìn)行護(hù)理,以維持和保護(hù)設(shè)備的性能和技術(shù)狀況。
2.2 修復(fù)性維修
修復(fù)性維修是指設(shè)備發(fā)生故障后,使設(shè)備恢復(fù)到規(guī)定的狀態(tài)所進(jìn)行的維修活動(dòng),主要方式有事后維修和狀態(tài)監(jiān)控維修。事后維修是指設(shè)備發(fā)生故障或者性能下降并于合格水平時(shí)采取的非計(jì)劃性維修,或?qū)κ孪葻o法預(yù)計(jì)的突發(fā)故障采取的維修;狀態(tài)監(jiān)控維修是指通過積累故障信息,進(jìn)行故障原因和故障趨勢(shì)分析,對(duì)設(shè)備可靠性水平連續(xù)監(jiān)控的維修。狀態(tài)監(jiān)控維修不規(guī)定設(shè)備的使用時(shí)間,能充分的利用設(shè)備壽命,降低維修工作量,是很經(jīng)濟(jì)的維修。
2.3 改進(jìn)性維修
改進(jìn)性維修是利用完成設(shè)備維修任務(wù)的時(shí)機(jī),對(duì)設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)或改裝,以提高設(shè)備的固有可靠性、維修性和安全性水平的維修,主要分為改善性維修和無維修設(shè)計(jì)。改善性維修是指為消除原設(shè)計(jì)和制造上的缺陷,結(jié)合設(shè)備修理進(jìn)一步提高其可靠性、維修性和經(jīng)濟(jì)性的改良;無維修設(shè)計(jì)是指在設(shè)計(jì)時(shí)即給設(shè)備的維修性以理想化設(shè)計(jì),在使用壽命到期前無維修,產(chǎn)品能一次性使用至報(bào)廢。
2.4 綜合性維修
綜合性維修是利用上述各種維修方式所組合起來、取長補(bǔ)短進(jìn)行的維修。例如事后維修和定期維修共同實(shí)施。
3 維修方式的選擇
合理的維修方式的選擇能在產(chǎn)生最少的費(fèi)用的同時(shí)取得最好的修理效果。每一種維修方式都有它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),企業(yè)應(yīng)從生產(chǎn)特點(diǎn)、設(shè)備特點(diǎn)、故障規(guī)律、資金情況擇優(yōu)選用。故障可以分為規(guī)律性故障(磨損程度與時(shí)間有關(guān))和隨機(jī)故障(發(fā)生故障的概率與時(shí)間無關(guān))。另外,這兩種故障中,還包含有發(fā)展期和無發(fā)展期的兩種故障。同時(shí)存在規(guī)律性并且有發(fā)展期的故障,故障發(fā)展過程有征兆,可以預(yù)測(cè)、觀察和記錄,故適合采用狀態(tài)維修;規(guī)律性但無發(fā)展期的故障,適合按設(shè)備的使用壽命期采用定期修理或者采用事后維修;偶發(fā)性并且有發(fā)展期的故障,如軸承,某個(gè)軸承出現(xiàn)故障是隨機(jī)的,但它是有發(fā)展期的,可檢測(cè)出其故障征兆及時(shí)維修或更換,所以應(yīng)當(dāng)采用狀態(tài)維修;一些易于更換或修理的零部件,所用修理、更換時(shí)間短、損失不大,故應(yīng)該選擇事后維修方式;偶發(fā)性但無發(fā)展期的故障,因無從得知其將要發(fā)生故障,只有采用事后維修,但對(duì)于重點(diǎn)設(shè)備,突然停機(jī)損失較大,應(yīng)設(shè)置備用機(jī)器,出現(xiàn)故障時(shí)可立即更換或代用,直到故障排除為止。改進(jìn)性維修側(cè)重在改善原有設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)、零部件等的功能,可以在使用其它維修方式的同時(shí)使用,即在預(yù)防維修和事后維修的同時(shí)排除故障或者改進(jìn)性能。
四、結(jié)語
在石油化工企業(yè)中,最重要的就是如何搞好設(shè)備管理,保證設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行,即提高設(shè)備的可靠性。本文闡述了石油化工企業(yè)設(shè)備運(yùn)行可靠性的意義,并從設(shè)備的監(jiān)測(cè)和維修角度來闡述了如何提高石油化工企業(yè)設(shè)備運(yùn)行的可靠性。在設(shè)備監(jiān)測(cè)這一章節(jié)里,介紹了RBI、MCM、OMD 三種狀態(tài)監(jiān)測(cè)法;在設(shè)備維修這一章節(jié)里,詳細(xì)的介紹了當(dāng)今設(shè)備維修的分類,并介紹了對(duì)于不同的企業(yè),不同的工藝維修方式的選擇。合理的運(yùn)用設(shè)備監(jiān)測(cè)及設(shè)備維修,可以提高石油化工企業(yè)設(shè)備運(yùn)行的可靠性,從而使企業(yè)能夠健康、連續(xù)、效率的運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)
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[2] B.依德哈瑪. 維修與可靠性. 機(jī)械工業(yè)出版社,1985.
[3] 陳德兀. 設(shè)備管理與維修信息系統(tǒng)原理及應(yīng)用. 機(jī)械工業(yè)出版社, 1991.
為了更好地加強(qiáng)化學(xué)工業(yè)廢水處理設(shè)備防腐工作的開展,在意識(shí)到加強(qiáng)對(duì)其防腐蝕的必要性的基礎(chǔ)上,就應(yīng)認(rèn)真分析和總結(jié)在化學(xué)工業(yè)廢水處理過程中設(shè)備防腐蝕存在的不足及成因,才能更好地采取有效的措施予以應(yīng)對(duì)。
1.1工業(yè)廢水處理過程中設(shè)備防腐蝕存在的不足
在廢水處理過程中對(duì)設(shè)備的防腐問題存在的不足主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面:一是在火電廠日常生產(chǎn)過程中,受到運(yùn)行工況和方式的影響各項(xiàng)生產(chǎn)工藝指標(biāo)難以嚴(yán)格的得到控制,例如溫度、流速、介質(zhì)的濃度等,這就給設(shè)備腐蝕創(chuàng)造了各種條件。二是在管道防腐蝕設(shè)計(jì)中,往往只注重如何選材以及強(qiáng)度、工藝和防腐蝕技術(shù)的設(shè)計(jì),但是往往沒有結(jié)合實(shí)際情況考慮到管道所在的環(huán)節(jié)、溫度和耐腐性能等因素,而這些因素又是導(dǎo)致腐蝕出現(xiàn)的主要原因。三是在處理酸堿濃度較高的廢水時(shí),因?yàn)樗釅A中和具有較強(qiáng)的特殊性,且酸堿量中和過程中難以對(duì)其進(jìn)行定量的控制,難以掌握中和程度,酸堿量過量和中和不均勻等問題的存在,導(dǎo)致pH值不達(dá)標(biāo)而腐蝕,最終為設(shè)備事故的出現(xiàn)埋下隱患。
1.2工業(yè)廢水處理過程中設(shè)備防腐蝕不足的成因
一是針對(duì)酸堿中和池出現(xiàn)的腐蝕問題,主要是因?yàn)樵诮ㄔO(shè)酸堿中和池時(shí),材料的厚度和勾縫設(shè)計(jì)沒有符合實(shí)際需要,很多防腐蝕用的花崗石的厚度往往利用普通材料替代,而這就會(huì)導(dǎo)致石材的縫隙難以填滿,最終出現(xiàn)酸堿腐蝕性的滲漏,加上在處理酸堿池泄露事故時(shí)往往難以徹底的修復(fù),尤其是在對(duì)基層腐蝕情況進(jìn)行檢查時(shí),往往敷衍了事,加上設(shè)計(jì)布局的合理性差,一般以全封閉和加蓋的結(jié)構(gòu),而沒有考慮腐蝕因素,最終導(dǎo)致池體下陷。二是針對(duì)管理防腐蝕處理不到位的問題,主要是因?yàn)樵诜栏g處理過程中往往偷工減料,而且在驗(yàn)收管理時(shí)往往敷衍了事,而這就會(huì)加劇管理腐蝕處理的難度。三是針對(duì)循環(huán)水加酸系統(tǒng)腐蝕處理不到位的問題,主要是因?yàn)榧铀崽幚憝h(huán)節(jié)往往忽視加水,最終出現(xiàn)腐蝕問題。尤其是對(duì)火電廠而言,其循環(huán)水加酸系統(tǒng)擦用濃硫酸儲(chǔ)存罐作為其壓力容器,在設(shè)計(jì)過程中沒有考慮操作環(huán)境對(duì)其帶來的影響,而濃硫酸的腐蝕性較強(qiáng),若選用一般碳鋼材料,將會(huì)導(dǎo)致其被氧化和腐蝕,進(jìn)而影響整體結(jié)構(gòu),加上在安裝過程中往往安裝不規(guī)范,加藥量難以得到有效的控制,最終影響其pH值的正常。
2火電廠工業(yè)廢水處理設(shè)備防腐蝕工藝探索
通過上述分析,我們對(duì)工業(yè)廢水處理過程中設(shè)備防腐蝕存在的不足及成因有了一定的認(rèn)識(shí),那么作為新時(shí)期背景下的火電廠,在工業(yè)廢水處理過程中如何預(yù)防處理設(shè)備的腐蝕呢?我們將從以下四個(gè)方面的工作進(jìn)行討論:
2.1針對(duì)酸堿中和池的防腐蝕工藝探索
由于酸堿中和池腐蝕問題的存在,將會(huì)極大的影響工業(yè)廢水處理成效。因而為了更好地解決這一問題,作為發(fā)電廠必須切實(shí)做好以下三點(diǎn)防腐蝕工作:一是建設(shè)酸堿中和池時(shí),應(yīng)重點(diǎn)檢查樹脂膠泥接層的厚度,確保接縫黏結(jié)牢固,并采取接縫黏合技術(shù),才能更好地確保防腐蝕的長期性。二是在酸堿中和池運(yùn)行過程中,一旦出現(xiàn)泄漏,就應(yīng)及時(shí)地加強(qiáng)對(duì)其的修復(fù),及時(shí)地打開被腐蝕的防腐蝕層,重點(diǎn)檢查和修復(fù)混凝土基層。三是在布局設(shè)計(jì)過程中,在施工之前就應(yīng)科學(xué)合理地設(shè)計(jì),及時(shí)地找出內(nèi)部存在的腐蝕問題,并針對(duì)此制定相應(yīng)的預(yù)案,為整個(gè)處理成效的提升奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2.2針對(duì)管道的防腐蝕工藝探索
由于在化學(xué)工業(yè)廢水處理過程中,經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)備或管道腐蝕嚴(yán)重的情況,所以在確保工程質(zhì)量的同時(shí),還應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)代防腐蝕技術(shù)的應(yīng)用,著力解決設(shè)備和管道的腐蝕問題,并嚴(yán)格按照設(shè)備和管道安裝工藝流程進(jìn)行安裝,盡可能地選擇耐腐蝕性的材質(zhì),確保其使用壽命得到有效的提升。
2.3針對(duì)酸堿系統(tǒng)的防腐蝕工藝探索
酸堿系統(tǒng)的防腐工作是整個(gè)工業(yè)廢水處理系統(tǒng)防腐蝕的重點(diǎn)所在,所以作為發(fā)電廠必須高度重視。所選的容器材料應(yīng)以具有較強(qiáng)的耐腐蝕性,例如PVC材料、鋼襯膠材料等。而在選用酸堿液輸送管時(shí),同樣應(yīng)考慮其材質(zhì)問題,尤其是其外部的防銹和內(nèi)部的保溫。在酸堿系統(tǒng)進(jìn)行防腐蝕時(shí),主要以濕法脫硫防腐蝕工藝為主,在實(shí)際應(yīng)用過程中,主要選取鎳基不銹鋼、玻璃鋼、玻璃鱗片樹脂、橡膠、塑料、陶瓷等,盡可能地選取具有較強(qiáng)整體性和沒有接縫以及防腐蝕性能較強(qiáng)的材料,例如整體玻璃鋼管道,就是一種有效的選擇。其中,在脫硫區(qū)域的防腐工作中,以吸收塔噴淋層支撐梁的防腐蝕為例說明。由于漿液的不斷沖刷,支撐梁防腐蝕層經(jīng)常出現(xiàn)磨損,導(dǎo)致支撐梁的腐蝕、漏液,腐蝕嚴(yán)重時(shí)只能停機(jī)檢修對(duì)整根梁體進(jìn)行更換。為了避免支撐梁損壞,防腐蝕設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)有針對(duì)性的加裝防沖刷護(hù)板,提高其抗磨損腐蝕的可靠性,并設(shè)計(jì)加裝吸收塔噴淋層支撐梁的腐蝕監(jiān)測(cè)裝置,以及時(shí)發(fā)現(xiàn)塔內(nèi)梁體的異常情況。
2.4加強(qiáng)設(shè)備防腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)
由于火電廠工業(yè)廢水處理設(shè)施的工作頻率較高,所以即便采取了上述防腐蝕工藝,能在一定程度上預(yù)防其腐蝕程度的加重,還能緩解設(shè)施腐蝕速度,但是采取人工檢測(cè)的方式,往往難以及時(shí)高效地發(fā)現(xiàn)存在的腐蝕情況,也不能掌握腐蝕的程度,所以作為發(fā)電廠應(yīng)加快設(shè)施防腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)。整個(gè)設(shè)施防腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)包含數(shù)據(jù)采集器、電流中斷器、測(cè)試探、里程記錄器以及計(jì)算機(jī),從而利用其實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)腐蝕情況,并根據(jù)腐蝕情況進(jìn)行針對(duì)性的處理,才能從傳統(tǒng)的被動(dòng)防腐到主動(dòng)防腐,提高防腐功效。
3結(jié)語
關(guān)鍵詞:預(yù)處理;腐蝕;原因;措施
中圖分類號(hào):F41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
1概述
本裝置由中國石油華東勘察設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì),屬于中國石油呼和浩特石化公司500×104t/a煉油擴(kuò)能改造項(xiàng)目之一。本裝置由66萬噸/年預(yù)加氫部分,60萬噸/年重整反應(yīng)部分及454千克/小時(shí)催化劑連續(xù)再生部分、重整油分餾部分和公用工程部分組成。設(shè)計(jì)加工我公司常減壓裝置直餾石腦油、直柴加氫精制石腦油和催柴加氫精制石腦油。主要產(chǎn)品有高辛烷值汽油(RON102)組份、C6組分、戊烷油、氫氣、液化氣和燃料氣。其中預(yù)處理系統(tǒng)包括預(yù)加氫、蒸發(fā)脫水和預(yù)分餾等工藝過程。目的是從原料油中切取適宜重整工藝要求的餾分,脫除對(duì)重整催化劑有害的雜質(zhì)及水分,使之滿足連續(xù)重整催化劑的要求。預(yù)加氫部分采用先加氫后分餾的技術(shù)路線,以降低輕石腦油的硫含量,正常情況下原料的預(yù)加氫僅考慮處理直餾石腦油,反應(yīng)部分采用氫氣循環(huán)流程。為了增加對(duì)原料的適應(yīng)能力,增上了脫氯反應(yīng)器,原料氯含量的設(shè)計(jì)值為2ppm。氯離子對(duì)設(shè)備腐蝕較為嚴(yán)重,在兄弟單位也發(fā)生過許多氯腐蝕設(shè)備導(dǎo)致停工的事件,本文對(duì)預(yù)處理系統(tǒng)的腐蝕原因進(jìn)行了分析,同時(shí)提出了根本解決預(yù)處理系統(tǒng)腐蝕問題的措施。
2預(yù)處理工藝原理及流程簡述
預(yù)加氫作用是除去原料油中的雜質(zhì),生產(chǎn)出合格的精制油,從而滿足重整催化劑對(duì)原料的要求。原理是在催化劑和氫氣的作用下,使原料油中含硫、氮、氧等化合物進(jìn)行加氫分解,轉(zhuǎn)化生成H2S,NH3和H2O,然后經(jīng)高壓分離器和蒸發(fā)脫水塔除去H2S,NH3和H2O;烯烴經(jīng)加氫生成飽和烴;砷、銅、鉛等金屬化合物經(jīng)加氫分解后,砷、銅、鉛等金屬被催化劑吸附而除去。
a. 脫硫反應(yīng)
RHS + H2RH + H2S
RSR'+ 2H2RH + R'H + H2S
RSSR' + 3H2 RH + R'H + 2H2S
b. 脫氧反應(yīng)
RO + H2R + H2O
c. 脫氮反應(yīng)
RNH2 + H2 RH + NH3
d. 脫鹵素反應(yīng)
RCL + H2RH+HCL
e. 烯烴飽和反應(yīng)
CnH2n + H2CnH2n+2
f. 化學(xué)吸咐
主要指有機(jī)或無機(jī)砷化物等金屬雜質(zhì)在催化劑活性組分及擔(dān)體上發(fā)生化學(xué)吸咐作用,從而達(dá)到脫除原料中的金屬雜質(zhì)的目的。
由常壓來的直餾石腦油在邊界外與少量直柴加氫精制、催柴加氫精制石腦油混合后,一起進(jìn)入預(yù)加氫原料緩沖罐(V-101),緩沖脫水后在流量控制下經(jīng)預(yù)加氫進(jìn)料泵(P-101A/B)升壓后與循環(huán)氫混合,經(jīng)預(yù)加氫進(jìn)料換熱器(E-101A~D)殼程與反應(yīng)產(chǎn)物換熱,并經(jīng)預(yù)加氫進(jìn)料加熱爐(F-101)加熱升溫至反應(yīng)溫度后進(jìn)入預(yù)加氫反應(yīng)器(R-101)。原料油在催化劑和氫氣的作用下進(jìn)行加氫精制反應(yīng),脫除原料中的有機(jī)硫、氮、氯化合物和金屬雜質(zhì),并使烯烴飽和。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)高溫脫氯反應(yīng)器(R-102)脫除其中的氯后,進(jìn)入預(yù)加氫進(jìn)料換熱器(E-101A~D)管程和進(jìn)料換熱,并與來自預(yù)加氫注水罐(V-107)的除鹽水經(jīng)預(yù)加氫注水泵(P-108)升壓的除鹽水混合洗滌產(chǎn)物中的丙烷鹽,再經(jīng)預(yù)加氫反應(yīng)產(chǎn)物空冷器(A-101 A/B)和預(yù)加氫產(chǎn)物后冷器(E-102)冷凝冷卻后進(jìn)入預(yù)加氫產(chǎn)物分離罐(V-102)。反應(yīng)產(chǎn)物在預(yù)加氫產(chǎn)物分離罐(V-102)中進(jìn)行氣液分離,氫氣從頂部引出與來自重整部分的補(bǔ)充氫會(huì)合后進(jìn)入預(yù)加氫循環(huán)氫壓縮機(jī)入口緩沖分液罐(V-103)除去攜帶的液體,進(jìn)入預(yù)加氫循環(huán)氫壓縮機(jī)(K-101A/B)升壓后循環(huán)至反應(yīng)系統(tǒng);液體產(chǎn)物從預(yù)加氫產(chǎn)物分離罐(V-102)在液位控制下分別經(jīng)過汽提塔進(jìn)料/塔底換熱器(E-103A~D)管程與塔底物流換熱后進(jìn)入汽提塔(C-101)進(jìn)入預(yù)處理分餾系統(tǒng)。
3預(yù)處理系統(tǒng)腐蝕原因
在上述預(yù)處理反應(yīng)原理中可以看出,原料通過加氫反應(yīng)生成了H2S、HCL、NH3、H2O等腐蝕介質(zhì),雖然裝置設(shè)有脫氯反應(yīng)器,但脫氯反應(yīng)器脫氯劑床層的高徑比不足3(接近3),設(shè)計(jì)原料氯離子含量為2ppm,當(dāng)脫氯劑空速較高或原料氯含量較高時(shí)容易造成氯穿透。當(dāng)H2S和HCL在氣體狀態(tài)時(shí)是沒有腐蝕性的,或者說腐蝕性很輕。但在冷凝區(qū)出現(xiàn)液體水后,便形成了腐蝕性極強(qiáng)的HCL-H2S-H2O的腐蝕體系。而且由于H2S和HCL互相促進(jìn)構(gòu)成的循環(huán)腐蝕會(huì)導(dǎo)致更嚴(yán)重的腐蝕破壞。反應(yīng)式如下:
2HCL+Fe=FeCL2+H2
FeCl2+H2S=FeS+HCL
H2S+Fe=FeS+H2
FeS+HCL=FeCL2+H2S
如此循環(huán)反應(yīng)大大加速了腐蝕過程,已經(jīng)有實(shí)驗(yàn)證明,在高溫下0.5%HCL的H2S飽和溶液中,腐蝕速度比無HCL的腐蝕速度快20倍。
同時(shí),HCL與NH3反應(yīng)生成氯化銨鹽又形成垢下腐蝕,即:NH3+HCL=NH4CL
生成的NH4CL在213℃以下可以變成固體的NH4CL沉積在金屬表面,NH4CL吸水性強(qiáng),從而在NH4CL垢層下與金屬接觸形成濕層,并在此發(fā)生水解反應(yīng):
NH4CL+H2O=NH4++OH-+HCL
生成的HCL又與FeS保護(hù)膜發(fā)生反應(yīng),破壞FeS保護(hù)膜,進(jìn)一步產(chǎn)生腐蝕。
4預(yù)處理系統(tǒng)易發(fā)生腐蝕部位及設(shè)備
綜上所述,結(jié)合預(yù)處理流程總結(jié)出幾處極易發(fā)生腐蝕的部位:
(1) 連續(xù)重整裝置預(yù)處理單元進(jìn)料換熱器E-101A/B/C/D。
(2) 連續(xù)重整裝置預(yù)處理單元產(chǎn)物空冷器A-101A/B。
(3) 連續(xù)重整裝置預(yù)處理單元汽提塔頂空冷器A-102A/B。
(4) 連續(xù)重整裝置預(yù)處理單元產(chǎn)物后冷器E-102。
5應(yīng)采取的措施
5.1間斷注水改為連續(xù)注水
在預(yù)加氫部分出現(xiàn)銨鹽堵塞初期,設(shè)計(jì)采用間斷注水沖洗的辦法,即壓降上升銨鹽堵塞后進(jìn)行水沖洗,壓降恢復(fù)正常后停止水沖洗。但這樣容易在局部部位形成高濃度的氯離子,造成更嚴(yán)重的腐蝕。而當(dāng)沒有水沖洗時(shí),由于加氫反應(yīng)過程中產(chǎn)生了水,極易造成垢下腐蝕。據(jù)資料介紹,設(shè)備垢下腐蝕的腐蝕速度是均勻腐蝕的20倍。建議將間斷注水沖洗改為連續(xù)沖洗。
5.2加強(qiáng)對(duì)原料氯含量檢測(cè)頻次
對(duì)原料的雜質(zhì)分析進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè),因現(xiàn)預(yù)處理是常壓直餾石腦油直供,故應(yīng)增加采樣化驗(yàn)頻次。抓住源頭,提早作出相應(yīng)的工藝改變。當(dāng)脫氯劑的計(jì)算氯容接近脫氯劑的穿透氯容時(shí)及時(shí)更換脫氯劑。還應(yīng)在預(yù)加氫產(chǎn)物分離罐(V-102)水包出口增加pH值在線監(jiān)測(cè)儀。
5.3增設(shè)在線腐蝕監(jiān)測(cè)系
在易發(fā)生腐蝕部位增設(shè)在線腐蝕檢測(cè)系統(tǒng),目前煉油行業(yè)的腐蝕監(jiān)測(cè)方法以電感和pH監(jiān)測(cè)為主,中石油、中石化、中海油所屬煉油廠,設(shè)備腐蝕監(jiān)測(cè)的覆蓋率已經(jīng)很高,基于設(shè)備腐蝕特點(diǎn),以常減壓的腐蝕監(jiān)測(cè)為必須,適當(dāng)在催化、重整,乃至全廠的腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也已經(jīng)有較大普及。在線腐蝕檢測(cè)系統(tǒng)的增設(shè)可以盡快掌握易腐蝕部位設(shè)備均勻腐蝕或局部腐蝕情況,及早在工藝上作出改變。
5.4對(duì)多次腐蝕堵塞的設(shè)備增加副線便于不停工處理問題
可對(duì)易腐蝕設(shè)備增加副線,在發(fā)生腐蝕或銨鹽阻塞時(shí)可切出處理。在空冷器出入口增加閥門,其中一臺(tái)出問題可切除系統(tǒng)之外進(jìn)行處理。此舉可保證裝置長周期運(yùn)行。
5.5可對(duì)易銨鹽結(jié)晶設(shè)備定期進(jìn)行壓差檢測(cè)
可定期對(duì)設(shè)備出入口進(jìn)行壓差檢測(cè),檢測(cè)出設(shè)備壓降,通過比較前后數(shù)據(jù)或與設(shè)計(jì)值對(duì)比判斷此設(shè)備銨鹽結(jié)晶嚴(yán)重程度。
5.6保持精細(xì)平穩(wěn)操作
嚴(yán)格遵守操作規(guī)程,在設(shè)計(jì)參數(shù)下和工藝卡片指導(dǎo)下進(jìn)行裝置開停工操作和正常溫度、壓力等工藝指標(biāo)的調(diào)整。保證裝置平穩(wěn)操作,減少操作波動(dòng),對(duì)設(shè)備安全運(yùn)行意義重大。
結(jié)語
預(yù)處理系統(tǒng)的腐蝕是煉油企業(yè)經(jīng)常遇到的問題,處理和防護(hù)不好將嚴(yán)重影響裝置的安全和平穩(wěn)生產(chǎn)。這除了在設(shè)計(jì)階段應(yīng)考慮并采取相應(yīng)措施,也取決于操作及管理人員的技術(shù)水平和業(yè)務(wù)素質(zhì)。在日常的生產(chǎn)運(yùn)行管理中應(yīng)認(rèn)真做好以下幾個(gè)方面的工作:(1)加強(qiáng)對(duì)原料油及補(bǔ)充氫中氯化物的檢測(cè)。(2)加強(qiáng)對(duì)裝置易腐蝕部位的在線檢測(cè)。(3)密切關(guān)注產(chǎn)物分離罐中酸性水的pH值,以便調(diào)整注水量。(4)加強(qiáng)日常設(shè)備巡檢維護(hù),及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理,避免事故進(jìn)一步擴(kuò)大。
參考文獻(xiàn)
[1]王智. 連續(xù)重整裝置預(yù)處理系統(tǒng)的腐蝕與防護(hù)[J]. 石油化工腐蝕與防護(hù),2005.
關(guān)鍵詞:CO2腐蝕 影響因素 腐蝕機(jī)理 防腐 配套技術(shù)
一、CO2對(duì)油套管腐蝕的現(xiàn)狀
CO2對(duì)鋼鐵設(shè)備的腐蝕的形態(tài)可分為全面腐蝕(也稱均勻腐蝕)和局部腐蝕兩大類。形成全面腐蝕時(shí),金屬的全部或大部分表面積上均勻地受到破壞。形成局部腐蝕時(shí),鋼鐵表面某些局部發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕而其它部分沒有腐蝕或只發(fā)生輕微的腐蝕。點(diǎn)蝕屬局部腐蝕,點(diǎn)蝕出現(xiàn)凹孔并且四周光滑;臺(tái)地侵蝕屬均勻腐蝕,會(huì)出現(xiàn)較大面積的凹臺(tái),底部平整,周邊垂直凹底;但在流動(dòng)條件下,流動(dòng)會(huì)誘使臺(tái)地侵蝕出現(xiàn)局部腐蝕形成凹溝,形狀呈平行于物流方向的刀線槽溝。
整個(gè)油管腐蝕得千窗百孔,形同篩網(wǎng)。從內(nèi)側(cè)表面可明顯看出有平行于油流方向的槽溝和凹孔,充分表明了存在嚴(yán)重的流動(dòng)誘使局部腐蝕和點(diǎn)蝕的現(xiàn)象,說明了油管在發(fā)生全面腐蝕的同時(shí),又產(chǎn)生了嚴(yán)重的局部腐蝕。
二、CO2腐蝕機(jī)理
干燥的CO2氣體本身是沒有腐蝕性的。CO2較易溶解在水中,而在碳?xì)浠衔铮ㄈ缭停┲械娜芙舛葎t更高,氣體CO2與碳?xì)浠衔锏捏w積比可達(dá)3比1。當(dāng)CO2溶解在水中時(shí),會(huì)促進(jìn)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕。并在不同的溫度等條件下產(chǎn)生不同形式的腐蝕破壞。因此,根據(jù)腐蝕破壞形態(tài),可以提出不同的腐蝕機(jī)理。下面以碳鋼和含鉻鋼的CO2腐蝕為例來進(jìn)一步闡述鋼鐵在CO2介質(zhì)中發(fā)生腐蝕的基本原理。前述分析說明,從大體上來說,CO2腐蝕可以分為全面腐蝕和局部腐蝕兩大類,且隨著溫度等不同有不同的腐蝕形態(tài)。根據(jù)金屬表面產(chǎn)生的腐蝕破壞形態(tài),可以按介質(zhì)溫度范圍將腐蝕分為三類:在溫度較低時(shí),主要發(fā)生金屬的活性溶解,為全面腐蝕,而對(duì)于含鉻鋼可以形成腐蝕產(chǎn)物膜。在中溫區(qū),兩種金屬由于腐蝕產(chǎn)物在金屬表面的不均勻分布,主要發(fā)生局部腐蝕,如點(diǎn)蝕等。在高溫時(shí),無論碳鋼還是含鉻鋼,腐蝕產(chǎn)物可較好地沉積在金屬表面,從而抑制金屬的腐蝕。
三、CO2腐蝕的防護(hù)措施
1.采用抗CO2緩蝕劑
針對(duì)CO2驅(qū)腐蝕問題和采油院防腐所結(jié)合力度,復(fù)配高效抗CO2緩蝕劑,通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn),篩選出了CO2注采井的高效緩蝕劑,絕對(duì)腐蝕速率均小于0.125mm/a,緩蝕效率91%~99%。并在現(xiàn)場(chǎng)CO2驅(qū)試驗(yàn)區(qū)采油井中添加,其濃度為50~200μL/L,采用油管內(nèi)、外監(jiān)測(cè)掛環(huán)監(jiān)測(cè)油管腐蝕速率,結(jié)果表明,井下油管腐蝕速率僅為0.01-0.001mm/a,具有良好的防腐效果,滿足CO2驅(qū)采油井的防腐要求,保證了采油井的正常生產(chǎn)。
2.完成連續(xù)加藥技術(shù)的研究應(yīng)用
為了保證加緩蝕劑的連續(xù)性,提高防腐效果,采用連續(xù)加藥裝置,通過在P1-152、PX1-54井,連續(xù)近4個(gè)月的400多個(gè)監(jiān)測(cè)結(jié)果分析,腐蝕得到進(jìn)一步控制,延長檢泵周期。
3.研究了玻璃鋼尾管加深至油層上界、配套緩蝕劑加注工藝
針對(duì)常規(guī)的油井生產(chǎn)管柱,在實(shí)施加CO2注采井的高效緩蝕劑時(shí),只能保護(hù)泵吸入口以上生產(chǎn)管柱和套管,特別是抽油泵入口以下套管腐蝕還未得到有效防治,造成套管腐蝕套漏,甚至造成報(bào)廢。為此,我們?cè)诠苤喜扇〖由钗补苤劣蛯由辖纾WC在加緩蝕劑對(duì)整個(gè)井筒都起到保護(hù)作用,同時(shí),還將尾管更換成耐腐蝕性強(qiáng)的玻璃鋼油管,減少因尾管腐蝕斷造成井下落物事故。
4.玻璃鋼四寸套管+金屬防腐四寸套組合防腐技術(shù)
P1-67是CO2驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)的第一口見效井,見效后,套管因腐蝕造成套漏嚴(yán)重,無法正常生產(chǎn)而關(guān)井。為了恢復(fù)這個(gè)井點(diǎn),引進(jìn)了玻璃鋼套管工藝技術(shù),利用玻璃鋼套管具有強(qiáng)度高、耐腐蝕性能好、絕緣性能好、不結(jié)蠟、使用壽命長的特性。通過玻璃鋼四寸套管+金屬防腐四寸套組合技術(shù),并且在P1-67井成功應(yīng)用,使該井開井后生產(chǎn)正常,目前日產(chǎn)液39.0t,油0.2t,含水99.4%,日產(chǎn)氣518m3,產(chǎn)出氣二氧化碳含量68.6%,產(chǎn)出水礦化度18×104mg/l,該井恢復(fù)正在生產(chǎn)。
四、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況及效果
2013年以來共在P1-152、P1-301、P1-310、PX1-54、P1-349等12口井利用連續(xù)加藥裝置、實(shí)施連續(xù)加CO2注采井的高效緩蝕劑;在P1-152、PX1-54、P6-5911等6口井實(shí)施玻璃鋼尾管加深至油層上界、配套緩蝕劑加注工藝;P1-67井實(shí)施玻璃鋼四寸套管+金屬防腐四寸套組合防腐技術(shù);對(duì)CO2驅(qū)對(duì)應(yīng)的21口油井,用腐蝕掛片監(jiān)測(cè)法實(shí)現(xiàn)了油井油管內(nèi)及油、套環(huán)形空間腐蝕數(shù)據(jù)的采集,達(dá)到了腐蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和預(yù)警的目的。
截止到目前,注入井組7個(gè),對(duì)應(yīng)油井21口,日產(chǎn)液1303噸,日產(chǎn)油27.1噸。有7口油井不同程度見到效果,累計(jì)增油9900t。同時(shí)延長了檢泵周期,平均檢泵周期由原來的104天延長到目前的181天延長了77天,平均單井年減少檢泵作業(yè)1.5次,繼續(xù)有效井7口(P1-152、P1-301、P1-310、PX1-54、P1-349、P1-67、P6-5911)。
五、結(jié)論與認(rèn)識(shí)
1.濮城油田CO2驅(qū)采井具有不同井CO2含量變化較大等特點(diǎn),CO2腐蝕較為復(fù)雜,為CO2防腐工藝的制訂提出了新的要求。
2.針對(duì)濮城油田CO2驅(qū)采井的腐蝕環(huán)境,進(jìn)行了CO2高效緩蝕劑評(píng)價(jià)優(yōu)選,并設(shè)計(jì)出了2種完井管柱,建立了合理的產(chǎn)能制度,形成了濮城油田CO2驅(qū)采井的防腐方案。
參考文獻(xiàn):
[l]李士倫等.《注氣提高采收率技術(shù)》.成都:四川科學(xué)技術(shù)出版,2001
關(guān)鍵詞:管道缺陷 光纖光柵 實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 安全評(píng)估 監(jiān)測(cè)軟件
中圖分類號(hào):TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2013)03(a)-00-02
傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中常常要對(duì)管線進(jìn)行全線普查并綜合運(yùn)用多種技術(shù)手段進(jìn)行完整性評(píng)估,需要耗費(fèi)大量的人力、物力及時(shí)間成本。限于技術(shù)原因及腐蝕、環(huán)境因素,管線失效導(dǎo)致的安全責(zé)任事故往往由于不能實(shí)時(shí)檢測(cè)或監(jiān)測(cè)引發(fā)的。而目前的沿線日常巡檢方式過于粗獷,無法對(duì)問題管段的情況精確監(jiān)測(cè),也不可能以人力長期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
針對(duì)傳統(tǒng)方法中的缺點(diǎn),本研究建立一種保障油氣運(yùn)輸管道安全,且符合實(shí)際生產(chǎn)需要的新型監(jiān)測(cè)技術(shù)體系,通過對(duì)管道表面微應(yīng)變的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)管理和安全評(píng)估,及時(shí)對(duì)管道的使用情況進(jìn)行評(píng)價(jià),進(jìn)而降低管道事故發(fā)生率,便于有計(jì)劃的對(duì)管道進(jìn)行維修和更換管理,使其成為油氣管道安全運(yùn)行的重要保障。
此方法具有對(duì)目的管道實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè),軟件界面操作簡單,除定期維護(hù)外無需人工作業(yè),軟件對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果直接進(jìn)行評(píng)價(jià),將監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)有效的結(jié)合在一起。尤其在一些易產(chǎn)生問題又不方便經(jīng)常進(jìn)行人工檢測(cè)的管線重點(diǎn)部位,有著顯著的優(yōu)越性,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)方法的不足,從而能夠節(jié)省大量人力、物力和時(shí)間,取得更高經(jīng)濟(jì)效益。
1 光纖光柵監(jiān)測(cè)適用性研究
本研究中采用光纖光柵作為本安型傳感器。光纖光柵傳感器(Fiber Bragg Grating Sensor)屬于光纖傳感器的一種,基于光纖光柵的傳感過程是通過外界物理參量對(duì)光纖布拉格(Bragg)波長的調(diào)制來獲取傳感信息,是一種波長調(diào)制型光纖傳感器。它可以直接貼裝在被監(jiān)測(cè)管線的表面,長時(shí)間持續(xù)不斷對(duì)管線表面應(yīng)變進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。監(jiān)測(cè)得到的結(jié)果可直接評(píng)價(jià),得到管道的當(dāng)前受力狀況和剩余強(qiáng)度。
1.1 傳感器的布設(shè)研究
根據(jù)缺陷部位管壁受影響的應(yīng)力場(chǎng)范圍,可以確定內(nèi)部缺陷對(duì)管壁應(yīng)力應(yīng)變影響范圍,約是管道壁厚的6倍;應(yīng)變極值位置出現(xiàn)在缺陷中心附近;應(yīng)變以周向應(yīng)變?yōu)橹鳌1-2]
1.2 傳感器的溫度補(bǔ)償
2 管道安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研制
管道安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是針對(duì)管道腐蝕失效的影響,一套適用于油氣管道的新型實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)。具有獨(dú)立、自動(dòng)化的特點(diǎn)。
2.1 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框架
2.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
光纖光柵管道安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件是采用了分布式光纖光柵傳感技術(shù)研制而成的傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),由于其與光纖光柵陣列與波分、空分和時(shí)分復(fù)用技術(shù)緊密結(jié)合,使得該類系統(tǒng)測(cè)量的傳感點(diǎn)數(shù)大大增加,它是一種光纖光柵傳感復(fù)用解調(diào)裝置,適用于由多只光纖布拉格光柵組成的傳感陣列的復(fù)用信號(hào)解調(diào)系統(tǒng),具有較高的調(diào)諧精度和測(cè)量精度。工作系統(tǒng)如圖5所示。
硬件除去作為感知元件的光纖光柵傳感器,全部設(shè)計(jì)集成在工控機(jī)當(dāng)中,工控機(jī)如圖6所示。該部分根據(jù)石油及天然氣管線運(yùn)行所需遵守的行業(yè)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì),主要由寬帶光源、光纖光柵調(diào)諧裝置、光電轉(zhuǎn)換、控制電路、等幾部分組成。其作用是給傳感器提供光源,傳感器感知管道應(yīng)變影響將光波衍射為不同波長,經(jīng)過內(nèi)部的解調(diào)儀等裝置,將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
本傳感系統(tǒng)的光纖光柵可以分為8路。每一路可串接的光纖光柵個(gè)數(shù)由系統(tǒng)掃描波長范圍和每一個(gè)光纖光柵的工作范圍決定。當(dāng)取每一個(gè)光纖光柵的工作波長范圍為2 nm時(shí),系統(tǒng)最大可測(cè)量的點(diǎn)數(shù)為:16 nm/2 nm×8路=64個(gè)(最大可測(cè)點(diǎn)數(shù)可根據(jù)實(shí)際需要增加分路)。工控機(jī)除了提供光源,控制采集掃描頻率及信號(hào)解調(diào)轉(zhuǎn)換,還兼有計(jì)算機(jī)主機(jī)功能,可以及時(shí)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析或?qū)С觥?/p>
3 監(jiān)測(cè)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
3.1 通訊模塊
通訊模塊主要功能是完成計(jì)算機(jī)與微處理器之間的通訊功能。在本系統(tǒng)中,計(jì)算機(jī)與微處理器之間是通過串行接口進(jìn)行通訊的。系統(tǒng)軟件可以控制步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)作,包括前進(jìn)、后退、歸零等。還可以控制光開關(guān),切換不同的通道。同時(shí),計(jì)算機(jī)還通過串行口接收來自微處理器的光電轉(zhuǎn)換
數(shù)據(jù)。
3.2 數(shù)據(jù)分析模塊
該模塊對(duì)于由微處理器傳送過來的不同波長處的光功率信號(hào)(電壓)進(jìn)行分析,得出對(duì)應(yīng)傳感光柵的中心波長,計(jì)算其波長漂移,進(jìn)而得出對(duì)應(yīng)溫度或應(yīng)變的漂移。其中,最關(guān)鍵的是中心波長的獲取。
3.3 軟件功能模塊
此模塊提供用戶可視化軟件界面,它通過數(shù)據(jù)分析模塊可以獲得核心數(shù)據(jù)信息,即傳感器測(cè)量的應(yīng)變值,用戶通過界面可以得到所有在監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)狀態(tài),為是觀測(cè)人員直觀的監(jiān)測(cè)管線狀態(tài),系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)了多種數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)控件,控件的運(yùn)用使軟件不僅僅能顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),還能反應(yīng)管線應(yīng)力的變化趨勢(shì),滿足用戶的最終需求。圖7為監(jiān)測(cè)軟件的部分界面。
4 結(jié)語
該文介紹了一種智能實(shí)時(shí)在線管道安全監(jiān)測(cè)技術(shù)。提出了適用于管道體積型缺陷光纖光柵監(jiān)測(cè)方案。本課題創(chuàng)新點(diǎn)如下。
(1)研究了光纖光柵適用于含體積型缺陷管道安全監(jiān)測(cè)的方案,排除環(huán)境溫度的干擾因素是監(jiān)測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確。
(2)集成光源、光開關(guān)、解調(diào)設(shè)備等硬件于一體,連同主機(jī)合成一臺(tái)工控機(jī),方便移動(dòng)存放。
(3)開發(fā)了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件,方便進(jìn)行人機(jī)交互,可以通過不同功能界面實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)者需求,并且系統(tǒng)軟件可以直接作出管道安全性評(píng)估,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)評(píng)價(jià)過程復(fù)雜、耗費(fèi)過多的缺點(diǎn),節(jié)省大量人力物力。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:液化氣鋼瓶;氫致開裂試驗(yàn);濕硫化氫
中圖分類號(hào):TE966 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2009)12-0018-02
氫致開裂的表現(xiàn)形式多種多樣,氫在斷裂過程中的作用非常復(fù)雜,多年來國內(nèi)外對(duì)H2S腐蝕開裂的機(jī)理有大量的研究,并且近30年的研究呈現(xiàn)上升的趨勢(shì),也提出了不少觀點(diǎn),但到目前為止,還沒有一種理論能夠圓滿解釋所有的氫致開裂現(xiàn)象,已提出的觀點(diǎn)主要有氫壓理論、弱鍵理論、氫降低表面能理論以及氫促進(jìn)局部塑性變形從而促進(jìn)斷裂的理論。以下為實(shí)驗(yàn)過程和數(shù)據(jù)分析:
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
由于現(xiàn)有常規(guī)無損檢測(cè)方法不能在線檢測(cè)和發(fā)現(xiàn)氫致開裂的發(fā)生,而氫致開裂過程可以產(chǎn)生聲發(fā)射信號(hào),因此,本論文的目的是采用聲發(fā)射在線檢測(cè)技術(shù),檢測(cè)和評(píng)價(jià)壓力容器可能產(chǎn)生的HIC狀況,從而為提供一種更加可靠和快捷的檢測(cè)與結(jié)構(gòu)完整性評(píng)價(jià)方法提供依據(jù),以確保壓力容器的安全運(yùn)行。
二、試驗(yàn)方法
本次試驗(yàn)中,采用德國Vallen公司生產(chǎn)的AMSY-5型聲發(fā)射儀,將液化氣鋼瓶打壓,內(nèi)為飽和H2S溶液,用聲發(fā)射儀24小時(shí)連續(xù)不斷的監(jiān)測(cè)液化氣鋼瓶在濕硫化氫環(huán)境下氫致裂紋從萌芽到破裂的全過程。
本論文進(jìn)行石油液化氣鋼瓶氫致開裂的聲發(fā)射實(shí)驗(yàn)研究,主要的實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備如下:由德國Vallen公司生產(chǎn)的AMSY-5型聲發(fā)射儀、VS150-RIC和VS900-RIC型探頭(均有前置放大器,40dB),設(shè)置參數(shù)為:門檻50dB、采集頻率為5MHZ、采集點(diǎn)2048個(gè);液化氣鋼瓶,材料為15MnHP,只要成分為碳、硅、錳、磷、硫,其含量見表1;利用加有毒化劑的濕硫化氫環(huán)境;耦合劑為凡士林。
三、實(shí)驗(yàn)步驟
1 將試驗(yàn)用液化氣鋼瓶內(nèi)的殘氣和殘液清除干凈。
2 用噴丸機(jī)清除液化氣鋼瓶外壁的銹蝕物、油脂、腐蝕產(chǎn)物等20分鐘。
3 用砂輪機(jī)打磨液化氣鋼瓶外壁貼探頭處,露出金屬光澤且表面平整。
4 取18L蒸餾水配制NaCl、CH3COOH混合溶液,NaCl與CH3COOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5%、0.5%,將配好的混合溶液注入液化氣鋼瓶。
5 用細(xì)管將純度為99.9%的H2S氣體以1~2個(gè)氣泡每秒的速度,緩慢通人配好的溶液中,持續(xù)1.5小時(shí),使H2s氣體充分溶解到溶液里,達(dá)到飽和狀態(tài)。
6 用H2S氣體向試驗(yàn)剛瓶內(nèi)加壓,打壓至1.2MPa。
7 在閥門處刷涂肥皂水檢查閥門的氣密性。
8 在液化氣鋼瓶的上中下三個(gè)部位布置探頭,耦合好后進(jìn)行靈敏度校準(zhǔn),對(duì)各個(gè)探頭逐一進(jìn)行斷鉛試驗(yàn),在探頭附近大約5cm處斷鉛3次,所有探頭三次平均幅度均達(dá)到95dB以上,靈敏度很高,且一致性良好。
9 采集背景噪聲3分鐘。
10 開始用聲發(fā)射一對(duì)液化氣鋼瓶進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析
由于在實(shí)際的使用過程中,鋼瓶底部容易積聚殘氣和殘液,使得底部更容易發(fā)生腐蝕,是液化氣鋼瓶最薄弱的區(qū)域,1號(hào)探頭位于鋼瓶底部,在整個(gè)腐蝕過程中接收到的信號(hào)量最多,因此只對(duì)1號(hào)探頭進(jìn)行分析。
實(shí)驗(yàn)剛開始時(shí),由于液體與壓力需要一定的時(shí)間才能達(dá)到平衡,因此,撞擊數(shù)較多,達(dá)到平衡后,撞擊數(shù)明顯減少,隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行,撞擊數(shù)不斷增加,當(dāng)撞擊達(dá)到極大值后,開始不斷減少,這可能是腐蝕層不斷加厚造成的,也可能是由于溶液中與鋼瓶瓶壁接觸的H+的濃度有所下降,使?jié)B入鋼瓶中的H原子下降所造成的。
1號(hào)探頭接收到的信號(hào)的能量在0~2500en范圍內(nèi),在持續(xù)時(shí)間為102υs處,圖像的斜率發(fā)生變化,在2500υs處有一個(gè)小的分支,其斜率與上述二者均不同,因此可以判斷,整個(gè)腐蝕過程可以分為三種不同的模式,據(jù)鋼材的成分、腐蝕環(huán)境和相關(guān)文獻(xiàn),初步認(rèn)為這三種模式應(yīng)為腐蝕、腐蝕開裂和腐蝕剝落。
事件計(jì)數(shù)-上升時(shí)間與幅度-上升時(shí)間的相關(guān)圖也可以證明這點(diǎn),各相關(guān)點(diǎn)主要分布在1、2、3三區(qū)域,模式1的上升時(shí)間大約為0~200υs,事件計(jì)數(shù)與幅度分別為1~280個(gè)、50.1~93dB;模式2的上升時(shí)間為0~350υs,事件計(jì)數(shù)與幅度分別為1~300個(gè),50.1~83dB,模式3的上升時(shí)間為0~510υs,事件計(jì)數(shù)與幅度分別為1~150個(gè)、50.1~78dB。并且三種模式相互之間不是截然分開的,有相互交疊重復(fù)部分。
三種模式相互交疊重復(fù),這是由于在腐蝕過程中,腐蝕、腐蝕開裂、腐蝕剝落三種模式在時(shí)間順序上并不是先后獨(dú)立出現(xiàn)的,而是從腐蝕產(chǎn)生到腐蝕剝落有一定的變化過程,到實(shí)驗(yàn)后期,鋼瓶內(nèi)部舊腐蝕層的剝落和新露出的腐蝕層的產(chǎn)生是同時(shí)存在的,也造成三種模式在時(shí)間上難以區(qū)分。
五、實(shí)驗(yàn)結(jié)論
【關(guān)鍵詞】 油田工程 陰極保護(hù) 系統(tǒng)調(diào)試
1 引言
油田工程陰極保護(hù)系統(tǒng)是對(duì)儲(chǔ)油罐和輸油管道的重要保護(hù)措施,它關(guān)系到原油儲(chǔ)運(yùn)的安全以及油田企業(yè)的正常運(yùn)行,因此對(duì)陰極保護(hù)系統(tǒng)調(diào)試的研究具有很大現(xiàn)實(shí)意義,對(duì)調(diào)試中常見問題解決辦法的探索具有重要的理論意義,本文將對(duì)此加以探究,以期對(duì)油田生產(chǎn)所有借鑒作用。
2 油田工程陰極保護(hù)系概述
油田工業(yè)是對(duì)自然資源進(jìn)行開采加工的重要產(chǎn)業(yè),它的安全發(fā)展與人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)。油田工業(yè)的主要業(yè)務(wù)是對(duì)原油進(jìn)行開采,并且對(duì)開采的原油進(jìn)行儲(chǔ)存和運(yùn)輸,這些業(yè)務(wù)是依靠鋼材質(zhì)的儲(chǔ)油罐和輸油管道完成的。因此,儲(chǔ)油罐和輸油管道的工作時(shí)限直接影響到了油田的正常運(yùn)營和長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。而電化學(xué)腐蝕是影響儲(chǔ)油罐和輸油管道工作時(shí)限的主要因素,油田企業(yè)目前大多采用陰極保護(hù)系統(tǒng)來應(yīng)對(duì)儲(chǔ)油罐和輸油管道的電化學(xué)腐蝕,長久以來的生產(chǎn)實(shí)踐表明,陰極保護(hù)有利于儲(chǔ)油罐和輸油管道工作時(shí)限的延長。
2.1 油田工程陰極保護(hù)系工作方法
陰極保護(hù)就是要使鋼質(zhì)的儲(chǔ)油罐和輸油管道免于電化學(xué)腐蝕,究其根源就是對(duì)鋼質(zhì)儲(chǔ)油罐和輸油管道進(jìn)行失電子保護(hù)。目前,油田工程陰極保護(hù)系有一下集中工作方法:第一,犧牲陽極法。這種方法就是選用比鋼鐵活性更強(qiáng)的其他金屬,使其與鋼質(zhì)儲(chǔ)油罐和輸油管道結(jié)合,形成一種不同的腐蝕電池。在這情況下,活性較低的鋼鐵是陰極,因而不發(fā)生失去電子的現(xiàn)象,而另一種活性較強(qiáng)的金屬會(huì)失去電子,這樣產(chǎn)生腐蝕電流,這樣一來也就達(dá)成了陰極保護(hù)的目標(biāo)。第二,強(qiáng)制電流法。這種方法就是用外部的電源對(duì)鋼質(zhì)儲(chǔ)油罐和輸油管道施以陰極電流,同時(shí)要在鋼質(zhì)鋼質(zhì)儲(chǔ)油罐和輸油管道裝置陽極,以形成回流,這一來就不會(huì)發(fā)生電子失去,起到了防止電化學(xué)腐蝕的作用。第三,排流保護(hù)法。這種方法并不是常見的陰極保護(hù)方法,如果輸油管的鋪設(shè)與電力線臨近時(shí),雜散電流會(huì)對(duì)其造成影響,導(dǎo)致對(duì)輸油管道的腐蝕,因此要采取措施對(duì)雜散電流進(jìn)行排除。極性排流、電氣連接法、強(qiáng)制排流是最主要的三種排出雜散電流的方法。
2.2 油田工程陰極保護(hù)系的組成部分
一般情況下,油田工程陰極保護(hù)系是強(qiáng)制電流與犧牲陽極法的結(jié)合運(yùn)用,陰極保護(hù)系主要包括8個(gè)組成部分。(1)恒電位儀。當(dāng)采用強(qiáng)制電流法時(shí),恒電位儀需要向被保護(hù)的儲(chǔ)油罐和輸油管道施以持久的陰極電流,而且這種電流是可調(diào)的。(2)輔助陽極。當(dāng)采用強(qiáng)制電流法時(shí),輔助陽極主要是幫助陰極電流形成回流。輔助陽極包括陽極床和深井陽極。(3)犧牲陽極。它的主要是對(duì)強(qiáng)制電流替補(bǔ)。當(dāng)強(qiáng)制電流不能使用時(shí),例如儲(chǔ)油罐的內(nèi)部,犧牲陽極就會(huì)發(fā)揮作用。比較常用的犧牲陽極包括鋁基、鋅基和鎂基三種。(4)參比電極。它是系統(tǒng)測(cè)量的參照物。比較常用的參比電極有飽和硫酸銅型、飽和氯化銀型和飽和甘汞型。(5)電纜。它陰極保護(hù)系統(tǒng)的連接裝置。一般有陰、陽極電纜、參比電纜等等。(6)控制臺(tái)。它是陰極保護(hù)系的管理和控制中樞。(7)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。它主要是起到輔助作用,對(duì)陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),保證其處于正常運(yùn)行狀態(tài)。自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括主機(jī)、腐蝕信號(hào)的探測(cè)器和接收器等重要部分。(8)測(cè)試樁。它負(fù)責(zé)在系統(tǒng)巡查中提高電氣接線。
3 油田工程陰極保護(hù)系調(diào)試中的常見問題與應(yīng)對(duì)辦法
3.1 實(shí)際測(cè)試中電位不符狀況
在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)試時(shí),自然電位很可能會(huì)出現(xiàn)與設(shè)計(jì)電位不符的情況。電位不符是陰極保護(hù)系統(tǒng)調(diào)試中較為常見的問題,它關(guān)系到系統(tǒng)有效性的判斷,因此對(duì)這一問題的排除工作是刻不容緩的。隨著溫度的變化,鋼質(zhì)儲(chǔ)油罐和輸油管道相對(duì)于參比電極的自然電位會(huì)發(fā)生較大的偏移。但是,通常的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中都沒有溫度調(diào)節(jié)的功能,所以,在溫度發(fā)生變化時(shí),要對(duì)偏離的電位進(jìn)行校正。
3.2 某些陰極電位因跳變而發(fā)生異常
與電力系統(tǒng)的高電壓、大電流、交流電等特點(diǎn)相比,陰極保護(hù)系統(tǒng)是電壓、電流較小的直流電。但是二者在施工方面是相同的,都屬于埋地作業(yè)。這就使得二者出現(xiàn)了臨近交匯的可能,電力系統(tǒng)往往會(huì)產(chǎn)生雜散電流,輻射半徑可達(dá)15-20米,所以陰極保護(hù)系統(tǒng)很可能會(huì)受到這些雜散電流的影響,使電位跳變,進(jìn)而導(dǎo)致異常情況的發(fā)生。要解決這一問題,在陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備埋設(shè)時(shí)避開電力系統(tǒng),使其處于雜散電流輻射范圍以外。
3.3 長輸管道部分測(cè)試點(diǎn)電位設(shè)計(jì)不合格
長輸管道的一般站間距離可達(dá)到50千米以上,這種長距離的管道鋪設(shè),必然會(huì)經(jīng)過不同的地質(zhì)地貌以及土壤環(huán)境。這種情況,一些管道的兩端落差較大,其所處的土壤環(huán)境也大不相同,最主要是土壤的電阻率存在差異。我通常對(duì)管道采用的犧牲陽極法僅適用于電阻率低的土壤中,而對(duì)于在較高電阻率的土壤中不能使用,這就導(dǎo)致了在施工正常的情況下,某些測(cè)試點(diǎn)的保護(hù)電位設(shè)計(jì)不合格。對(duì)于這一問題,可以在土壤電阻率較高的區(qū)域采用不受地質(zhì)土壤環(huán)境影響的強(qiáng)制電流法陰極保護(hù)來代替陽極犧牲法。
3.4 多臺(tái)恒電位儀運(yùn)行時(shí),某些保護(hù)電位因跳變而發(fā)生異常
在運(yùn)用電荷性質(zhì)中看出,即使幾臺(tái)恒電位儀的保護(hù)電流都能形成陰極電流回路,但是在它們位置比較接近時(shí),會(huì)因電荷排斥現(xiàn)象而出現(xiàn)保護(hù)電流達(dá)不到的盲區(qū),如果該盲區(qū)恰好是監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)定位置,那么就會(huì)出現(xiàn)電位跳轉(zhuǎn)異常。要解決這一問題,或者改變監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置,避開盲區(qū);或者通過調(diào)節(jié)陰極保護(hù)電流來改變盲區(qū)的位置。
4 結(jié)語
油田工程陰極保護(hù)系統(tǒng)是對(duì)鋼質(zhì)儲(chǔ)油罐和輸油管道進(jìn)行防電化學(xué)腐蝕的重要手段,它的采用具有重要的安全和經(jīng)濟(jì)意義。但是,在陰極保護(hù)系統(tǒng)的調(diào)試中,系統(tǒng)會(huì)因不同的實(shí)際情況而發(fā)生一些異常問題,這就需要采取較為具有針對(duì)性的合理辦法來應(yīng)對(duì)這些問題,以此來保證石油儲(chǔ)運(yùn)安全。
參考文獻(xiàn):
[1]張新華,王燕.陰極保護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在油田站場(chǎng)的應(yīng)用[J].石油化工腐蝕與防護(hù),2008,(2):241.