在线监测与超声波测厚技术综合应用分析

刘忠友，杨本立

(中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司，北京 102500)

在线监测与超声波测厚技术综合应用分析

刘忠友，杨本立

(中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司，北京 102500)

随着原油性质的日益劣化，炼油装置的防腐蚀形势越来越严峻。经过几年的摸索和实验，利用腐蚀在线监测与超声波测厚技术相结合的方法，对炼油装置的腐蚀情况进行监测和防护，可互相取长补短，并能有效排查装置安全隐患，保证装置安全平稳运行。

超声波测厚 在线监测 现场复测 腐蚀隐患

中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司炼油厂(以下简称炼油厂)于2007－2008年先后在13套炼油装置建立了腐蚀在线监测系统，以便及时反映监测部位的腐蚀趋势，为装置提供腐蚀预警。但是鉴于在线监测的局限性及现场工况的复杂性，仅凭监测结果不足以准确判断监测部位的实际腐蚀情况及当前装置的腐蚀风险。为此，防腐蚀监测部门时时关注在线监测结果，并利用超声波测厚技术对在线监测系统显示腐蚀趋势较大和报警频率较高的部位进行现场超声波测厚验证。利用在线监测系统筛选有效信息，再对现场进行有针对性的测厚检测，不仅能够节省大量人力物力，而且超声波测厚可以弥补在线监测的局限性，并对其预警结果进行及时验证。两种技术的有机结合，能够有效排查装置的腐蚀隐患。

1 实施情况及效果

在线监测与测厚技术相结合应用一年多来，多次发现装置重大腐蚀隐患。

(1)2009年1月，对在线监测系统运行半年多来腐蚀趋势较大的探针进行统计，结果见表1。

表1 在线监测腐蚀速率统计(2009年1月)Table 1 On line monitoring of corrosion rate

防腐蚀监测技术人员根据表1结果的提示到现场进行超声波测厚，并扩大检测范围，对该系统及周围管道进行测厚，测厚结果见表2。

测厚结果显示，四常减压蒸馏减压过汽化油线6号探针处P-1017/1出口第二个弯头减薄严重，剩余壁厚仅有3.9 mm。该装置由于长期炼制进口原油，原料酸值和硫质量分数较高，有时超过装置设防值(硫质量分数1.17%，酸值0.50 mgKOH/g)。同时减压过汽化油线操作温度为370℃，易形成高温环烷酸腐蚀。另外环烷酸的腐蚀也受流速、流态和冲击等因素的极大影响［1］，因此在减压过汽化油线的弯头部位极易发生高温环烷酸腐蚀，且腐蚀速率长期居高不下。

表2 报警探针部位管线超声波测厚数据Table 2 Alarm probe parts of the pipeline ultrasonic thickness data

连续重整自产燃料气线3号探针D101压控后至自产燃料气总线的第一个弯头减薄比较严重，剩余壁厚只有2.7 mm。该系统燃料气中硫化氢浓度比较高，且携带水，极易形成硫化氢和水的腐蚀环境，减薄部位恰为水平方向的弯头处，由于流速的影响［2］，腐蚀更为严重。

此次现场复测还发现，一常减压蒸馏装置减四线(20号碳钢)7号探针，弯头剩余壁厚为3.4 mm，与腐蚀在线监测数据基本相符，由此可以判断这些部位腐蚀确实很严重。对这一结果车间迅速采取了相应的措施，避免了可能发生的腐蚀泄漏风险。尤其是四常减压蒸馏装置减压过汽化油线、一常减压蒸馏装置减四线，这些部位均是高温部位，一旦泄漏，后果不堪设想。

(2)2010年3月，二常减压蒸馏装置初馏塔顶空气冷却器(以下简称空冷器)前3号探针报警频繁，见图1。

防腐蚀监测部门针对报警情况进行超声波测厚复查，并对二常减压蒸馏装置常压塔顶空冷器出入口管道也进行了测厚。

测厚结果发现，3号探针初馏塔顶空冷器出口管道一弯头规格273 mm×8 mm，20号钢，最小剩余厚度只有2.6 mm;常压塔顶空冷器入口管道规格159 mm×5 mm，20号钢的一段直管，最小厚度也只有2.6 mm。车间对两处减薄点及时进行了包盒子处理，消除了设备安全隐患。

(3)2010年3月以来，一常减压蒸馏装置减压塔顶罐入口管道14号探针腐蚀趋势一直较大，见图2。

防腐蚀监测技术人员于2010年4月13日对报警情况进行现场测厚复查。一常减压蒸馏装置14号探针报警复查结果见表3。该段管道(规格:φ108 mm×5 mm)最薄点仅为2.9 mm，其余减薄点也均在弯头处。由此可以判定该段管道腐蚀速率较大。

表3 一常减压蒸馏装置14号探针测厚结果Table 3 The first distuation unit of 14#thickness review the results of alarm probe

针对以上检测结果，车间及时进行了认真复核，并对减薄严重的管段根据具体情况采取了更换、包盒子及重点监护等措施。

2 在线监测探针运行中的不足

腐蚀在线探针检测结果虽然能够直观的反映装置某些部位的腐蚀趋势，但运行中也存在一些不足。

2.1 在线pH探针数值偏离

目前炼油厂腐蚀在线监测在13套装置共安装pH探针12个，其中二催化裂化、三催化裂化和柴油加氢装置各1个，三套常减压蒸馏装置各3个。从运行情况来看，蒸馏装置pH探针运行情况较差，pH监测数据经常波动(因水质含有油性杂质而污染探头)，随着运行时间的增加而偏离实际数值，没有起到及时监测数据和调整注剂量的预期效果。二常减压蒸馏装置减压塔顶容105酸性水pH截图见图3，该探针于2010年3月23日更换，前半个月运行情况良好，但从4月8日以来，pH值监测数据出现明显下滑趋势，最低测量值为2.99，与酸性水实际酸值偏差较大。

改进措施:对pH探针及时维护和清洗。此后每两个月对所有在用pH探针进行清洗，对测量不准的探针做到及时维护，以确保数据的准确性。

2.2 电感探针监测点波动频繁

从使用情况来看，电感探针的使用效果要好于pH探针，基本能够反映出现行装置布点位置的腐蚀情况。但也存在探针波动频繁的现象，使腐蚀速率数值与实际情况有差距。

改进措施:加强探针的维护和保养。同时对一些长期监测腐蚀速率较低(≤0.1 mm/a)的监测点更换监测部位，提高电感探针的监测效率。同时对腐蚀速率较大的监测点，如连续重整的3号和4号探针，在装置加强巡检力度和对防腐蚀措施升级的前提下，更换监测部位，避免不必要的浪费。

2.3 运行软件抗干扰能力弱

探针波动或者更换新探针，导致腐蚀曲线存在较大波峰波谷或曲线波动情况，导致软件计算腐蚀速率存在较大偏差。2009年10月至2010年4月二常减压蒸馏3号电感探针运行情况见图4。

改进措施:系统设计单位对因装置波动或更换新探针造成曲线波动较大的监测曲线进行及时修正，平滑曲线，防止因软件错误导致计算腐蚀速率不准的情况发生。

3 效果分析

在线监测系统能相对准确地反映出运行装置的腐蚀状况及腐蚀严重部位的趋势，为装置控制腐蚀提供了依据。但在线监测系统只能反映出运行装置的腐蚀趋势，不能具体的反映出腐蚀程度。而超声波测厚能够准确地测量出设备及管道的剩余壁厚，并能够通过计算得出相对真实的腐蚀速率。但对于测厚点的具体位置选择却比较困难［3-4］。

在工作实践中，不断摸索利用在线监测系统与超声波测厚技术相结合的方法，发现了多处腐蚀减薄非常严重的部位，及时通知相关车间采取了更换、包盒子及重点监护等措施，避免了泄漏事故的发生。在线监测技术虽然在装置防腐蚀环节起到了非常重要的作用，但技术方面仍存在许多不足，还需要在实际工作中不断总结并加以完善。目前在线监测技术作为防腐蚀监测部门的一项重要工作内容，在炼油生产装置中推广应用，并取得了较好效果。

4 结语

在线监测与测厚技术相结合，排查炼油装置腐蚀隐患，能够及时为生产装置提供准确的腐蚀部位和腐蚀趋势，减少大量不必要的筛查工作;能够准确地检测出隐患部位，并及时采取措施，减少安全生产事故的发生;还能够有效地避免安全事故及非计划停工，降低经济损失。

［1］梁春雷，陈学东，艾志斌，等.环烷酸腐蚀机理及其影响因素研究综述［J］.压力容器，2008，25(5):33.

［2］莫广文.炼油装置腐蚀概况及对策［J］.石油化工腐蚀与防护，2008，25(1):31.

［3］中国石化集团安全工程研究院.炼油装置防腐蚀策略［M］.北京:中国石化出版社，2008:19-21.

［4］陈匡民.过程装备腐蚀与防护［M］.北京:化学工业出版社，2002:214.

Application of On-line Detection and Ultrasonic Thickness Measurement

Liu Zhongyou，Yang Benli
(SINOPEC Beijing Yanshan Petrochemical Co.，Ltd.，Beijing 102500)

As the crude oil is becoming increasingly poor，the corrosion in the process units of refineries becomes increasingly severe.Several years＇testing and practice of application of on-line corrosion detection and ultrasonic thickness measurement in the corrosion detection and protection of refinery process units has proven that the combination of the two techniques can effectively locate the potential hazard and ensure the safe and reliable operation of the units.

ultrasonic thickness measurement，on-line detection，field measurement，potential corrosion hazard Analysis of Cracking Failure of Tees for Pipelines

TE973.6

A

1007－015X(2011)05－0048－04

2011－05－ 28;修改稿收到日期:2011－06－29。

刘忠友，工程师，从事防腐工作多年，现在生产运行保障中心主管防腐蚀工作。E-mail:Liu_zhongyou@sohu.com。

(编辑 彭济锋)

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