在线腐蚀监测技术在炼油装置中的应用

易轶虎

(石油化工管理干部学院，北京100012)

在线腐蚀监测技术在炼油装置中的应用

易轶虎

(石油化工管理干部学院，北京100012)

介绍在线电化学、电阻探针、电感探针以及pH值监测等多种在线腐蚀监测技术的原理及在炼油装置中的应用情况，比较了常用技术的主要的性能特点。应当依据装置流程、腐蚀分布、工艺防腐、相变区的腐蚀特点、高温设备材质进行选点和监测，炼制高酸原油时应对230℃以上部位重点监测。对未来的腐蚀在线监测技术发展特别是精度、灵敏度的提高、多参数监测、腐蚀数据的智能分析和自动腐蚀控制技术进行了展望。

在线 腐蚀监测 应用 发展

据统计，石化行业每年因腐蚀泄漏所造成的事故占总事故数的60%以上，所带来的直接和间接损失更是难以估量。因此，腐蚀监测一直炼油设备管理中是一项十分重要而基础性的工作。在线腐蚀监测可以连续实时的提供多种检测数据，业已成为设备预知维修和全寿命管理的有效手段。

1 在线腐蚀监测在炼油生产中的作用

根据目前生产实际和投用效果，在线腐蚀监测有以下现实价值和应用场合

(1)评价注剂效果，指导注剂工艺

如中海油惠州炼油厂通过在线腐蚀监测数据评价不同缓蚀剂效果，并建立了缓蚀剂优化注入工艺。

(2)指导原油混炼

由于不同产地原油性质差别大，混炼易造成酸值增大，电脱盐操作波动，加剧设备腐蚀。高桥石化在原油混炼中根据在线监测结果，及时提高塔顶冷凝水pH值控制效果，改善塔顶注剂，加强电脱盐脱盐效果，既平稳操作又降低腐蚀，还及时准确向上提供混炼建议，合理调配比例。

(3)实现注剂的自动控制

在蒸馏装置低温设备常采用注水、注氨、注缓蚀的办法控制介质H2S和HCl引起的pH值降低，而注氨和pH值之间是单一变量控制的，那么就可以通过控制设备给定一个pH的设定值，校验测量值与设定值的偏差来自动调整注氨，从而进一步实现pH值自动调控，既节省药剂，又可以消除各种人为影响。

(4)在线监测与定点测厚结合指导检修

在线监测的特点是实时准确，但难以全覆盖，但通过多参数统计可绘出多种腐蚀变化曲线，有助于了解装置腐蚀概貌，判断腐蚀趋势，确定监控重点，做到实时全面的诊断。结合定点测厚的灵活性，加强重点部位监控，一方面可以预防泄漏事故的发生，另一方面为检修计划编制提供依据。

2 常用的在线腐蚀监测技术

目前，常用的在线腐蚀监测技术有:电化学监测、电阻探针监测、电感探针监测、pH值探针监测。这四种技术基于不同的原理，具有不同的特点和应用场合，实际应用中应当做好对比，合理选型。

(1)电化学监测:电化学探针是测量流过电极表面的电流指标来确定腐蚀速度电化学方法。其优点是速度快，不需要测量腐蚀减薄量;缺点是必须用在电解质的环境，即有水的环境。其中电化学噪声技术也属于电化学方法的一种，是测量金属局部腐蚀，它不是采用施加极化的方式，而是对两个相同材料的金属直接测量它们之间的电流，当获取大量的信息之后再利用各种分析手段进行局部腐蚀分析。

(2)电阻探针监测:电阻探针测量是通过在线仪器测量金属丝的腐蚀减薄。并采用温度补偿试片消除金属温度系数的影响。优点是适用工况范围宽，适用介质广泛，但测量周期长、灵敏度低，测量结果受腐蚀产物的导电性的影响，无法记录腐蚀速度的瞬时变化。

(3)电感探针监测:电感探针测量原理是通过探针检测腐蚀减薄所引起的磁通量的变化直接测得腐蚀深度，从而计算出金属腐蚀速率，适用于各种介质，测量灵敏度高，可以测量腐蚀速率的短期变化。电感探针除有片状结构形式，还有管状结构形式，适用于不同管径，小于100 mm的小管径管线适宜采用片状探针。电感探针的温度补偿效果比电阻探针好，由于激励信号是高频信号，抗干扰性好。

(4)pH探针监测:在线pH值监测的原理是利用对 H+敏感的选择电极进行介质酸碱度测量。

各种在线监测技术各有优点和局限性，对比参见表1。因此想要达到准确的测量和控制不是一种方法可以解决的，需要综合运用多种技术形成全面的在线监测系统。

表1 常用在线腐蚀检测技术参数对比Table 1 Comparing to parameters of common online corrosion monitoring technology

3 监测点选择

监测点选择是在线方案设计的关键步骤，炼油过程中设备所发生的腐蚀主要有两类:硫化物的高温化学腐蚀和H2S、HCl低温电化学腐蚀。前者多发生在常减压蒸馏、热裂化、催化裂化、延迟焦化以及这些装置的产品分离系统，主要表现为均匀腐蚀;后者多发生在在蒸馏装置的初馏塔顶、常减压塔顶以及与它们相连的管线、容器及热交换器系统，主要表现既有全面腐蚀，又有坑蚀、孔蚀和硫化物应力腐蚀开裂。因此应当依据装置流程、腐蚀分布、工艺防腐、相变区的腐蚀特点、高温设备材质进行选点。根据腐蚀原理和设计经验，炼高硫原油装置应对温度在260℃以上部位开始重点监测;炼高酸原油装置应对温度在230℃以上部位重点监测。为便于日后维护，尽量在副线安装;尽量使用管线已有的开口，少增加静密封点;注重汽液两相分界面、湍流冲蚀部位，如弯头、阀门后;为评价注剂效果，监测点应选择在注剂口后足够距离;为了确保在线实时测量结果的客观、可靠，有条件的话，应当在闭环控制前进行必要的调试工作即测量校验。

4 常见故障及日常维护

目前在线监测技术已有多年广泛的应用，应用过程中探针经常出现异常，主要有两种表现，一是测量值不变，二是测量值大幅波动。

腐蚀监测是一项基础的工作，三分靠技术七分靠管理。要使腐蚀监测系统发挥作用，后期管理很重要，需要做好以下几个方面:

(1)首先在车间和机动部门指定具体负责人;

(2)建立腐蚀监测系统档案。主要包括:监测系统概况、生产装置情况、安装位置、工艺参数、探针规格参数、安装日期、相关图片、修护维修记录、更换探针记录、软件升级记录、厂家服务人员、联系方式;

(3)通过培训，了解测量原理、数据解读、熟练操作、掌握一般故障的解决措施;

(4)数据定期备份，以防止突发故障，最少半年备份一次;

(5)每天用一定时间观察一次数据，及时发现异常;

5 在线腐蚀监测未来发展方向

根据应用实践和现实需求，未来在线腐蚀监测技术正朝以下方向发展:

(1)在线监测技术的精度、灵敏度和可靠性进一步提高，实现复合监测，即一根探针实现多种参数监测。

(2)开发全面腐蚀监测系统，实现多参数监测。包括腐蚀影响因素监测(Cl-，HCl，S、环烷酸)、腐蚀发生发展过程监测(腐蚀速率、腐蚀行为、腐蚀原理)、腐蚀结果监测(壁厚减薄、蚀坑、裂纹)、腐蚀事故监测(穿孔、泄漏、着火、爆炸)等。

(3)在建立统一完备的腐蚀数据库的同时，重点进行腐蚀数据的智能分析，实现数据的深度挖掘，提供决策依据。

(4)开展以腐蚀数据为参考点的自动腐蚀控制技术的研究。

［1］ 杨晓惠，饶霁阳，王燕楠．在线腐蚀监测技术在石化行业中的应用［J］．石油化工腐蚀与防护，2011，28(3):40-42．

［2］ 马红杰，黄新泉，李庆梅．蒸馏装置常顶系统腐蚀在线监测［J］．石油化工设备，2009，38(2):88-91．

［3］ 于涛．电化学腐蚀监测技术现场应用［J］．设备管理与维修，2009(10):42-45．

［4］ 郑立群．石油化工工业腐蚀监测技术的最新发展［J］．石油化工腐蚀与防护，2005，22(1):11-15．

［5］ 汤天遴，高亚楠，石伟等．腐蚀监测技术在中原油田的应用［J］．腐蚀科学与防护技术，2003，15(1):47-49．

(编辑 王菁辉)

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。

易轶虎(1973-)，博士学位，工程师，从事高层次专业技术人才培训。E-mail:15201126071 siayyh@126．com。