摘要:炼化企业的管道防腐,从生产运行的安全性和经济性两方面来讲,都起着至关重要的作用。本文介绍了管道定点测厚检测技术、在线腐蚀监测技术在该企业的运用现状,两者有效地结合应用,能够比较及时地提供管道腐蚀部位,对管线进行局部处理,有效地避免安全事故及非计划停工;同时,对腐蚀趋势进行分析,帮助采取相应的防范措施,提高管道的使用寿命和运行周期,有利于提高企业运行的经济效益。
关键词:管道防腐;腐蚀监测;定点测厚
在炼化企业中,管道作为原油、半成品、成品等的输入输出和存运的主要通道,其运行安全的重要性日益凸显,甚至影响着整个企业的安全生产。然而,影响管道安全运行的主要隐患是管道的腐蚀及由此造成的泄漏问题。因此,炼化企业都需要采取有效防腐措施,检查管道的腐蚀情况,定期进行管道安全检测与评价,提高管道使用寿命周期,从而防止管道泄漏及安全事故的发生,避免管道腐蚀泄露或突然爆破等情况发生。作为拥有处理量为1000万吨/年的常减压和80万吨/年乙烯装置的某炼化综合性企业,在在役管道腐蚀监测方面,通过管道腐蚀测厚与在线监测技术的配合运用,结合腐蚀管理平台,在管道日常运行中,不需停工,就可对管道进行腐蚀监测,从而可以合理地安排管道生产维护,提高管道运行的安全性,经济性。
1管道定点测厚
定点测厚[1-3]是炼化企业监测管道腐蚀的主要手段之一。根据超声波脉冲反射原理对管道进行厚度测量,测厚数据经处理后,可定量地分析判断管线的腐蚀状态,进行剩余寿命评估,通过评估结果指导安全生产、准确合理地安排检修。
1.1测厚点选取原则
重点测厚的管线:温度小于120℃含有水份的物料管线;温度区域在240~340℃的物料管线;温度区域在340~400℃,历史上产生过明显减薄或发生过腐蚀失效的物料管线;温度大于400℃的所有物料管线。易腐蚀和冲刷部位应优先考虑:①管线腐蚀冲刷严重的部位;②流速大(大于30m/s)的部位;③流体的下游端(包括焊缝、直管)容易引起严重冲刷的部位;④同一管线的热端;⑤流速小于1m/s的管线(包括水冷却器管束),有沉积物存在易发生垢下腐蚀的部位;⑥盲肠、死角部位;⑦支吊架损坏部位附近的管道组成件以及焊接接头;⑧曾经出现过影响管道安全运行的问题的部位。
1.2减小误差,提高准确性的措施
根据被测管道的温度选择适当的探头和耦合剂,对100℃以上的测厚部位采用高温探头和高温耦合剂;每次测厚前,对测厚仪器进行常温标定,同时对被测对象表面涂层、氧化皮、铁锈、污物或严重的点蚀、坑蚀等影响测量结果因素进行处理;采用二次测厚法,探头分隔面与轴线垂直或平行测定两次,取最小值;对中高温条件下(100~500℃)的测厚,根据现场温度调整声速,进行测厚。
1.3定点测厚的实际应用
通过数据的分析,可进行腐蚀速率的计算、剩余寿命的估算和腐蚀趋势的绘制等,从而采取相应措施,例如对管线腐蚀部位进行工艺调整、贴板补强或管线更换等,以保证在役管线的安全运行。脱戊烷塔管线在2015年8月、2016年2月、2016年5月、2016年8月4次定点测厚中,均发现部分弯头减薄超过0.5mm,腐蚀速率超过1mm/a,并有弯头最小厚度小于1.5mm。针对这一情况,及时对厚度小于1.5mm的弯头进行了更换或贴板补强,对工艺进行调整,同时继续加强对该系统进行腐蚀监测。
2腐蚀在线监测系统
相对于传统定点测厚、挂片法监测取得监测数据的滞后性,某炼化企业的腐蚀在线监测[4-5]系统将通过电感监测探针、电阻监测探针、pH监测探针获取重要管道、设备腐蚀监测布置点数据实时传送到计算机监测系统前端,能及时对管道腐蚀状态进行分析,弥补了定点测厚监测周期长、误差大、效率低的缺陷。
2.1腐蚀在线监测的优势
获取数据实时、准确,不需要现场操作。在线监测是将监测探针直接放入被监测的设备、管道内,其所处的介质与环境与被监测体是一样,且能实时传输数据到计算机前端,监测人员不需要到现场、执行任何操作,就能通过计算机获取实时、准确的数据,为做出防腐决策提供依据。
2.2腐蚀在线监测的实际应用
目前,腐蚀在线监测主要应用在三个方面:①通过实时数据的分析,指导工艺防腐;②结合测厚数据,分析关键腐蚀监控部位的腐蚀趋势;③通过实时数据的分析,合理的调整工艺操作,也是我们正在摸索的一个应用。常减压常顶换热器出口腐蚀速率呈上升趋势,工程师进行腐蚀原因,认为腐蚀的主要原因由于装置加工轻质高油原油引起,造成塔顶气相负荷加大、冲刷腐蚀加剧,通过对缓蚀剂配方的调整,将设备腐蚀速率较好控制。常减压减顶油气出口腐蚀速率呈上升趋势,实时监测到腐蚀速率约0.5mm/a,对比理想值偏大,调整工艺增加注水后,腐蚀速率下降,保持腐蚀速率小于0.2mm/a。
3腐蚀平台的建设
定点测厚操作简单、成本低,但工作量数据量大、时间滞后。在线腐蚀监测及时灵敏,但成本高、会出现假数据。综合定点测厚、在线监测的优缺点,某炼化企业在腐蚀管理方面建立了腐蚀管理平台[6],专门用来保存、处理定点测厚和在线监测数据,并将二者进行结合分析,大大提高了结论的准确性。
3.1腐蚀平台的主要功能
目前,该平台主要包括9大功能:①系统主界面;②实时报警及管理;③在线腐蚀监测;④腐蚀性介质分析;⑤定点测厚及分析;⑥阴极保护监测分析;⑦大修腐蚀检查;⑧报告管理;⑨档案管理。
3.2腐蚀平台的主要特点
该平台能保存和处理大量数据,同一部位的所有数据如在线腐蚀监测、腐蚀性介质分析、定点测厚分析和档案等,能相互切换,共同同时分析,为问题的解决提供多角度准确的数据。工作模式见图1~图4.图1模式下可清晰观察到在线腐蚀探针的腐蚀速率、变化趋势、探针所在部位的介质、工艺参数等,直接生动;图2模式下可随时调取一定时间内limis化验分析数据,可清楚看到某一化验分析数据的变化趋势,为腐蚀分析,特别是工艺防腐提供很好的参考;图3模式下可直接观察到全厂分布的定点测厚中各测点的壁厚数据,并了解各定点壁厚的变化;图4模式下可轻松的查到各设备管线规格、材质、服役介质、温度等基础资料,可为腐蚀分析和设备的系统管理提供很好的参考。
4结论
某炼化企业将定点测厚和在线监测系统相结合,并建立腐蚀管理平台来综合分析腐蚀问题的方法,很好的管理了测厚数据并形成数据库,同时在线和离线相结合,两者相互补充,相互完善,取得了很好的效果,但也存在一些问题:(1)定点测厚的定点部位应根据各装置的腐蚀情况动态变化,以致腐蚀平台的完善需要较大的工作量;(2)在线监测系统主要是以在线探针的形式,随着生产运行的变化,装置腐蚀部位也会有所不同,故固定的探针不能很好的反应装置腐蚀严重的所有部位,然而更换探针的监测部位,工作较为繁琐。
参考文献
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[4]邱永,吴雷,徐丽娜.管道腐蚀监测技术[A].船海工程,2015(11):242-244,247.
[5]王冲,张舒展,谢鹏.油气管道腐蚀监测技术[A].专论(全面腐蚀控制),湖南职称2013(09):37-40.
[6]孟洋,张希征.管道外防腐监测预警系统的研究[J].特种非开挖技术,2015(2):162-164.
作者:王语 张伟 任雪梅 单位:西南石油大学石油工程学院 中国石油四川石化人事处 中国石油四川石化生产二部 中国石油四川石化设备检修部