腐蚀在线监测技术讲述

06.05.22腐蚀讲座腐蚀在线监测技术原油无节制地涨价：

低价原油加大防腐力度环境波动和长周期运行压力：安全问题冲击

（单位产值故障，总体次数

）

工作重点：

1，安全生产；2，节能/环保

当前的形势及压力对安全生产的冲击

腐蚀：硫，酸，盐；

▲其中硫的问题更麻烦（Troublemaker）来源多，增量高（含硫油约占总量75％，原油涨价）分布广（一二次加工装置，高低温）类型多（均匀腐蚀，敏化开裂，交叉腐蚀）变种快（惰性硫活性硫）当前的形势及压力含硫原油占总量比重含硫原油S含量分布面对以上变化给安全生产造成的冲击

我们应采取什么对策？

加强及时监测、预测当前的形势及压力

腐蚀监测的意义

腐蚀监检测与腐蚀控制是运行中设备防腐的两个重要组成部分，但长期以来并未得到均衡发展和获得同等重视。近几年，我国大量炼制高硫原油，设备腐蚀问题突出，腐蚀带来的严重经济损失甚至人身伤亡使企业愈加感到棘手。当人们努力寻找防腐有效途径时，腐蚀监检测作为防腐的基础工作得到了企业特别的关注和重视。和以往不同的是，随着各个领域科技发展，人们对腐蚀监检测相关技术的要求更高了，为适应这一新的形势，有必要就腐蚀监检测的有关概念和实际应用的关键问题进行探讨。腐蚀检监测技术分类1腐蚀监检测

腐蚀监检测可以分为两大类，一是在设备运行一定时期后检测有无裂纹，有无局部腐蚀穿孔的危险，剩余壁厚是多少，它主要是为了控制危险性和防止突发事故，获得的是腐蚀的结果，主要方法有超声波法、漏磁法等；二则是检测因介质作用使设备发生的腐蚀速度是多少，获得的是设备腐蚀过程的有关信息，以及生产操作参数（包括加工工艺、腐蚀防护措施）与设备运行状态之间相互联系的数据，并依此数据调整生产操作参数，其主要目的是控制腐蚀的发生与发展，使设备处于良性运行。主要方法有：挂片法、电阻探针法、电化学法、磁感法等。为便于理解，我们把前者称作腐蚀的离线检测，后者称作腐蚀的在线监测。国际腐蚀监检测技术及应用发展主要测量方法

①监测孔法：最早的监测手段，监测周期一年、二年或更长（直接在设备外壁上操作）；

②失重法：挂片失重法的出现，标志着腐蚀监测规范化的开始，它作为最原始的方法之一，其原理简单，被大多数现场人员接受。适用各种介质即电解质和非电解质，监测周期1个月以上；

③电阻探针（转）：开始于五十年代，由于引进了电子技术使连续在线监测成为现实，它适于各种介质，监测周期为几天；

④电化学法（转）：出现于七十年代初，可进行瞬时腐蚀速度的测量，反应灵敏，适于电解质介质；

⑤电感法（转）：出现于九十年代，测试敏感度高，适用于各种介质，寿命较短。其原理是将一金属薄片置于探头外表面，通过测量探头内线圈信号的变化推算腐蚀速度。

序号项目国外国内MetalSamples/InterCorr/Cormon(英国)RCS（美国热电）Microcor®

Corrpro®/CAPCIS/中国科学院金属研究所1监测方法电化学探针1、离线式。定期定点采集数据。1、在线式。自动采集、传输数据。2、采用线性极化(LPR)的测量方法，误差为200%2、采用弱极化(LPR)测量的方法，误差为10%电阻探针1、安装部位：高温、高压、低温、常压1、安装部位：高温、高压、低温、常压、空冷管束2、电阻探针有带状、丝状、圆柱状等2、电阻探针有带状、丝状、圆柱状等3、自行研发的铠装电阻探针可以监测空冷管束相变区腐蚀变化4、探针材料与被测设备的部位是相同材质，测量更贴近真实值电感探针响应速度比电阻探针高2～3个数量级，寿命短响应速度比电阻探针高2～3个数量级，设计寿命延长pH测量仪1、在线式、便携式1、在线式、便携式2、选用国外探针，西门子、哈希、梅特勒等氢探针1、采用探入管线的压力方法，对管线有破坏作用1、采用贴壁式从管线外部对渗氢进行测试，安全可靠2数据处理1、通过RS232（数据传输距离200米以内）与读取数据1、通过RS485（数据传输距离1000米以内）总线传输数据2、单机显示腐蚀监测数据2、Internet、局域网浏览腐蚀监测数据3、《中国腐蚀监测网》3系统初装费用昂贵是国外价格的1/3～1/54后期运行费用探针等易耗件价格昂贵，而且进口周期长，通常为三周。以电感探针为例，国外为17500元/只。探针价格低，供货及时以电感探针为例，国内价格仅为5000元/只5服务质量无专业的服务有专业的服务队伍。全国划分五个服务区域，主动服务；上海、沈阳、茂名、西南、新疆等地有办事处和代理商技术支持氢通量腐蚀监测仪Hydrogenfluxmonitoringsystemsprovideamethodfordirectlymeasuringthehydrogenpermeation（渗透）throughmetallicmaterialsexposedtocorrosiveenvironments.Thehydrogengeneratedbycorrosionpassesthroughthematerialandismeasuredasahydrogenpermeationcurrentinanelectrochemicalmonitoringcellaffixedtotheoppositesurface.氢通量腐蚀监测仪Thisaportableunitforfieldorplantuseandcomeswithallitemsneededtomakehydrogenfluxmeasurements.Inthiscase,twoseparatemonitoringcellsareprovidedalongwithacombinationpotentiostat/ZRA,anddataloggerthatcanstoremeasurementsfortransfertoapersonalcomputerfordataanalysisanddisplay.Allancillaryequipmentneededtoperformthesemeasurementsareprovidedinafield-ruggedcarryingcase.Themonitoringcellcanbeattachedtothesideofasteelpipeorvesseltomonitorthehydrogenfluxproducedbyactualserviceenvironments.

氢通量腐蚀监测仪BoththeH-FluxandH-ProbeunitsaredesignedtoworkincompliancewiththeASTMG148standardformakinghydrogenfluxmeasurements.ThesetechniquesarebasedontheworkofDevanathan,Breenandothersinthefield.氢通量腐蚀监测仪Theseunitscanbeusedforassessingavarietyofimportantfactorsincluding:.Hydrogenchargingseverityofthecorrosiveenvironmentversusprocessparameterssuchastemperatureandconcentration.

.Influenceofprocessupsetconditions(e.g.watercarryover,feedstockchanges)

.Performanceofinhibitorsorprocessadditivesdesignedtoreducecorrosionorhydrogenflux

.Assessmentofeffectivediffusivityofhydrogeninmetals.氢通量腐蚀监测仪Whencombinedwithtestresultsforhydrogeninducedcrackingorhydrogenembrittlementcracking,H-FluxandH-Probeunitscanhelpdefinecriticallevelsofhydrogencharginginmaterialsofconstruction,monitorprocessesandhelpestimatetheextentofcrackingdamageinexposedequipment.ApplicationsforthistechniqueincludeusesinmonitoringprocessesinvolvingH2Sfoundin:.Petroleumproductionandrefining

.Chemicalprocessing

.Pipelines

腐蚀监测仪器种类便携式腐蚀监测仪器仪表电化学

电阻探针环境监测在线腐蚀监测系统

电化学在线监测系统电阻探针在线监测系统pH在线监测系统罐底腐蚀在线监测系统便携式腐蚀监测仪器仪表

电化学类

CMB-1510B瞬时腐蚀速度测量仪

CMB-410A缓蚀剂快速评定仪

CMB-1511A电化学腐蚀监测系统

CBM-1510B瞬时腐蚀速度测量仪1998年通过中国石油化工集团公司科技成果鉴定

1999年获辽宁省科技进步三等奖国家实用新型专利产品

主要性能指标:

极化电阻测量误差：<3%（模拟电阻）

Ecorr测量范围：±800mV

相对湿度：≤80%

仪器工作环境温度：0-40℃

测量范围：2×10-4-10mm/a（电极1cm2）测量范围：20Ω-200kΩ（模拟电阻）

CBM-1510B瞬时腐蚀速度测量仪

CBM-1510B瞬时腐蚀速度测量仪

各种专业探头设计不同材质CMB-1510B瞬时腐蚀速度测量仪数字显示/直接读数

腐蚀电流：Icorr年腐蚀率：mm/a

极化阻力：Rp

电化学参数：B

一分钟内测量结果直接输出CMB-1510B瞬时腐蚀速度测量仪

摄于高桥石化上海炼油厂常减压装置CMB-1510B瞬时腐蚀速度测量仪

监测数据输出到计算机进行处理并绘图CMB-1510B瞬时腐蚀速度测量仪主要用途水质腐蚀在线监测换热器腐蚀状态预测缓蚀剂快速评定和筛选现场循环水腐蚀状况巡检缓蚀剂的快速评价与筛选失效分析油气输送管线腐蚀监测土壤环境下腐蚀检测或监测。实验室稳定性测试

在实验室系统稳定性试验。两组介质，一是自来水，pH值为7，另一个是自来水中滴入几滴稀盐酸，pH值为4，将四支电化学探针分两组放入上述介质中（电极为碳钢），在线监测仪与探针连接，其它的设备和配件也按图1连接。启动监测系统并设置测量时间为30分钟。见图2（a）和图2（b），四组曲线反映了系统在实验室条件下的稳定性和各个在线监测通道之间对应性均能达到要求，曲线上的数值小幅度波动可视为腐蚀体系瞬时腐蚀速率的变化。CMB-1510B瞬时腐蚀速度测量仪电化学在线监测技术在石化的应用电化学在线监测技术在油田的应用现场应用

镇海炼化采用CMB瞬时腐蚀速度测量仪对常减塔顶的污水的腐蚀率进行监测。具体方法是：定期从常减压塔顶回流罐含硫污水中采样，在实验室中快速测定含硫污水的腐蚀率。如发现腐蚀率异常马上通知车间，进行适当的工艺调整。下面是Ⅲ套常减压装置常顶污水2001年4月2日的腐蚀监测数据和所作的曲线。现场应用腐蚀率与其它参数的对比2000年7月份测量结果发现腐蚀率异常，最高达1mm/a，及时返馈给相关部门后迅速查找原因并采取相应对策：首先调整电脱盐装置的操作，降低脱后原油的含盐量，同时对“一脱三注”系统的指标作相应调整，取得了明显效果，腐蚀速率降至0.3mm/a以下。从管线里取出的探头电化学在线监测技术在石化的应用

电化学在线监测技术在油田的应用现场应用

电化学在线监测技术在油田的应用

电化学腐蚀在线监测技术的系统构成

现场实际应用

胜利油田采出原油含水量在96%左右，同时采出原油含有一定量的硫，设备的腐蚀严重。胜利油田技术监测中心防腐所在广利联合站建立了一个腐蚀试验站，开展缓蚀剂研究和各种管材的腐蚀试验。采用腐蚀在线监测主要是为了实时监测原油及分离水对各种试验钢管的腐蚀情况、监测缓蚀剂添加前后腐蚀速率的变化、掌握其腐蚀发生和发展的规律，旨在为优化缓蚀剂配方、掌握添加缓蚀剂的时机和用量、评价材料的耐蚀性等提供更准确、更快速的判据。实际应用——现场图片监测系统的参数设置

电化学探针电极面积：4cm2；测量时间间隔：30分钟；使用串行接口：com2；在线仪计算机识别ID号：监测结果与分析

从图中看出监测点1的腐蚀速率比监测点2明显低且较稳定，可能在监测点1之前有几组阀，使得介质的流态发生变化从而改变了其腐蚀特性。与监测点3和4相比，监测点1和2的数据波动比较明显，可能由于腐蚀介质是油、气、水混合物，使得所形成的电化学腐蚀体系不稳定。监测点3和4数据稳定，流动条件下的腐蚀速率比静止条件的高近一个数量级。从现场实际情况看，污水管线上焊接管节的焊口处有腐蚀穿孔现象，说明污水管的腐蚀比较严重。监测系统的计算机网络化

电化学腐蚀在线监测技术被进一步拓展为基于企业网的监测系统，数据可在局域网上浏览和下载。采用技术，腐蚀监测系统的终端计算机在企业网上成为前端采集机，通过485通讯