超声无损监测与在线监测技术

分类：智能科学技术论文发表 时间：2020-03-20 13:49 关注：(1)

　　本文对超声无损监测和在线监测技术的综合应用进行了分析，这两种技术可对炼油装置的腐蚀情况进行监测和防护，互相取长补短，能有效排查装置安全隐患，保证装置安全平稳运行。

　　关键词：在线监测；超声无损监测；综合应用

　　1腐蚀在线监测技术的应用

　　1.1在线腐蚀监测系统的使用效果及评价

　　2014年2月玉门炼化总厂常减压车间在线腐蚀监测GR6000探针系统投用后，总体效果还是很明显的。随着在线腐蚀监测的正常运行，装置可以准确地掌握设备正常运转时的腐蚀速率，预测出设备、管线的使用寿命，为编制装置“三年一修”的检修计划和材料计划提供依据和指导。该套在线腐蚀监测的应用还有利于分析腐蚀原因，了解腐蚀过程与工艺参数之间的关系，评价一些防腐方法的实际效果。同时该套在线腐蚀监测除了可以改善设备运行状态、提高设备的可靠性、延长运转周期和缩短停车检修时间而得到巨大的经济效益以外，腐蚀监控技术还可以使装置在接近设计的最佳条件下运转，也可以对设备安全、操作人员安全和环境影响方面起到有益的作用。

　　1.2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地反映装置某些部位的腐蚀趋势，但运行中也存在一些不足。1.2.1在线pH探针数值偏离目前玉门炼化总厂常减压车间2013年检修期间安装腐蚀在线监测点18个，pH探针3个。从运行情况来看，运行初期效果还是不错的，可是随着时间的推移，运行情况越来越差，pH监测数据经常波动(因水质含有油性杂质和结垢等因素而污染探头)，随着运行时间的增加而偏离实际数值，不能起到及时监测数据和调整注剂量的预期效果。现在3个pH探针均受阀门阀杆损坏及管线内结垢等因素影响，无法抽出pH探针进行检查、更换而停用。1.2.2电阻探针监测点波动频繁从使用情况来看，电阻探针的使用效果比pH探针好得多，基本上能够反映出现行装置布点位置的腐蚀情况。但采集器受环境温度和管道振动影响较大，探针波动频繁，且会出现高报现象，使腐蚀速率数值与实际情况有差距。1.1.3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。2014年1月～12月3#、7#点电阻探针运行系统腐蚀趋势见图1。综上所述可得，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，不能具体地反映出腐蚀程度。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。超声无损监测技术的研发和应用对腐蚀在线监测领域做了补充。

　　2超声无损在线监测技术的特点与不足

　　超声测厚的技术发展演进。第一代：手持超声测厚仪器技术。技术局限性：（1）数据测量误差大；（2）高温区域耦合剂易失效、高空区域难测量；（3）采集间隔大；（4）测量准确性受人为因素影响大。第二代：简单在线超声测厚技术。技术局限性：（1）因内壁粗糙和温度变化原因造成测量误差；（2）数据误差和平滑导致关键腐蚀信息丧失；（3）无波形，数据异常变化无法分析解释。第三代：分析型在线超声测厚技术。技术局限性：（1）因内壁粗糙和温度变化原因造成测量误差；（2）效率较第四代低，对于数据变化，需要人工根据波形进行逐点分析。

　　2.1在线超声测厚系统的特点

　　已发展到第四代的先进型在线超声测厚技术，具有AXC技术、PSI技术、温度补偿技术、可信的资产管理，能够及早识别腐蚀/侵蚀活动、辨别腐蚀原因、数据是真实的、准确、实时的特点。解决了内壁粗糙对测量准确度的影响，内壁粗糙度指示，以色带的形式清晰地反映内壁粗糙程度，温度传感器，实时将管线温度变化传输至测量仪器，自动进行补偿校正，解决了温度变化对测量准确度的影响，更好地预测何时达到退役壁厚，能更好地优化防腐策略和关联缓蚀剂策略。同时，具有人员不用暴露在高风险场合，没有重复测量成本测量时不用停工，完整性问题使每个人都能理解其优点。不仅如此，更具有可靠的工业无线传输技术，可通过低功率传输无线信号，网关可覆盖方圆数百米区域范围内。并且与人工超声测厚比较，在线超声测厚系统具有非常明显的优势重复性和再现性，并且拆装简单易操作，同时只需设置好定时监测间隔周期，数天即可捕捉发生的腐蚀较严重的部位。

　　2.2在线超声测厚技术的不足

　　2.2.1定点监测位置固定影响测量准确度超声测厚的物理特性之一，人工测厚开展时，要求测量同一部位多个点，选择回波质量最好的测量点作为人工测厚的准确测量点，而在线测厚，由于是定点测量，无法在测量时变换测量部位。改进措施：在监测部位多设置两个方位，即可提高测量值的准确度，还可提高无线信号的传输的抗干扰能力。2.2.2工艺介质易结焦部位准确度低根据超声测量物理原理，对测量准确性影响最大的一个因素：内壁粗糙度，与光线反射同样道理，表面越光滑，反射越完整准确，测得数据越准确；表面粗糙，造成反射回波散射，不规则，影响测量准确度。改进措施：选择监测点时，考虑不易结焦，或者介质不易附着管壁的部位，以提高测量值的准确度。2.2.3介质温度和材质对监测数值影响较大超声波是靠介质传播，而温度会影响介质，因此影响传播速度，而温度对超声波波速的影响是非线性的。不同温度下，材料的弹性模量将发生变化。有研究指出，随弹性介质温度的升高，超声波的传播速度降低。但一般说材料的弹性模量随温度升高而减小，所以不同温度下的超声波声速将发生变化。改进措施：投用有温度补偿技术的超声波在线监测设备，温度变化传输至测量仪器，自动进行补偿校正。降低和解决超声测厚中，由于温度变化对监测值准确性的影响。综上所述可得，第四代超声监测技术，监测壁厚数据精度高，对工表1GR6000在线腐蚀系统维修记录艺防腐和设备安全提高有效依据；无线自组网传输技术，节省了信号传输电缆等费用即布线工作；同时还可替代人工完成高空、高温、高危区域的壁厚测量，从而保障了人员安全。但超声无损监测技术不能监测出实时腐蚀速率，也不能应用在管壁易附着工艺介质或是结焦的部位，而在线腐蚀监测技术对超声波在线监测技术的应用领域又做了补充。

　　3效果分析

　　利用在线监测系统与超声无损监测技术相结合的方法，能够及时发现腐蚀减薄非常严重的部位，通过及时采取措施检修、维护、避免泄漏事故的发生。在线监测和超声无损监测技术虽然在装置防腐蚀环节都起到了非常重要的作用，但技术方面仍存在各自的不足。目前，在线监测和超声无损监测技术的综合应用已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，并已在综合应用两种监测技术的炼化装置，都取得了较好效果，得到了一致好评。

　　4结语

　　玉门炼化总厂常减压车间在线监测技术已投用，其他装置在线监测点即将增设，有了这两种监测技术的综合应用，在排查装置腐蚀隐患时，不仅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；还能够准确地检测出隐患部位，及时采取措施，有效地避免安全事故及非计划停工，降低经济损失。

　　作者：刘婕 王延操 单位：玉门油田分公司炼油化工总厂 玉门油田分公司生产运行处