在線式測厚監(jiān)測與診斷系統(tǒng)在常減壓裝置的應(yīng)用！
1、常減壓裝置的腐蝕特征
1.1 常減壓裝置的腐蝕形態(tài)
（1）低溫H2S-HCI-H2O腐蝕。（2）高溫S-H2S-RSH（硫醇）腐蝕。（3）高溫H2S-RCOOH（環(huán)烷酸）腐蝕。1.2 低溫H2S-HCI-H2O腐蝕
表1 常減壓裝置腐蝕環(huán)境及發(fā)生部位
1.3 低溫H2S-HCI-H2O腐蝕
在常減壓塔上部五層塔盤、塔體及部分揮發(fā)線、冷凝冷卻器、油水分離器等部位會發(fā)生低溫H2S-HCI-H2O電化學(xué)腐蝕。在原油煉制過程中生成的HCI和H2S會隨同輕組分一同揮發(fā)，在沒有液態(tài)水時（高溫氣相狀態(tài)），他們對常減壓裝置設(shè)備及管道基本無腐蝕或腐蝕很輕微，但當(dāng)在冷凝區(qū)出現(xiàn)液體水以后便形成腐蝕性很強(qiáng)的H2SHCI-H2O腐蝕體系。其腐蝕過程可用下列反應(yīng)表示：在沒有水和氯化氫存在時，H2S與鐵反應(yīng)：Fe+H2S→FeS+H2↑生成的硫化亞鐵附著在設(shè)備及管道表面，對設(shè)備及管道基材有一定的保護(hù)作用。但有HCI存在時，則發(fā)生FeS+2HCI→FeCI2+H2S反應(yīng)，此反應(yīng)破壞了FeS保護(hù)膜的保護(hù)作用。生成的FeCI2是溶解于水的，可以被水沖走。失去保護(hù)膜的金屬再次被H2S和HCI腐蝕生成FeS和FeCI2，而FeS又再次被HCI分解失去防護(hù)作用，如此反復(fù)循環(huán)，大大的促進(jìn)了常減壓裝置設(shè)備及管道的腐蝕。
1.4 高溫S-H2S-RSH（硫醇）腐蝕及高溫H2SRCOOH（環(huán)烷酸）腐蝕
在常減壓裝置的加熱爐爐管、常壓塔和減壓塔底部、轉(zhuǎn)油線等溫度高于240℃部位，由于溫度升高，S-H2SRSH腐蝕加劇。一是溫度升高促進(jìn)了硫、硫化氫及硫醇與金屬的化學(xué)反應(yīng)，二是溫度升高會促使非活性硫的分解，加劇腐蝕活性。從溫度240℃開始發(fā)生S-H2S-RSH腐蝕，隨著溫度的升高而加劇高溫硫腐蝕，到430℃腐蝕性最強(qiáng)，到480℃分解接近完全，腐蝕開始減小。同樣溫度對H2SRCOOH（環(huán)烷酸）腐蝕速度的影響也非常大，在低溫時，環(huán)烷酸對設(shè)備及管道基本無腐蝕。在溫度200℃以上開始腐蝕，并隨著溫度升高，腐蝕程度加劇，在靠近環(huán)烷酸沸點(diǎn)270～280℃時腐蝕性最強(qiáng)。溫度在升高，環(huán)烷酸腐蝕反而減小，當(dāng)溫度升到350～400℃范圍時，因硫化氫分解生成元素硫，在環(huán)烷酸、硫化氫和元素硫的相互作用下，環(huán)烷酸的腐蝕加劇。400℃以上時環(huán)烷酸氣化完畢，腐蝕開始減小。
2、在線式測厚監(jiān)測與診斷系統(tǒng)原理及特點(diǎn)
2.1 系統(tǒng)的概述
在線式測厚監(jiān)測與診斷系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于石油化工、天然氣開采、儲運(yùn)、加工等行業(yè)中的傳統(tǒng)腐蝕監(jiān)測技術(shù)無法勝任的設(shè)備及管道區(qū)域，可監(jiān)測設(shè)備及管道介質(zhì)溫度范圍在-180～600℃之間。針對高溫、高壓、臨氫環(huán)境等危險環(huán)境和人工不易到達(dá)區(qū)域，可以提供實(shí)時連續(xù)、精準(zhǔn)的在線監(jiān)測和腐蝕定量分析。
2.2 系統(tǒng)的組成
在線式測厚監(jiān)測與診斷系統(tǒng)主要由Permasense傳感器、網(wǎng)關(guān)、通訊轉(zhuǎn)換器、服務(wù)器，軟件系統(tǒng)組成，系統(tǒng)構(gòu)架如圖1所示。
圖1 在線式測厚監(jiān)測與診斷
2.3 系統(tǒng)的特點(diǎn)
（1）Permasense傳感器采用專利技術(shù)，將超聲晶片與惡劣環(huán)境分離，使波導(dǎo)桿與被測設(shè)備大面積接觸，保證耦合可靠性及數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。（2）Permasense傳感器由高性能電池進(jìn)行供電，利用無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信號傳播，保證數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠，可以有效降低在線式測厚監(jiān)測與診斷系統(tǒng)的安裝及維護(hù)費(fèi)用。（3）利用非侵入式的安裝方式對-180～600℃的設(shè)備及管道進(jìn)行連續(xù)測厚（一般每天采集兩次，采集頻率可設(shè)定），可測量壁厚范圍為3～50mm。（4）可以選擇安裝在設(shè)備及管道的任何部位，非侵入式安裝能夠保證設(shè)備及管道的運(yùn)行安全。
2.4 系統(tǒng)的使用
（1）在線式測厚監(jiān)測與診斷系統(tǒng)正常運(yùn)行后，在局域網(wǎng)任一電腦終端登錄一個IP地址的方式來登錄系統(tǒng)，就可以查看被監(jiān)測設(shè)備及管道的剩余壁厚、剩余壽命及腐蝕速率。（2）在打開0001#常一線泵P9出口管線彎頭的圖譜可以查看該點(diǎn)的測量圖譜，圖2為0001#監(jiān)測點(diǎn)2020年2月1日～8月1日的6個月檢測數(shù)據(jù)圖譜，通過在線式測厚監(jiān)測與診斷系統(tǒng)自定義腐蝕率功能可以計算出這6個月的腐蝕速率為0mm/a，說明這段時間該設(shè)備及管道工藝防腐效果較好。
圖2 0001# 常一線泵P9出口管線彎頭的監(jiān)測圖譜
3、常減壓裝置在線式測厚監(jiān)測與診斷系統(tǒng)監(jiān)測點(diǎn)布點(diǎn)
3.1 常減壓裝置常見監(jiān)測點(diǎn)的選擇
常減壓裝置在線式測厚監(jiān)測與診斷系統(tǒng)監(jiān)測點(diǎn)主要根據(jù)常減壓裝置的腐蝕特征進(jìn)行選點(diǎn)，優(yōu)先選擇高溫、高空、易腐蝕及不易實(shí)施人工定點(diǎn)測厚的部位，具體選點(diǎn)原則如下：（1）初餾、常壓、減壓塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)：三塔揮發(fā)線直管、彎頭，注劑、注水點(diǎn)前后管線，塔頂空冷/換熱器進(jìn)出口短節(jié)、彎頭，減壓塔頂抽真空器出口彎頭，減壓塔頂空冷器液相線，塔頂分液罐進(jìn)出口管線，含硫污水泵進(jìn)出口彎頭；（2）常頂循系統(tǒng)：頂循抽出彎頭，頂循泵出口彎頭，頂循回流線，頂循換熱器出口短節(jié)、彎頭；（3）常壓塔：塔頂封頭、4層以上（自上而下）塔壁、各側(cè)線抽出口短節(jié)、進(jìn)料段以下塔壁及塔底封頭；（4）常壓塔側(cè)線抽出系統(tǒng)：常二線/常三線/常四線及中段回流線（尤其是抽出口第一個彎頭），高溫側(cè)線抽出泵出入口彎頭，溫度大于220℃的換熱器殼體、出入口短節(jié)及相關(guān)管線；（5）減壓塔：塔頂封頭、各段填料和集油箱所對應(yīng)的塔壁、各側(cè)線抽出口短節(jié)、進(jìn)料段以下塔壁及塔底封頭；（6）減壓塔側(cè)線抽出系統(tǒng)：減二線/減三線/減四線/減五線/減渣線及中段回流線（尤其是抽出口第一個彎頭），溫度大于220℃的換熱器殼體、出入口短節(jié)及相關(guān)管線；（7）初餾、常壓、減壓塔底系統(tǒng)：初餾塔底入常壓爐前泵出入口管線，常底、減底渣油線（尤其是渣油泵出入口彎頭）；（8）加熱爐系統(tǒng)：常壓、減壓爐各路出入口管線，常壓轉(zhuǎn)油線，減壓轉(zhuǎn)油線；（9）溫度大于220℃的重油段管線變徑部位，如三通、大小頭，尤其是調(diào)節(jié)閥和截斷閥前后管線；（10）管線、設(shè)備存在凝結(jié)水，易積液的部位，如減頂瓦斯線的低點(diǎn)。
3.2 常減壓裝置監(jiān)測點(diǎn)分布（圖3）
圖3 常減壓裝置在線式測厚監(jiān)測點(diǎn)分布
4、結(jié)語
從在線式測厚監(jiān)測與診斷系統(tǒng)上可以實(shí)時查看被監(jiān)測設(shè)備及管道的壁厚變化情況，通過系統(tǒng)分析判斷設(shè)備及管道的腐蝕狀況，為調(diào)整工藝防腐措施及計劃性維護(hù)維修提供依據(jù)，對常減壓裝置的設(shè)備及工藝管理人員開展防腐工作具有重要的指導(dǎo)意義，有效的提升了常減壓裝置的防腐管理水平。
