在线腐蚀监测技术在石化行业中的应用

杨晓惠，饶霁阳，王燕楠

(西南石油大学机电工程学院，四川成都 610500)

在线腐蚀监测技术在石化行业中的应用

杨晓惠，饶霁阳，王燕楠

(西南石油大学机电工程学院，四川成都 610500)

在线腐蚀监测是近年来快速发展起来的一门新兴技术，它以其连续、实时的腐蚀数据监测逐渐成为现代监测技术的主要发展方向。该文介绍了在线电化学监测、在线电阻探针监测、在线电感探针监测以及在线pH值监测等多种在线腐蚀监测技术的原理、特点以及在石化行业中的应用情况，并进行了其主要的性能特点的比较。同时对集多种在线腐蚀监测技术于一体的腐蚀在线监测系统进行了介绍。最后，针对现有在线腐蚀监测技术所存在的问题提出了一些建议，并对未来的腐蚀在线监测工作进行了展望。

在线 腐蚀监测 应用 发展

腐蚀在线监测已经广泛应用于炼油、油气采输、电力、化工、医药等多种工业领域，它主要是基于工艺防腐蚀的目的，包括腐蚀速率监测、介质腐蚀性检测、流程段的腐蚀趋势、药剂效果监测和评定等，能够提供连续、实时的腐蚀监测数据，因而成为现代监测技术的主要发展方向。

1 在线腐蚀监测技术

1.1 在线电化学监测技术

电化学测试技术是一种“原位”(in situ)测量技术，测定的都是瞬时的腐蚀信息，并能跟踪金属电极表面状况的变化，具有响应速度快、实时采集数据、数据远程传输、探针带压拆装等特点，适用于一般电解质介质的测量［1］。

中国石油化工股份有限公司中原油田分公司(以下简称中原油田分公司)通过对国内、外一些生产浸入式快速腐蚀监测设备的研究对比，选择了中国科学院金属研究所生产的CMB-1510B便携式智能腐蚀速度测量仪(以下简称CMB-1510B)。为满足现场快速腐蚀监测的需要，在不改变原设备性能的基础上，对电极探头部分进行改进，利用已建监测点的挂片装置进行在线监测。CMB-1510B成功运用于油田水系统腐蚀监测，为中原油田分公司生产系统腐蚀监测又提供了一种快速检测、评价手段［2］。

中国石油大庆炼化分公司采用SmartCET电化学在线实时监测技术对常减压装置塔顶腐蚀情况进行监测。该系统能够进行点蚀系数以及其它局部腐蚀参数的测量，利用腐蚀速率、点蚀系数、腐蚀统计数据等参数进行实时、在线的腐蚀诊断，实现对腐蚀的较为全面监测［3］。

1.2 在线电阻探针监测技术

在线电阻探针监测技术是通过测量电阻变化值与金属腐蚀量的关系，换算出金属的腐蚀速率，适用于各种介质，测量周期为几天。高温电阻探针可在0～540℃ 及0～2 MPa的条件下工作，这使得常减压整个工艺流程的腐蚀在线监测成为可能。该方法适用于检测设备的全面腐蚀情况，但由于灵敏度不够高而不能及时跟踪记录腐蚀速度的瞬时变化。

由中国科学院金属研究所和中国石油化工股份有限公司上海高桥分公司炼油厂(以下简称上海高桥分公司炼油厂)共同研制开发的炼油装置高温部位在线式RPM-1511电阻探针腐蚀监测系统，近年来在上海高桥分公司炼油厂、中国石化镇海炼油化工股份有限公司(以下简称镇海炼化股份公司)、中国石油锦州石化分公司和中国石化集团茂名石油化工公司等企业的常减压蒸馏装置上得到成功应用。

该系统采用各种高低温电阻探针，换热管束用超长电阻探针，能实时采集现场腐蚀数据，并远程传送到控制室，经计算机处理后将处理意见及时反馈到相关部门，有效地减少了腐蚀损失［4］。

1.3 在线电感探针监测技术

在线电感探针监测技术是通过测量金属试样腐蚀减薄所引起的磁通量的变化来直接测得金属试样的腐蚀深度，从而计算金属腐蚀速率，适用于各种不同的介质，不受介质导电率的影响。电感探针能够在几分钟到几小时内测量出金属的腐蚀速率，并对其变化做出快速反应，比其它金属损耗测量方法快50到100倍。因而该技术可以测量到常规技术无法测量的腐蚀速率的短期变化。但无法解决点蚀等局部腐蚀的监测问题［5］。

目前，国内常用的在线电感探针监测技术主要有:中国科学院金属研究所开发的DG-5300在线电感探针系统和美国RCS公司研制的Microcor快速高分辨率磁感应腐蚀监测系统(简称Microcor系统)［6］。

其中，Microcor系统已经在镇海炼化股份公司三套常减压、蜡油催化裂化、加氢裂化和循环水场等装置上成功应用，应用现场实时腐蚀监测数据来指导装置原油加工、工艺防腐蚀和研究腐蚀规律，达到腐蚀监测到腐蚀监控的目的。

陕京输气管道系统沿线6座站场均采用Microcor系统，对天然气管道内壁的腐蚀与磨蚀速率值、金属损失量进行在线监测，其监测结果与间接检测分析结论一致［7］。

1.4 在线pH值监测技术

介质的腐蚀特性可通过其理化参数来表征，其中pH值的高低是直接影响腐蚀结果的最主要因素之一。在线pH值监测技术是利用对H+敏感的离子选择电极来进行介质的测量，并通过pH值采集器将其测量信号远程传递到监控室的操作终端上，通过调试、验证和补偿，获得pH值。

pH值在线监测技术可与PLC自控装置组成塔顶注剂自动控制系统。中国石油辽河石化分公司和独山子石化分公司分别利用该系统来进行蒸馏装置常压塔顶的在线腐蚀监测。应用情况表明常压塔顶冷凝水的pH值可以有效地控制在设定值附近，有利于常压塔顶系统的工艺防腐蚀［8-9］。

随着国内监测技术的飞速发展，各种在线式监测技术层出不穷。但是，每一种方法都有它的优越性和局限性(见表1)，因此要想达到准确的测量和良好的控制不是一种方法可以解决的，需要多种技术的整合以形成一个完整的腐蚀在线监测系统才能达到。

表1 各种在线监测技术对比

2 在线腐蚀监测系统

在线腐蚀监测系统是集在线监测、定点测厚、介质取样分析、数据的分析与管理于一体的综合管理系统。它不仅将不同的监测手段融为一体，可在单一模式下进行特定监测手段数据的测量收集和分析，并能提供各种监测手段的综合分析模块，进而进行设备腐蚀状况的评估。

中国科学院金属研究所研制开发的CR-1000在线腐蚀监测系统已经在国内多家炼油化工企业应用，正逐渐得到大家的认可。该系统具有监测点固定，采样分析周期短，监测数据与时间对应准确度高，以及数据共享等优点。

中国石油西南油气田分公司自行开发了一种能够用电阻探针、线性极化探针和氢探针等多种方法监测的CMA-1000型在线腐蚀监测系统有效地提高了管道内腐蚀控制管理水平［10］。此外，还有基于Web技术的炼油厂蒸馏塔腐蚀在线监测系统［11］。

3 在线腐蚀监测技术的发展方向

(1)进一步完善腐蚀在线监测技术，提高各种腐蚀监测仪器的精度和灵敏度，提高探针的使用寿命。

(2)将介质参数的间接监测与腐蚀速率的直接监测相结合，大力开展在线化学分析技术诸如:在线测定Cl-，Fe2+以及H2S含量等的研究。

(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统计分析。

(4)大力开展以腐蚀数据为参考点的自动腐蚀控制技术的研究。

［1］李明哲.炼油厂防腐蚀在线监测系统的研究与应用［D］.大连:大连理工大学，2009.

［2］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.

［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］严伟丽.腐蚀监测技术在镇海炼化分公司中的应用［J］.石油化工腐蚀与防护，2009，26(增刊):148-151.

［6］Evgin，Tiefnig.Method and apparatus for determining corrosivity of fluids on metallic materials:US，5583426［P］.1996-12-10.

［7］刘刚，董绍华，付立武.Microcor内腐蚀监测在陕京输气管道中的应用［J］.油气储运，2008，27(1):41-43.

［8］郑立群，杨永宽，黄锦绣.蒸馏塔顶注氨及pH值自动控制系统的研制［J］.石油化工腐蚀与防护，2009，26(4):34-36.

［9］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.

［10］刘熠，陈学峰.输气管道内腐蚀控制新技术［J］.焊管，2007，30(1):50-53.

［11］郑秀红.炼油厂蒸馏塔腐蚀在线监测系统的设计与实现［J］.佳木斯大学学报(自然科学版)，2005，23(1):45-49.

Application and Development of On-line Corrosion Monitoring Techniques in Petrochemical Industry

Yang Xiao-hui，RAO Ji-yang，Wang Yan-nan
Mechanical and Electrical Engineering Institute of Southwest Petroleum University(Chengdu，Sichuan 610500)

The on-line corrosion monitor is a rising technology with a rapid development in recent years.It has become the main monitoring technology because of its continuous real-time corrosion monitoring.The principles and features of a number of on-line corrosion monitoring technologies such as online electro-chemical monitoring，online induction probe monitoring and online electric resistance probe monitoring and online pH value monitoring and their applications in petrochemical industry are introduced.Their main performances and features are compared.Recommendations for the solution of existing problems in online corrosion monitoring technologies are presented and future online corrosion monitoring development is prospected.

online，corrosion monitoring，application，development

TE980.5

A

1007-015X(2011)03-0040-03

2010-10- 08;

2011-02-22。

杨晓惠(1982-)，硕士，助教，2008年毕业于中国石油大学(华东)化工过程机械专业，现在西南石油大学机电工程学院从事石油矿场机械的教学与科研工作。E-mail:yxhyxh8245@163.com