化工设备材料腐蚀寿命预测系统的若干研究

2016-05-14程飞

企业技术开发·中旬刊 2016年5期

程飞

摘要：由于受到环境介质的影响，在运行过程中的化工装置设备往往会出现腐蚀以及损伤的情况，这样就有一个使用寿命周期的问题存在于设备的使用过程当中。所以，必须要有效的预测化工设备的腐蚀寿命，从而能够科学合理的设计以及选择材料，同时还要对腐蚀原因以及规律进行积极的研究，并致力于腐蚀控制技术的不断发展，最终全面促进设备腐蚀损伤造成的各种设备损失的降低。

关键词：化工设备；材料腐蚀；寿命预测系统

中图分类号：TQ050.9 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）14-0171-02

通过对概率统计方式的引进，并且对计算机数据处理技术进行充分的运用，从而将化工设备材料腐蚀寿命预测系统建造出来，有效的开展统计分析处理腐蚀数据的工作，并且预测装置材料的寿命，在具体的应用实践当中对该系统进行不断的发展和完善，最终将具有较高可靠性、具有完善功能的装置材料腐蚀寿命预测系统建立起来。

1 装置材料腐蚀寿命预测系统的原理与方法

1.1 古比（Gumbel）极值分布

国外学者Evans在上世纪九十年代经过研究证明，从本质上而言，腐蚀现象本身存在着一定的概率性，特别是其中应力腐蚀破裂、缝隙腐蚀以及孔蚀等局部腐蚀等都具有概率特性。但是腐蚀的平均程度并不能够决定化工装置材料的寿命，而材料寿命的最为重要的决定性标志而是局部腐蚀进展的最大深度。在对局部腐蚀进展的最大深度进行研究的时候，可以将古比极值分布作为局部腐蚀最大值的分布规律。

第一渐近分布在古比极值分布当中为：

FI（y）=exp[-exp[-（x-λ）/α]

式中：

不超过x的最大腐蚀深度的概率为FI（y）；

最大腐蚀深度的随机变量用x来表示；

λ属于一种统计参量，概率密度最大的腐蚀孔深度是其具体的物理意义；

α属于一种统计参量，腐蚀孔深度的平均值是其具体的物理意义；

其中的变量代换用y来表示，y=（x-λ）/α。

1.2 对设备寿命进行预测的方法

设备的寿命，如图1所示。

其中，tf表示化工装置材料的寿命，ti表示潜伏期，也就是从开始使用到局部腐蚀开始发生的时间；tp表示进展期，也就是局部腐蚀开始发生到材料壁厚被贯穿的时间；

tf=ti+tp

该公式表示化工装置材料的寿命为从开始使用到局部腐蚀开始发生的时间与局部腐蚀开始发生到材料壁厚被贯穿的时间的综合。在图1中，临界局部腐蚀深度用α0来表示，而材料壁厚则用α*来表示。

以相关的抽样标准作为根据，针对其中若干小块面积的最大腐蚀深度进行有效的测定，然后利用对最大局部腐蚀深度进行推测的方法能够将全部装置材料的最大腐蚀深度推测出来。利用经过在一定时期内进行多次测定出来的数据结果，然后将时间与最大腐蚀深度之间的关系推导出来，最终将腐蚀进展速度的经验公式求导出来，这样就能够有效的预测化工设备材料的腐蚀寿命[1]。

2 装置材料腐蚀寿命预测系统运行的实例介绍

首先，将化工设备材料腐蚀寿命预测系统启动，这个系统立足于对装置材料腐蚀寿命预测方法进行的相关考察，将概率统计原理引入进来，然后，通过对VISUALBASIC A语言以及有关计算机数据技术的应用，从而将其开发出来。

通过对达到4、6年使用时间的海水干湿交替环境当中的锻钢槽的考察，对其局部腐蚀数据进行记录，然后以系统菜单为根据，处理其中的腐蚀数据，并且预测装置材料的腐蚀寿命。

2.1 累积概率密度与相应曲线

在对累积概率密度计算的时候采用的是平均排列法，计算公式为FI（y）=i/（N+1）（i=1，2，3，4，5，… … ，N）。计算出的累积概率，见表1和表2。

2.2 局部腐蚀进展速度公式

以示例数据作为根据，通过对编制程度的运用，将累积概率FI（y）在使用4、6年之后的拟合方程编制出来。

使用4年的方程为：

FI（y）=0.585062X-0.196224

使用6年的方程为：

FI（y）=0.547300X-0.267931

然后以拟合公式作为根据，通过对机制统计方法的运用，可以将最大腐蚀深度计算出来。