在线检测腐蚀的蛛丝马迹--在线腐蚀检测技术带来新的美好前景

作者:本网编辑 文章来源:《流程工业》(化工) 发布时间:2010-07-05


图1 无论是管道或者是热交换器,在化工生产企业中,几乎没有不受到腐蚀的部件。如今,利用一个传感器就可以检测点状腐蚀的程度,从而可以避免巨大的经济损失。

在化工生产企业中,几乎没有不受到腐蚀的部件。但由于腐蚀引起的危害能够迅速的被察觉,因此实现防腐除了正确的防腐技术和深厚的流程工艺专业知识外,只需一个腐蚀监控装置就够了。

难以捕获的点状腐蚀

在化工和石油化工企业中,腐蚀是一种普遍的、与很高的维修费用联系在一起的现象。例如,美国的流程工业企业每年在解决腐蚀方面投入的资金就高达2160亿美元,主要用于腐蚀检查、流程设备腐蚀后的维修或者配件更换、采取相应的预防措施等等。曼海姆市Peppel+Fuchs公司商务发展经理Martin Holdefer先生说道:“这些费用包括了特殊防腐涂层的费用、管道的阴极防腐处理或者抵抗内部腐蚀的防锈剂等等。”但并不是所有的腐蚀都是相同的:对平面上出现的腐蚀人们已经有了很好的解决方案,但对点状腐蚀却仍然感到担忧。而点状腐蚀在所有腐蚀现象中所占的比例竟高达97%,而且通常情况下点状腐蚀的深度远远大于其直径。

除了侵入腐蚀的局部外,在实践中没有表面的剥离锈蚀。因此,这种点状腐蚀非常难以察觉。在腐蚀检测中,点状腐蚀发展的下一步结果是弯管或者管道中锈蚀脱离下来的微小碎屑。这些微细的腐蚀碎屑可以集留在流程设备的某个部位,而管道锈蚀部位则出现了材料的损失。同样的,利用简单的欧姆定律就可以检测到管道出现了材料损失,而这种检测方法与腐蚀的速度和种类无关。

在线检测法

理想的解决方案是在线检测法,当材料的损失达到极限值时能够发出报警提示信号。不过说起来容易做起来难,腐蚀的准确检测就已经是非常困难的事情了,而检测数据的解读更是难上加难(腐蚀检测数据的解读与采用的腐蚀检测方法无关)。各种各样的腐蚀原因和腐蚀状况,都对流程设备操作者正确的检测腐蚀程度带来了很大挑战。美国Honeywell公司负责德国、奥地利和瑞士地区的销售经理Matthias Klüh先生在谈到过去使用的腐蚀检测技术时说:“长期以来,所采用的腐蚀检测方法通常操作起来非常复杂。因为这些腐蚀检测方法通常都是针对实验室腐蚀检测试验而研发的,属于‘实验室操作’的水平。因此,在企业的生产过程中使用这些腐蚀检测方法需要与流程设备系统进行连接,例如电气线路的装配、检测数据传送和评判分析仪器的安装等等。”


图2 在谈到过去使用的腐蚀检测技术时说:“我认为,未来对这种腐蚀检测技术的需求将会增加,尤其是那些目前还忽视防腐蚀的应用领域。”
——Matthias Klüh先生,Honeywell公司负责德国、奥地利和瑞士地区的销售经理

最近出现了一些新的、采用腐蚀监控装置的在线检测方法为腐蚀检测技术增添了新活力,例如:Honeywell公司研发的SmartCet腐蚀检测技术, Pepperl+Fuchs公司研发的Corr Tran MV腐蚀检测方法。Klüh先生认为:“SmartCet腐蚀检测技术的市场开拓情况与其他成千上万种已经使用的腐蚀检测方法相比结果是非常清楚的。”对于已经投入使用的Honeywell腐蚀在线检测技术,这位防腐蚀专家是非常乐观的。以Smart Cet技术为基础的在线腐蚀检测系统已经在实践中、在不同的生产领域和不同的应用情况下经历了几年的实践检验,并收到了不错的效果,例如在巴斯夫和罗门哈斯等大型公司中已经经过了实践的考验。“我认为,未来对这种腐蚀检测技术的需求将会增加,尤其是那些目前还忽视防腐蚀的应用领域。”对于Pepperl+Fuchs公司来讲,他们研发生产的新型腐蚀检测系统在实际应用中收到的效果也是相当不错的。尽管如此,但他们的新技术要在市场中站稳脚跟还需要一定的时间。

正确的使用防腐蚀检测系统可以得到比预定目标更好的效果。例如,Corr Tran MV腐蚀监控系统可同时对常规腐蚀程度和局部腐蚀程度进行检测监控。“这些点状腐蚀可以被传感器检测出来,从而可以避免重大的损失。”Holdefer先生明确的说道。


图3 “在线腐蚀检测应该由有经验的腐蚀技术工程师来负责。”
—— Martin Holdefer先生,曼海姆市Peppel+Fuchs公司商务发展经理。

Corr Tran系统可以使用三种自动化腐蚀监控方式进行工作:LPR(线性极化电阻)法、HDA(谐波失真分析)法和ECN(电化学噪声)法,能够提供更可靠的检测结果。在测定常规的腐蚀程度时,使用的是业内公认的LPR法,作为优化改进,这一技术用HDA法进行补充。在一个检测循环过程中,腐蚀监控传感器还能完成一次ECN检测,能够对点状腐蚀进行检测。

在每一个检测循环结束时,系统都对腐蚀程度和点状腐蚀的数据进行计算,并以4~20mA模拟电流信号的方式或经Hart网络发送给流程设备的操作者,供相关人员参考。这样一来,流程设备的腐蚀程度也像其他的流程设备生产控制数据(例如类似压力、流量、液位、温度和酸碱度)一样,可受软件、监控系统的监控。按照这种方式,流程工艺技术人员可以得到在线的腐蚀程度数据,实时的做出符合生产工艺流程的决策。Smart Cet也综合地利用了LPR、HDA和ECN三种可靠的腐蚀分析识别方法,并将其与Smart CET技术结合在一起进行点状腐蚀的识别和腐蚀程度的测定。“与目前各种腐蚀检测系统相比较,SmartCet技术的操作非常简单。”这就是Klüh先生讲到的SmartCet技术的优点。其检测得到的数据易于理解,使流程设备的操作者能够对当前流程设备腐蚀的状况一目了然。

小结

根据所选的腐蚀检测法的不同,蚀检测数据获得的难易程度也不同。Klüh先生在介绍到腐蚀检测的艰难时说道:“不要忘记,不是每一种腐蚀检测方法都能实现在线检测和监控的。”例如,以ER电抗技术为基础的腐蚀检测技术就不太适合于在腐蚀变化较快的流程工艺技术设备中使用。由于点状腐蚀和平面腐蚀的差异,使得ER电抗腐蚀检测技术很难发现问题。

Klüh先生还介绍了一个非常重要的问题:“对于使用SmartCet技术的在线腐蚀检测来讲,除了选择正确的传感器检测点之外,最佳的传感器结构设计对于检测数据的可靠性也有关键性的作用。”


图4 Smart Cet综合利用了LPR、HDA和ECN三种腐蚀检测方法,以便能够检测出点状腐蚀并对腐蚀的程度作出测定。

尽管腐蚀检测的操作方法已经进行了大量简化,但是它仍然属于操作难度极大的“复杂问题”。Holdefer先生建议说道:“在线腐蚀检测应让有经验(能够根据流程工艺设备的生产情况和检测到的腐蚀数据信息得出正确的结论)的腐蚀工程师来负责。”如果把腐蚀监控的任务交给外部的专业服务机构来做,也不失为一种明智的举措。例如拜耳技术服务公司就可以提供这样的技术服务。对此,拜耳技术服务公司对采用的腐蚀监控技术方案有着自己独特的见解:他们利用大量的数据库进行腐蚀计算,确定不同材料之间的相互影响,有伦琴射线分析方法,也有风险分析方法。在Baycorroxxion在线腐蚀监控系统中,SmartCet技术与拜耳技术服务公司的自动化软件ARTS的结合是一个新发明。

最后,Klüh先生指出,无论是依靠企业外部的专家和专业公司,还是依靠企业自己的力量进行腐蚀监控,有一个好的检测监控工具是实时获得所需腐蚀数据、对生产过程进行优化、对腐蚀原因进行分析的基本前提。

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