氢通量测量技术jianj

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1、氢 通 量 腐 蚀 监 测 技 术 Hydrosteel广 州 易 安 达 腐 蚀 科 技 有 限 公 司 泵 件 上 的 环 烷 酸 腐 蚀 ， 多 见 于 高 酸 原 油炼 制 工 艺 中 。 1） 金 属 环 烷 酸 腐 蚀 9 英 寸 气 管 线 的 致 裂 初 期 ， 造 成 两 人死 亡 和 德 国 全 国 供 气 公 司 临 时 停 止 供气 。 2） 氢 致 破 坏 氢 通 量 测 量 的 用 途 Ion Science 公 司 Ion Science 公 司 生 产 的 工 业 检 测 工 具 ； Hydrosteel 技 术 被 发 明 于 1996年 ， 商 品 化 于

2、2000年 。 主 要 国 际 用 户 有 ：Saudi， Aramco， 壳 牌 ， 康 非 ， ExxonMobil，Bodycote， Baker， GE， Chevron， KNPC， KOC， Kurita， 纳 尔 科 ， ADGAS， Suncor，North Atlantic Refining， 印 度 石 油 , PDVSA等 。 Hydrosteel 技 术 生 产 厂 家 氢 通 量 的 测 量 原 理 氢 渗 透 技 术 介 绍 氢 通 量 是 氢 原 子 在 钢 铁 中 渗 透 的 结 果 在 管 道 和 容 器 内 部 形 成 的 部 分 氢 原 子 相 互 结 合

3、 成 氢 气1 cm 2 钢 表 面 每 秒 渗 出 表 面 的 氢 的 体 积 V pL= flux in V pL/ cm 2 / sNote： 1 pL = 10-12 L.H HH HH HH HH HH HHH-H-HH-HH-H进 入 钢 中 的 氢原 子空 气 中 氢 分 子 Fe+2H+=Fe2+H2 Hydrosteel 工 作 原 理泵 排 放 钢 表 面收 集检 测 仪 毛 细 管确 定 的 空 气 通 入 量 氢 气 从 确 定 面 积 A上 收 集 . 检 测 通 入 空 气 中 的 H2 量 通 量 = (空 气 量 ) x (检 测 的 H2 浓 度 ) / (收

4、 集 面 积 ) Hydrosteel 技 术 特 点 Hydrosteel 与 其 它 氢 通 量 技 术 的 比 较参 数 真 空 插 入式 压 力 插 入式 真 空 /压力 通 道 电 化 学 . 铅 电 极 Devan-athan (lab. cell) Hydro-steel6000 Hydro-steel7000检 测 前 准 备 时 间 1 天 1 天 30 分 30 分 以上 数 小 时 5分 钟 1 天 探 针分 辨 率 (pL/cm2/s) 12 120 12 3 2 1 1响 应 时 间 (for resolution limit) 数 天 数 天 数 天 数 分 1 分

5、 2分 钟 10 分 . 可 容 许 表 面 形 状 * 6” 直 径 (手 工 ) 6” 直 径 (手 工 ) 4” 直 径 (固 定 ） 6” 直 径 (手 工 ) 通 常 平 面 3.5” 直径 （ 固 定） 3.5” 直径 （ 固 定）可 容 许 表 面 温 度 , oC 200 200 100 85 85 500 500重 现 性 - 难 以 确 定 - 20% 5% 3% 1%精 度 不 确 定 - 采 用 交 换 膜 5% 10% 5%连 续 监 测 寿 命 由 暴 露 在 氢 中 的 极 限 确 定 由 暴 露 时间 定 40 时 (电池 寿 命 ) 1 年 Copyright

6、 Ion Science 2006. All rights reserved. 分 辨 率响 应 时 间 数 天 数 天 数 天 数 分 分 分 钟 分可 容 许 表 面 形 状 直 径手 工 直 径手 工 直 径固 定 ） 直 径手 工 通 常 平 面 直径 （ 固 定） 直径 （ 固 定）可 容 许 表 面 温 度重 现 性 难 以 确 定 精 度 不 确 定 采 用 交 换 膜 连 续 监 测 寿 命 由 暴 露 在 氢 中 的 极 限 确 定 由 暴 露 时间 定 时 电池 寿 命 年 Hydrosteel与 其 他 腐 蚀 测 量 技 术 性 能 比 较技 术 类 型 固 定 方 式

7、 安 装 方 式 腐 蚀 信 息_线 性 技 术 (LPR), 固 定 开 孔 插 入 腐 蚀 率 , (实 时 数 据 ) 电 阻 技 术 (ER)失 重 挂 片 固 定 开 孔 插 入 腐 蚀 率 , (历 史 数 据 )超 声 波 可 移 动 表 面 非 插 入 厚 度 (历 史 数 据 )(UT) 测 量 FSM电 场 固 定 表 面 焊 接 腐 蚀 率 (滞 后 数 据 )氢 通 量 可 移 动 固 定 表 面 非 插 入 氢 通 量 腐 蚀 趋 势 （ 酸 , HF, 高 温 ） 腐 蚀 监 测 地 图 和 它 的 应 用 . Predictive scope 测 量 分 辨 率

8、要 求 宽 广特 殊 技 术指 标 , 年小时 天 月 失重挂片ER LPR 添注分析UT氢通量 FSM 工艺分析维 修 计 划Lab模拟 腐 蚀 控 制 过 程 优 化添 注 优 化腐 蚀 检 测 技 术 : UT 超 声 波 测 厚 ； LPR 电 化 学 法 ； ER 电阻 法 ； FSM 电 场 法 防 腐 蚀 策 略防 HIC 策 略HIC, PWHT活性 -根 据 测 量 分 辨 率 和 响 应时 间 ,选 择 不 同 测 量 方 法-Hydrosteel 氢 通 量 具 有灵 敏 度 高 响 应 时 间 短 的 特点 ， 适 用 现 场 添 注 控 制 和过 程 优 化 . Hy

9、drosteel氢 通 量 腐 蚀 测 量 技 术 应 用 范 围 适 用 环 烷 酸 腐 蚀 、 H2S 腐 蚀 、 酸 腐 蚀 、 HF腐 蚀 缓 蚀 剂 效 果 评 价 腐 蚀 风 险 部 位 普 查 和 确 定 内 保 护 层 完 整 性 评 估 钢 有 效 寿 命 和 腐 蚀 控 制 机 理 研 究 Hydrosteel氢 通 量 仪 的 特 点 非 插 入 式 测 量 ， 安 全 表 面 处 理 无 特 殊 要 求 ， 测 量 简 单 高 灵 敏 度 ， 在 几 分 钟 内 完 成 测 量 过 程 测 量 温 度 达 500 可 在 管 道 任 意 角 度 安 装 适 用 最 小

10、直 径 80mm 的 装 置 具 有 数 据 连 续 下 载 功 能 Hydrosteel 6000 便 携 式 氢 通 量 仪Hydrosteel 6000 是 便 携 式 检 测 仪 。用 于 腐 蚀 风 险 点 查 找 和 缓 蚀 剂 效 果 跟 踪 ，AT-S探 针 适 用 高 温 和 普 通 温 度 下 测 量 技 术 指 标 ： 电 源 ： 5号 AA碱 性 电 池 测 量 仪 适 用 环 境 温 度 ： -20 50 LT-R探 头 ： 直 接 接 触 的 钢 材 表 面 温 度 150 HT-R探 头 ： 直 接 接 触 的 钢 材 表 面 温 度 500 分 辨 率 ： 1

11、pL/cm2/s（ pL=10-12 L） 精 度 ： 读 数 的 10% 测 量 范 围 ： 015000pl/cm2/s 测 量 周 期 ： 3分 钟 本 质 安 全 类 型 ： Ex II 2G EEx ia IIC T4 容 量 ： 40000个 带 地 址 的 数 据 Hydrosteel 7000 固 定 式 氢 通 量 检 测 仪Hydrosteel 7000 是 用 于 高 危 点 的 连 续 式 测 量 和 腐 蚀 控 制 。Hydrosteel 7000 仪 器氢 通 量 , 背 景 和 温 度探 头 导 气 管15-24 V电 源 技 术 指 标 ： 电 源 ： 24V

12、DC 测 量 仪 适 用 环 境 温 度 ： -20 55 探 头 直 接 接 触 钢 材 表 面 温 度 80mm， 测 量 温 度 200mm，测 量 温 度 80mm，测 量 温 度 200mm，测 量 温 度 1 mmpy 0100 200300 400500 600700 5/1/2000 8/2/2000Date Flux x thic kness / pl/c m/s T86, P4123, Depropanizer FeedBottom Exch. to DepropanizerT89, T91, T92, E117, Depropanizer OverheadCondenso

13、rT99, 5 sites avg, F107, Acid Settler lower sectionT123, P4087, Acid Settler to pumpsT163, E107D, Acid Cooler, vessel T164, T172, F145, Recontactor, bootT173, T178, F145, Recontactor, vesselT179, T180, T192, 35 days - 氢 渗 透 点 测 量 可 以 比 较 有 效 地 展 示 氢相 关 腐 蚀 现 象 。 这 里 是 装 置 中 15 类 连续 测 量 ， 展 示 了 两 个 趋

14、 势 。 在 氢 通 量 增 加的 个 位 置 有 相 同 的 工 艺 （ 酸 冷 ） 。腐 蚀 趋 势 评 估 值 与 氢 通 量 值 对 应 关 系 氢 通 量 -壁 厚 （ 乘 积 ） , pL/cm/s下 表 是 氢 通 量 对 应 的 腐 蚀 率 评 估 值 ， 横 坐标 为 氢 通 量 与 壁 厚 的 乘 积 。 向 上 对 应 的 区间 就 是 氢 通 量 的 腐 蚀 率 评 估 值 ， 该 值 只 能作 为 评 估 使 用 ， 不 能 取 代 真 实 腐 蚀 率 。 氢 通 量 测 量 的 案 例 国 内 用 户 序 号 企 业 型 号1 中 石 化 广 州 分 公 司 Hyd

15、rosteel6 0 0 0Hydrosteel7 0 0 02 中 石 化 镇 海 炼 化 Hydrosteel6 0 0 03 中 石 化 洛 阳 研 究 院 Hydrosteel6 0 0 04 中 石 化 齐 鲁 石 化 研 究 院 Hydrosteel6 0 0 05 中 石 化 石 油 化 工 科 学 研 究 院 Hydrosteel6 0 0 06 中 石 油 设 计 院 西 南 分 公 司 Hydrosteel6 0 0 07 茂 名 石 化 Hydrosteel6 0 0 0 8 合 肥 通 用 机 械 研 究 院 Hydrosteel6 0 0 09 Nalco中 国 Hy

16、drosteel6 0 0 0合 作 伙 伴 我 们 作 为 英 国 ION SCIENCE 公 司 在 中 国 的 总 代 理 ， 与 国 内 的 众 多 石 油化 工 企 业 和 研 究 单 位 有 密 切 的 合 作 关 系 ， 如 中 石 化 安 工 院 、 广 州 石 化 、 镇 海炼 化 、 中 石 油 西 南 研 究 院 、 中 石 化 科 学 研 究 院 等 。 国 内 企 业 的 氢 通 量 测 量 （ 例 一 ）2006年 底 氢 通 量 测 量 （ 注 剂 前 后 ）序 号 位 置 材 料 注 剂 前 注 剂 后1 常 压 炉 F 2 0 1 一 分 八 的 其 中 一

17、路 入 口 管 线 材 料 为 Cr5 Mo Cr5 Mo 2 0 02 入 炉 子 的 碳 钢 直 管 段 2 0 # 7 0 2 03 低 速 转 油 线 3 2 1 4 0 1 04 P 2 1 4 Discharge出 口 弯 头 （ 电 脱 盐 框 架 旁 ） 2 0 # 5 0 1 05 P 2 1 6 Discharge出 口 弯 头 （ 电 脱 盐 框 架 旁 ） 3 1 6 L 2 0 06 P 2 1 9 出 口 弯 头 （ 底 层 靠 外 操 ） 3 2 1 2 0 1 02007年 初 氢 通 量 测 量 （ 油 品 变 化 前 后 ） 序 号 位 置 材 料 温 度

18、管 径 氢 通 量1 2 .0 8 氢 通 量3 .1 41 E 2 1 0 /4 管 束 出 口 弯 头 3 1 6 L 2 3 3 3 2 5 1 0 4 02 P 2 1 2 出 口 弯 头 3 1 6 L 3 0 5 4 2 6 1 0 5 03 F 2 0 2 一 分 六 入 口 弯 头 3 1 6 L 3 0 5 2 1 9 2 0 1 0 04 二 级 减 压 炉 入 口 弯 头 3 1 6 L 3 4 0 2 1 9 2 0 3 05 下 面 一 碳 钢 直 管 2 0 # 3 3 0 2 1 9 5 0 9 06 P 2 1 8 出 口 弯 头 3 1 6 L 3 2 0 3

19、 2 5 2 0 3 0 国 内 企 业 的 氢 通 量 测 量 （ 例 二 ） 序 号 测 量 位 置 温 度( ) 材 质 壁 厚(mm) 氢 通 量 值(pl/cm2 s)1 常 压 转 油 线 3 5 0 Cr5 Mo 1 4 .3 4 1 2 02 常 压 转 油 线 3 5 0 Cr5 Mo 1 4 .1 9 3 03 常 压 转 油 线 3 5 0 3 1 6 1 4 .7 0 4 02008年 9月 氢 通 量 测 量 （ 炼 油 厂 ） 测 量 点 位 示 意 图氢 通 量 测 量 数 据 2008年 上 半 年 氢 通 量 测 量 （ 注 剂 前 后 ）序 号 监 测 点

20、名 称 材 料 温 度 ( ) 壁 厚 (mm) 注 剂 前0 8 年 1 月 注 剂 后0 8 年 5 月1 减 底 泵 出 口 弯 头 Cr5 Mo 3 7 0 8 .4 1 2 0 2 02 减 三 线 泵 出 口 控 制 （ 上 ） 碳 钢 3 0 0 9 .3 1 1 0 3 03 减 压 炉 二 路 进 料 Cr5 Mo 3 6 0 1 0 .3 1 0 0 2 04 E1 0 3 3 出 口 Cr5 Mo 3 0 0 1 0 1 3 0 2 05 减 粘 泵 出 口 Cr5 Mo 3 5 0 7 .1 1 9 0 1 6 06 常 底 油 泵 出 口 Cr5 Mo 3 5 0 1

21、 2 .5 1 2 0 2 0 氢 通 量 测 量 的 经 验 总 结 无 损 伤 表 面 的 测 量 位 置 确 定 氢 通 量 通 常 是 展 示 管 内 的实 时 腐 蚀 情 况 。活 跃 腐 蚀 点最 大 氢 渗 透厚 壁 薄 壁 在 典 型 的 装 置 测 量 位 置 确 定CDU 收 集 器 . 在 湿 的 钢 表 面 有 最 大 的 氢 渗 透 量 . 酸 性 凝 结 引 发 氢 泡 . 300015531460 0 05152327 000 0 测 量 时 液 面 顶 ,液 面 和 下 出 口 被 选 为 测 量 点 对 于 连 续 监 测 建 议 采 用 液 面 点 . 氢

22、致 破 坏 处 管 底 风 险 点 确 定 0501001502002501 6 11 16 21 26 31 36Hydrogen flux, pi/cm2 /s Distance along pipe, feet 12664, 67, 64 000有 腐 蚀 液 体 停 留 在 管的 底 部 : 在 低 流 速 管 线 的 凝 结 常 常 造 成 腐 蚀 性 物 质 在 6点 处 凝 结 . 变 化 主 要 发 生 在 底 线 . 普 查 用 于 泵 的 下 游 , 冷 酸 中 腐 蚀 氢 渗 透 浓 度 弯 管 氢 渗 透 量 展 示 Direction of flow785 540 1050340 375 LaminarTurbulent 酸 性 冷 凝 , 100 oC. 通 常 建 议 在 下 游 的 转 弯 处 观 测 冲 刷 腐 蚀 . 环 烷 酸 腐 蚀 , 300 oC. Direction of flow 415 300215230535 Flux in italics. Flux in italics.