氢通量腐蚀测量技术

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1、氢通量腐蚀监测技术氢通量腐蚀监测技术Hydrosteel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氢通量测量的用途Ion Science 公司公司 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 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，Nort

2、h Atlantic Refining，印度石油, PDVSA等。Hydrosteel 技术生产厂家技术生产厂家氢通量的测量原理氢渗透技术介绍氢渗透技术介绍 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 HH HH-HH-HH-HH-H进入钢中的氢原子空气中氢分子Fe+2H+=Fe2+H2 Hydrosteel 工作原理工作原理泵泵排放排放钢表面钢表面收集检测仪毛细管毛细管确定的确定的

3、空空气通入量气通入量氢气从确定面积氢气从确定面积 A上收集上收集.检测通入检测通入空气中空气中的的H2 量量通量通量 = (空气量空气量) x (检测的检测的H2 浓度浓度) / (收集面积收集面积)Hydrosteel 技术特点Hydrosteel 与其它氢通量技术的比较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-steel6000Hydro-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

4、 (for resolution limit) 数天数天 数天 数分 1 分 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 Ion Science 2006. All rights reserved.分辨率 (pL/cm

5、2/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 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Hydrosteel与其他腐蚀测量技术性能比较与其他腐蚀测量技术

6、性能比较技术类型技术类型 固定方式 安装方式 腐蚀信息_线性技术线性技术 (LPR), 固定固定 开孔插入 腐蚀率, (实时数据) 电阻技术电阻技术 (ER)失重挂片失重挂片 固定 开孔插入 腐蚀率, (历史数据)超声波超声波 可移动 表面非插入 厚度 (历史数据)(UT) 测量测量FSM电场电场 固定 表面焊接 腐蚀率 (滞后数据)氢通量氢通量 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腐蚀监测地图和它的应用. Predictive scope测量分辨率测量分辨率要求宽广特殊技术指标, 年小时 天 月失重挂片失重挂片ERLPR添注分析添注分析UT氢通

7、量氢通量FSM工艺分析工艺分析维修计划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.HydrosteelHydrosteel氢通量腐蚀测量技术应用范围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HydrosteelHydr

8、osteel氢通量仪的氢通量仪的特点特点非插入式测量，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直径 80mm 的装置 具有数据连续下载功能Hydrosteel 6000 便携式氢通量便携式氢通量仪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：技术指标： 电源：5号AA碱性电池 测量仪适用环境温度：-2050 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 pL/cm2/s（pL=10-12

9、 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：技术指标： 电源：24V DC 测量仪适用环境温度：-2055 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 mmpy0100200

10、3004005006007005/1/20008/2/2000DateFlux x thickness / pl/cm/sT86, P4123, Depropanizer FeedBottom Exch. to DepropanizerT89, T91, T92, E117, Depropanizer OverheadCondensorT99, 5 sites avg, F107, Acid Settler lowersectionT123, P4087, Acid Settler to pumpsT163, E107D, Acid Cooler, vesselT164, T172, F145

11、, 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腐蚀趋势评估值与氢通量值对应关系氢通量-壁厚（乘积乘积）, 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序号企业企业型号型号1

12、中石化广州分公司Hydrosteel6000Hydrosteel70002中石化镇海炼化Hydrosteel60003中石化洛阳研究院Hydrosteel60004中石化齐鲁石化研究院Hydrosteel60005中石化石油化工科学研究院Hydrosteel60006中石油设计院西南分公司Hydrosteel60007茂名石化Hydrosteel60008合肥通用机械研究院Hydrosteel60009Nalco中国Hydrosteel6000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

13、、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 201一分八的其中一路入口管线 材料为Cr5MoCr5Mo2002入炉子的碳钢直管段20#70203低速转油线32140104P 214 Discharge出口弯头（电脱盐框架旁）20#50105P 216 Discharge出口弯头（电脱盐框架旁）316L2006P 219 出口弯头（底层靠外操）32120102007年初氢通量测量（油品变化前后）序号位置材料温度 管径氢通量12.08氢通量3.141E 210/4 管束出口弯头316L23332510

14、402P 212 出口弯头316L30542610503F 202 一分六入口弯头316L305219201004二级减压炉入口弯头316L34021920305下面一碳钢直管20#33021950906P 218 出口弯头316L3203252030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/cm2s)1常压转油线350Cr5Mo14.341202常压转油线350Cr5Mo14.19303常压转油线35031614.70402008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）序号监测点名称材料温度()壁

15、厚 (mm)注剂前08年1月注剂后08年5月1减底泵出口弯头Cr5Mo3708.4120202减三线泵出口控制（上）碳钢3009.3110303减压炉二路进料Cr5Mo36010.3100204E1033出口Cr5Mo30010130205减粘泵出口Cr5Mo3507.11901606常底油泵出口Cr5Mo35012.512020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。活跃腐蚀点活跃腐蚀点最大氢渗透最大氢渗透厚壁厚壁薄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在湿的钢表面有最大的氢渗透量. 酸性凝结引发氢泡酸性凝结引发氢

16、泡. 3000155314600051523270000测量时液面测量时液面 顶顶,液面和下出口被选为测量点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对于连续监测建议采用液面点. 氢致破坏处氢致破坏处管底风险点确定05010015020025016111621263136Hydrogen flux, pi/cm2/sDistance along pipe, feet12664, 67, 64000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 flow7855401050340375LaminarTurbulent酸性冷凝酸性冷凝, 100 oC. 通常建议在下游的转弯处观测冲刷 腐蚀.环烷酸腐蚀环烷酸腐蚀, 300 oC. Direction of flow415300215230535 Flux in italics.Flux in italics.