海上壓力容器腐蝕檢測(cè)技術(shù)效果分析

關(guān)向國

（中海石油技術(shù)檢測(cè)有限公司，天津 300452）

1 海上壓力容器

根據(jù)工藝流程中的作用分類，海上壓力容器主要包括分離容器、儲(chǔ)運(yùn)容器以及換熱容器幾部分內(nèi)容。其中，儲(chǔ)運(yùn)容器主要包括燃料氣儲(chǔ)罐、原油緩沖罐以及儀表氣罐等內(nèi)容，而換熱容器又可以分為天然氣冷卻器、原油換熱器以及生產(chǎn)加熱器等。在分離容器中，包括電脫水器、斷塞捕集器以及一二級(jí)分離器等。壓力容器在使用之前，可能會(huì)因?yàn)榧庸すに嚮蛘卟牧腺|(zhì)量等方面因素影響，而存在本身就攜帶著一定缺陷的狀況，隨著設(shè)備使用時(shí)間的不斷增加，在應(yīng)力、環(huán)境以及運(yùn)行條件等多方面因素作用之下，損傷程度會(huì)出現(xiàn)明顯增加的趨勢(shì)，也可能會(huì)引發(fā)其他方面損傷，會(huì)直接增加容器運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，造成容器設(shè)備失效，所以需要做好容器檢測(cè)與管理[1]。

2 容器腐蝕機(jī)理

容器的腐蝕機(jī)理主要分為外部腐蝕以及內(nèi)部腐蝕兩部分內(nèi)容，需要通過對(duì)具體機(jī)理內(nèi)容的分析，為后續(xù)技術(shù)應(yīng)用與選擇提供數(shù)據(jù)依據(jù)，保證技術(shù)應(yīng)用合理性，確保其可以發(fā)揮出最大的作用[2]。

2.1 外部腐蝕

外部腐蝕主要集中在大氣腐蝕以及保溫層下腐蝕兩種。

（1）大氣腐蝕主要是因?yàn)槿萜鞅┞对诤Ｑ蟓h(huán)境中所造成的，涂層破壞以及溫度上升等都會(huì)直接加劇腐蝕速率。各種材料的腐蝕情況并不相同，通常碳鋼腐蝕主要集中在法蘭接頭下部位置以及涂層有效性下降管道支撐位置；而不銹鋼材料具備良好的腐蝕抵抗能力，但可能會(huì)因?yàn)榱芽p或沉積物影響，而出現(xiàn)局部侵蝕的狀況；對(duì)碳鋼螺栓所使用的不銹鋼鋼管與碳鋼管托、不銹鋼法蘭接頭等處，會(huì)產(chǎn)生外部電流腐蝕問題，對(duì)零部件質(zhì)量造成影響，進(jìn)而影響整體容器的使用。在進(jìn)行大氣腐蝕檢查過程中，可通過采取外部近距離檢查的方式，對(duì)可能發(fā)生的腐蝕區(qū)域展開集中性檢測(cè)，以便有效對(duì)各項(xiàng)問題展開處理與應(yīng)對(duì)[3]。

（2）保溫層下腐蝕多是因?yàn)榻饘俦砻媾c保溫層之間空隙存在水所造成的，蒸汽伴熱管道泄露、雨水滲透與濃縮等，均可能會(huì)成為水的來源。在局部腐蝕形成之后，會(huì)造成壁厚減薄的狀況，進(jìn)而造成腐蝕裂紋。隨著時(shí)間的不斷累積，涂層會(huì)出現(xiàn)逐步退化的狀況，會(huì)加速應(yīng)力腐蝕問題，影響容器使用質(zhì)量。由于保溫層會(huì)成為氯化物的主要來源，會(huì)在其中積聚一定量的水和氯化物，所以在海洋性大氣環(huán)境的影響之下，氯離子濃度會(huì)出現(xiàn)不斷提升的狀況，會(huì)在殘余應(yīng)力的作用之下，產(chǎn)生裂紋問題。為對(duì)保溫層下腐蝕問題形成有效處理，需要對(duì)氯離子積聚問題形成有效控制，對(duì)保溫層形成有效保護(hù)，以便對(duì)水分進(jìn)入問題形成有效阻隔[4]。

2.2 內(nèi)部腐蝕

（1）碳鋼腐蝕。在公用水系統(tǒng)之中，碳鋼腐蝕問題主要以壁厚減薄均勻腐蝕為主，如果在內(nèi)部形成垢層，并出現(xiàn)破裂碎片，便很有可能會(huì)造成局部腐蝕問題。溫度、流速以及含氧量的不斷提升，會(huì)直接加劇腐蝕速率，造成腐蝕程度加重的狀況[5]。

（2）沖蝕。在流動(dòng)離子對(duì)材料進(jìn)行沖擊時(shí)，會(huì)對(duì)其表面造成一定的磨損，而這主要是因?yàn)槎嘞嗔鲃?dòng)介質(zhì)對(duì)材料表面進(jìn)行沖擊所形成的。容器進(jìn)出口管道在輸送時(shí)，可能會(huì)夾雜一定量的脫落固體腐蝕產(chǎn)物以及流體沙粒等，會(huì)對(duì)管道系統(tǒng)產(chǎn)生沖擊，進(jìn)而造成腐蝕。固體顆粒大小以及流體壓力等，均會(huì)成為對(duì)沖蝕造成影響的重要因素，會(huì)對(duì)產(chǎn)生的保護(hù)膜形成破壞，導(dǎo)致金屬損傷加重。

（3）微生物腐蝕。自然環(huán)境中的水的組成成分較為復(fù)雜，無機(jī)物以及有機(jī)物的成分作用，會(huì)直接加劇水中細(xì)菌的滋生，造成微生物腐蝕問題。如果設(shè)備受到微生物腐蝕影響，會(huì)在內(nèi)部表面出現(xiàn)點(diǎn)蝕狀況。該項(xiàng)腐蝕問題和水流狀態(tài)有著直接關(guān)聯(lián)，會(huì)在水流停滯區(qū)域或管斷死角區(qū)域出現(xiàn)。極端溫度、缺水以及缺乏營(yíng)養(yǎng)等狀況，均會(huì)影響微生物的含量，進(jìn)而對(duì)腐蝕問題造成干擾。

（4）不銹鋼腐蝕。不銹鋼腐蝕主要以點(diǎn)蝕狀態(tài)為主，在螺栓連接處以及焊縫縫隙位置較為常見。技術(shù)人員可通過對(duì)水成分以及溫度實(shí)施監(jiān)控的方式，對(duì)此種類型腐蝕問題展開控制。當(dāng)腐蝕問題發(fā)生之后，會(huì)因?yàn)閱栴}發(fā)展速度過快而造成容器腐蝕加劇的狀況，很容易會(huì)引發(fā)穿孔的問題，導(dǎo)致設(shè)備失效。由于一般的檢測(cè)方式很難對(duì)水中的不銹鋼腐蝕情況展開檢測(cè)，所以此種腐蝕問題治理難度相對(duì)較大，需要對(duì)相關(guān)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行不斷優(yōu)化與創(chuàng)新[6]。

3 檢測(cè)技術(shù)有效性分析

3.1 實(shí)例分析

本次所要檢驗(yàn)的壓力容器，在因?yàn)楦g問題失效之后，造成了直接的經(jīng)濟(jì)后果，具體體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：（1）會(huì)因?yàn)楦g問題影響而造成設(shè)備失效，會(huì)直接增加更換以及檢修成本；（2）設(shè)備失效之后會(huì)對(duì)周圍設(shè)備造成影響，需要投入一定量成本對(duì)周圍設(shè)備進(jìn)行處理；（3）設(shè)備的失效可能會(huì)造成設(shè)備周圍人員受到傷害的狀況，會(huì)直接增加人員傷害成本，且失效問題很可能會(huì)引發(fā)介質(zhì)泄露問題，也會(huì)增加環(huán)境污染治理成本，會(huì)造成企業(yè)不必要的經(jīng)濟(jì)損失。鑒于此企業(yè)加大了對(duì)腐蝕檢測(cè)技術(shù)的研究力度，希望通過對(duì)各種檢測(cè)技術(shù)的有效運(yùn)用，有效規(guī)避設(shè)備失效問題，保證設(shè)備應(yīng)用質(zhì)量[7]。

3.2 技術(shù)有效性分析

3.2.1 整體檢測(cè)技術(shù)

整體性腐蝕檢測(cè)技術(shù)主要以聲發(fā)射技術(shù)為主，會(huì)通過對(duì)容器進(jìn)行保壓以及加壓的處理，由缺陷部位發(fā)出相應(yīng)信號(hào)，進(jìn)而通過對(duì)信號(hào)的接收明確位置以及幅值等信息，對(duì)容器整體情況做出正確判斷。該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用具有一定限制，強(qiáng)調(diào)要在容器使用過程中對(duì)其展開使用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)本體腐蝕情況的有效檢測(cè)，明確活動(dòng)性缺陷，確定缺陷對(duì)于結(jié)構(gòu)的損害情況。技術(shù)應(yīng)用不會(huì)對(duì)生產(chǎn)活動(dòng)造成影響，會(huì)通過一次加載的方式，明確缺陷具體位置，檢測(cè)質(zhì)量與效率較為理想。但由于該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用對(duì)于系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求相對(duì)較高，需要保持壓力穩(wěn)定性以及能夠處于不斷升壓的狀態(tài)，所以如果現(xiàn)場(chǎng)條件無法滿足要求，便會(huì)對(duì)技術(shù)應(yīng)用效果產(chǎn)生干擾。

3.2.2 局部檢測(cè)技術(shù)

（1）超聲波測(cè)厚技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)會(huì)通過對(duì)超聲波脈沖的應(yīng)用，對(duì)被檢測(cè)物體材料分界面的反射情況進(jìn)行分析，會(huì)通過對(duì)反射回波的采集，按照聲波在物體中的傳播聲速，以及傳播時(shí)間，對(duì)物體厚度展開計(jì)算。技術(shù)整體應(yīng)用較為成熟，可以準(zhǔn)確對(duì)檢測(cè)點(diǎn)厚度進(jìn)行判斷，但如果工件表面粗糙度相對(duì)較大，則有可能會(huì)出現(xiàn)曲率半徑較小的問題，會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果精準(zhǔn)度造成影響。（2）DR技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)會(huì)按照射線原理，通過無損檢測(cè)的方式確定本體腐蝕情況，在容器接管腐蝕檢測(cè)中的應(yīng)用效果較為理想。如果在接管內(nèi)部存在腐蝕問題，其影像也會(huì)呈現(xiàn)出相應(yīng)黑度，技術(shù)人員可按照黑度變化情況，確定腐蝕程度以及位置等各項(xiàng)內(nèi)容。該項(xiàng)技術(shù)屬于初步判斷手段，需要配合其他技術(shù)對(duì)腐蝕具體情況展開深入性檢測(cè)，具有檢測(cè)結(jié)果直觀以及高效等方面的優(yōu)勢(shì)，但由于其具有一定的輻射性，在檢測(cè)對(duì)象尺寸方面也存在著一些客觀要求，所以需要做好分析，確定是否使用該項(xiàng)技術(shù)[8]。（3）漏磁技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)會(huì)通過對(duì)外加磁場(chǎng)的運(yùn)用，對(duì)磁鐵性材料展開磁化處理。由于在正常情況下磁化磁場(chǎng)屬于規(guī)則狀態(tài)，但在存在缺陷時(shí)，會(huì)形成漏磁信號(hào)，所以可通過對(duì)磁場(chǎng)變化情況的分析，確定缺陷嚴(yán)重程度以及位置等方面信息，完成檢測(cè)工作。該項(xiàng)技術(shù)在大范圍腐蝕檢測(cè)中應(yīng)用較為理想，但卻存在著靈敏度相對(duì)較低的狀況，需要做好利弊分析。（4）脈沖渦流技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)會(huì)將矩形脈沖作為激勵(lì)信號(hào)，會(huì)通過對(duì)脈沖具有的大電流以及寬頻譜激勵(lì)特點(diǎn)的運(yùn)用，利用其具有的超強(qiáng)穿透能力，透過保溫層對(duì)設(shè)備腐蝕情況進(jìn)行檢測(cè)。該項(xiàng)技術(shù)可以達(dá)到無損檢測(cè)效果，并不需要停機(jī)停產(chǎn)，能夠在短時(shí)間內(nèi)快速完成檢測(cè)掃描。但該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用容易受到環(huán)境影響，可能會(huì)出現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性不理想的狀況，需要引起重視。（5）電磁渦流技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用過程中，會(huì)通過對(duì)渦流探頭的運(yùn)用，通過在試件上添加磁場(chǎng)的方式，保證試件滲透效率。該項(xiàng)技術(shù)與普通渦流檢測(cè)技術(shù)相比，能夠打破傳統(tǒng)只對(duì)近表面缺陷進(jìn)行檢測(cè)的束縛，可以對(duì)事件深層缺陷以及內(nèi)部缺陷實(shí)施高校檢測(cè)。但由于該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用時(shí)間相對(duì)較短，所以該項(xiàng)技術(shù)的使用還處于不斷研究的階段，需要做好總結(jié)與分析。（6）相控陣技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)是按照超聲波原理，如果對(duì)單個(gè)探頭的運(yùn)用，對(duì)聚焦深度與聲束角度進(jìn)行固定，進(jìn)而完成相應(yīng)檢測(cè)的技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)所使用的探頭具有一定數(shù)量的晶片，能夠通過對(duì)軟件的運(yùn)用，對(duì)單獨(dú)晶片實(shí)施控制，可以高質(zhì)量完成焦點(diǎn)尺寸、波速角度以及聚焦位置的控制工作。該項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用時(shí)具有定位精準(zhǔn)以及檢測(cè)率較高等方面的優(yōu)勢(shì)，值得展開廣泛應(yīng)用。

4 結(jié)語

由于海上壓力容器對(duì)于生產(chǎn)有著極為重要的作用，而腐蝕問題會(huì)對(duì)容器使用造成直接影響，所以需要加大對(duì)腐蝕檢測(cè)技術(shù)的研究力度。要對(duì)各種檢測(cè)技術(shù)特點(diǎn)以及優(yōu)勢(shì)與不足展開分析，明確技術(shù)測(cè)量關(guān)鍵點(diǎn)，以便按照檢測(cè)對(duì)象的具體情況，對(duì)技術(shù)展開合理組合與應(yīng)用，保證技術(shù)能夠得到高質(zhì)量使用，其具有的優(yōu)勢(shì)可以被充分發(fā)揮出來，進(jìn)而為容器高質(zhì)量應(yīng)用創(chuàng)造出理想條件，保證腐蝕問題可以得到有效處理。