煉油裝置腐蝕檢測脈沖渦流掃查技術應用分析

李周文

（中國石化北海煉化有限責任公司，廣西 北海 536000）

煉油裝置的安全穩(wěn)定運行是我國石化企業(yè)設備管理的基礎性工作，設備腐蝕是影響機組運行的關鍵問題。近年來，我國的原油遠遠不能滿足經(jīng)濟快速增長的要求，考慮到成本下降，選擇進口的高硫、酸、鹽原油，但這些進口的原油腐蝕性很強，這給煉油廠的安全生產(chǎn)帶來很大的危險。脈沖渦流掃描法可用于腐蝕而無須表面處理或去除絕緣層，外涂層管可在500℃的溫度下用于管道設備，為檢測設備管道中的腐蝕缺陷和安全因素提供可靠的支持。

1 脈沖渦流掃查技術概述

1.1 概念

渦流檢測是一種低成本、快速、大規(guī)模的檢測方法，具有非接觸優(yōu)勢，因此，它已成為一種非常重要和廣泛使用的對表面，或靠近表面的導電材料進行無損檢測/質(zhì)量評估的方法。脈動渦流檢測是近年來發(fā)展迅速的一種新型渦流無損檢測技術。由于其廣譜激勵作用，僅需一次掃描即可檢測樣品表面或表面附近不同深度的缺陷，從而成為無損檢測研究重點。

1.2 原理

脈沖渦流技術采用脈沖激勵的重復寬帶線圈，通過線圈產(chǎn)生的瞬時渦流感應作用于被測樣品。在線圈內(nèi)勵磁電流的作用下，脈沖在磁場中會發(fā)生快速衰減、瞬時渦流和快速衰減的磁脈沖傳播到材料中，形成感應衰減場，測試線圈輸出一系列電壓-時間信號。由于產(chǎn)生的脈沖由寬帶組成，響應信號包含所需的深度信息，為材料的定量評價提供重要依據(jù)。

1.3 優(yōu)點

脈沖渦流技術具有面積大、檢測速度快的優(yōu)點，可用于金屬表面裂紋的自動檢測。在無損檢測領域，可以直觀地觀察被測物體缺陷的位置和大小，提高檢測人員的工作效率，可應用于高溫高速下的檢測。方法工藝簡單，操作方便，試驗速度快。與傳統(tǒng)的渦流檢測方法相比，脈沖渦流檢測具有許多優(yōu)點。在傳統(tǒng)的渦流定義中，采用線圈電阻的變化來反映缺陷信息。由于渦流激發(fā)脈沖的頻率范圍較廣，因此，可以在小時或頻率范圍內(nèi)分析被探測到的信號，從而能夠識別、定位和量化缺陷。傳統(tǒng)的渦流檢測是分析感應磁場的穩(wěn)定性，而脈沖渦流檢測是分析感應磁場的瞬態(tài)。脈沖渦流控制可以對測量數(shù)據(jù)進行處理和補償，這也是脈沖渦流控制的主要優(yōu)點之一。脈沖渦流控制系統(tǒng)的成本明顯低于多頻渦流控制系統(tǒng)的成本。脈沖渦流檢測時，控制線圈可由霍爾傳感器或隧道磁阻代替，檢測靈敏度高，因此，脈沖渦流檢測具有更深的穿透深度。

2 煉油裝置腐蝕脈沖渦流掃查技術的檢測重點

2.1 重整裝置

重整裝置檢測重點可分為以下幾方面：（1）預分餾系統(tǒng)：塔頂揮發(fā)線和回流線。（2）預加氫系統(tǒng)：反應產(chǎn)物換熱器、空冷進出口管線，反應產(chǎn)物空冷注氫入口管線。（3）重整再生系統(tǒng)：再生催化劑提升線和廢催化劑提升線。（4）重整油分餾系統(tǒng)：脫戊烷塔頂空冷進出口管線、燃料氣分離罐出口管線、脫戊烷塔頂后冷器至回流罐管線。（5）萃取系統(tǒng)：萃取汽提塔塔頂管線和環(huán)丁砜溶劑再生系統(tǒng)管線。

2.2 加氫裝置

加氫裝置檢測重點可分為以下幾方面：（1）反應系統(tǒng)。低壓分離器及其進出口管線、高壓換熱器及高壓空冷進出口管線、注水點前后的注水管線及工藝管線、熱低壓分離器管線、冷低壓氣體分離管線、酸性水管線。（2）分餾系統(tǒng)。分餾塔進料閥組管線、分餾塔塔頂抽提至空冷管線、脫丁烷塔塔頂水冷器出口管線、冷高壓分離器至冷低壓分離器管線。（3）汽提塔系統(tǒng)。架空揮發(fā)線、架空空冷進出口管線。（4）循環(huán)氫系統(tǒng)。循環(huán)氫與新鮮氫混合點前后管線、循環(huán)氫壓縮機組安全閥組管線、循環(huán)氫脫硫塔底部富液出口管線。

2.3 常減壓裝置

常減壓裝置檢測重點可分為以下幾方面：（1）蒸餾系統(tǒng)。塔頂揮發(fā)管線、塔頂回流罐頂部不凝氣管線、一級側(cè)抽油管線。（2）大氣系統(tǒng)。塔頂揮發(fā)管線、塔頂安全閥組、塔頂換熱器及空冷進出口管線、塔頂回流泵及調(diào)節(jié)閥進出口管線、塔頂回流罐進口管線、常壓塔塔頂循環(huán)萃取管線及回流管線、常壓塔塔頂塔壁、常壓爐進出口管道、常壓爐對流室、輻射室彎頭。（3）減壓系統(tǒng)。減壓塔底渣油管線、塔頂揮發(fā)管線、塔頂冷卻器出口管線、塔頂冷卻器殼體和水罐、減壓塔各側(cè)管線、機械真空液環(huán)泵氣液分離管氣體排放管線、塔頂氣體管線、塔頂油氣增壓器入口管線、減壓爐入口管線、頂置壓縮機出口分離罐入口和出口管道。（4）輕烴回收系統(tǒng)。脫丁烷塔頂揮發(fā)線、LPG回流線及至脫硫塔的管線、壓縮機中間分離罐。

2.4 延遲焦化裝置

延遲焦化裝置檢測重點可分為以下幾方面：（1）焦炭塔系統(tǒng)。焦炭塔的高架啟動線、放空線和急冷油入口管線。（2）分餾塔系統(tǒng)。塔頂揮發(fā)管線、塔頂換熱器進出口管線、空冷器和水冷卻器、塔頂循環(huán)抽汽管線和回流管線，塔頂循環(huán)回流塔的位置與塔壁相對應。（3）吸收分析系統(tǒng)。脫附塔底部再沸器進出口管線、脫附塔底部再沸器殼體及氣相回流管線、富氣平衡罐頂部安全閥管線/輔助管線。（4）穩(wěn)定塔系統(tǒng)。塔頂冷卻器殼側(cè)出口管線、塔頂回流罐頂部管線、穩(wěn)定塔塔頂回流罐罐、穩(wěn)定塔底部再沸器出口管線。

2.5 催化裂化裝置

催化裂化裝置檢測重點可分為以下幾方面：（1）反應再生系統(tǒng)。漿液系統(tǒng)管線、漿液管線及下回流塔閥組管線、漿液泵平衡管線及預熱管線、調(diào)節(jié)閥前后及輔助管線。（2）分餾系統(tǒng)。塔頂油氣管線、塔頂換熱器進出口管線、塔頂循環(huán)萃取管線和回流管線。高架循環(huán)回流塔的位置與塔壁和油漿管線相對應。（3）吸收穩(wěn)定系統(tǒng)。級間分離罐和出口分離罐頂部、分離罐和底部出口管道、穩(wěn)定塔塔頂回流罐筒和分離罐、壓縮機級間冷卻器中側(cè)進出口管道、底部再沸器進出口管道、凝析油罐及其連接管線、干氣閥組管線、液化氣泵出口至脫硫裝置管線、吸收穩(wěn)定裝置塔頂安全閥組管線分析塔底再沸器進出口管線、壓縮富氣空冷入口管線。

3 煉油裝置腐蝕脈沖渦流掃查技術的具體應用

針對某煉油裝置腐蝕情況應用渦流掃查技術進行檢測、裝置中的問題點，如表1所示。

表1 某煉油裝置腐蝕情況檢測問題表

煉油一部1#硫磺回收裝置脈沖渦流掃查問題管線統(tǒng)計詳情，如表2所示。

表2 煉油一部1#硫磺回收裝置脈沖渦流掃查統(tǒng)計表

煉油二部1#產(chǎn)品精制裝置脈沖渦流掃查問題管線統(tǒng)計詳情如表3所示。

表3 煉油二部1#產(chǎn)品精制裝置脈沖渦流掃查統(tǒng)計表

3.1 廢劑罐V108底出口水平直管

廢劑罐底出口水平直管，檢測部位現(xiàn)場照片及脈沖渦流掃查詳情如圖1所示。

圖1 廢劑罐底檢測部位現(xiàn)場照片及脈沖渦流掃查圖

發(fā)現(xiàn)二號煉油廠催化裝置嚴重變稀。實測最大壁厚9.30mm，最小壁厚2.37mm，設計壁厚8.50mm，最大減薄率72.12%。最小值位于直管東部和南部附近的焊接區(qū)域，直管焊縫周圍的壁厚有整體變薄現(xiàn)象。

3.2 含硫污水泵入口管線

焦化裝置含硫污水泵P-111A入口第一彎頭，現(xiàn)場照片及脈沖渦流掃查詳情如圖2所示。

圖2 含硫污水泵檢測部位現(xiàn)場照片及脈沖渦流掃查圖

最小壁厚3.02mm，設計壁厚7.00mm，最大減薄率56.86%。最小值位于彎頭外彎頭底部焊縫的南部，彎頭外彎頭的下部區(qū)域也會變薄。

3.3 火炬氣總管線

煉油一部常減壓裝置火炬線總管線18#直管，檢測部位現(xiàn)場照片及脈沖渦流掃查詳情如圖3所示。

圖3 火炬氣總管線檢測部位現(xiàn)場照片及脈沖渦流掃查圖

最小壁厚5.01mm，設計壁厚9.50mm，最大減薄率47.26%。最小值位于直管底部，直管底部有整體變薄趨勢。

3.4 急冷水泵P-203A/B集合入口管線

急冷水泵P-203A/B出口控制閥組下側(cè)副線東側(cè)彎頭，檢測部位現(xiàn)場照片及脈沖渦流掃查詳情如圖4所示。

圖4 急冷水泵檢測部位現(xiàn)場照片及脈沖渦流掃查圖

最大實測壁厚6.81m，最小實測壁厚1.03mm，設計壁厚7mm，減薄率85.29%。減薄部分位于彎頭外側(cè)的彎頭支架上部區(qū)域。

3.5 洗滌塔T-701頂出口及安全閥管線

洗滌塔T-701出口控制閥組上側(cè)副線直管，檢測部位現(xiàn)場照片及脈沖渦流掃查詳情如圖5所示。

圖5 洗滌塔檢測部位現(xiàn)場照片及脈沖渦流掃查圖

實測最小壁厚1.37mm，設計壁厚5.00mm，減薄率72.60%。減薄部分位于直管頂部北側(cè)焊縫的西側(cè)。

3.6 再生器R-102至再生器接收器D-110轉(zhuǎn)劑線

再生器R102至再生器接收器D-110入口前彎管，檢測部位現(xiàn)場照片及脈沖渦流掃查詳情如圖6所示。

圖6 再生器檢測部位現(xiàn)場照片及脈沖渦流掃查圖

最小壁厚為4.92mm，設計壁厚為8.50mm，最大減薄率為42.12%，最小值位于彎頭外彎管的中間區(qū)域。

4 結語

總而言之，隨著煉油能力的增長、原油質(zhì)量的惡化和對安全長期生產(chǎn)的重視，意味著對煉油廠防腐工作的壓力加大。脈沖渦流掃描方法不僅可以應用于高溫裸管的檢測，還可以應用于絕緣層管缺陷的掃描，使管道腐蝕部位能夠快速定位。然而，這項技術仍有許多缺點需要結合其他測試方法進行驗證。不同的監(jiān)測方法具有不同的監(jiān)測范圍，只有與不同的腐蝕在線監(jiān)測方法相結合，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，才能不斷提高作戰(zhàn)監(jiān)測的可靠性和完整性，達到及時發(fā)現(xiàn)和減少腐蝕的目的。