普光气田天然气净化厂腐蚀监测系统概述

普光天然气净化厂腐蚀监测系统概述

普光气田天然气净化厂总规模共十二个系列，每两个系列的天然气脱硫装置、脱水装置、硫磺回收装置、尾气处理装置和酸性水汽提装置组成一个联合装置，布置在一个街区内，其中一个街区内的两个系列共用一套脱水装置、硫磺成型装置和酸性水气提装置。每个联合装置设25个在线监测点，六个联合装置共150个监测点，加上6个系统监测点共156个监测点。通讯方式为RS485现场总线形式，防爆类型为隔爆型（Ex dIICT4）。

系统总设1台数据采集服务器，数据采集服务器可分时取走各数据采集卡内数据并清空数据采集卡，服务器对数据采集卡及各系统监测点进行统一管理、系统设置和对外数据服务；数据采集服务器配置OPC server软件，用于系统与外部网络之间的实时数据通讯，物理接口采用以太网（TCP/IP）RJ45接口，OPC server应符合规范：DA2.05、HDA1.10、A&E1.10。在线腐蚀监测系统探针至数据采集卡采用为RS485通讯方式，数据采集卡与光端机间采用RS485通讯方式，各光端机间用双路光纤连接，服务器与光端机间采用RS232通讯方式。

一在线腐蚀监测系统配置－电感探针技术及参数描述

测量原理是根据金属管状探头在腐蚀前后的减薄而引发的线圈电感量的变化来测量腐蚀速率。如图1所示，当交流信号加至线圈两端时，在

线圈周围就会产生电磁场。而置于其中的金属导磁材

料就会影响磁场强度，间接影响线圈电感量⊿L。金属

试样厚度及材质不同，对磁场强度影响也不同，带来

图 1. 电感探头原理示

的线圈电感量⊿L也不同。所以，将金属试片置于测

试线圈所产生的磁场中，当金属试片腐蚀减薄时，会影响测试线圈的等效电感及感抗，通过检测电感变化量⊿L，就可推算出金属试片的腐蚀减薄量。

技术特点：

✧测量分辨率30nm，以年腐蚀率0.254mm/a为基准计算，可分辨出1小时的腐蚀减薄量；

✧能够测定液相或气相的腐蚀，可应用于电解质腐蚀体系和非电解质腐蚀体系；

✧是目前比较流行的在线腐蚀监测方法，由于测量信号采用交流信号，所以抗干扰能力强，

测量精度较高；

✧温度补偿试片被包在测试片里面，处于介质中的同一层面，所以其测量结果受温度影响

很小；

✧ 探头为管状，与探针体通过焊接方式连接，内部填充有高温固化胶，抗点蚀和耐冲刷能

力比电阻探针强。

✧ 它反应的是一段时间内腐蚀减薄量的积累情况； 主要参数指标： 变送器指标：

型 号：DG-9500 测量精度：≤30nm 供电电压：18~36VDC 环境温度：-25℃~+70℃ 防爆等级：Ex dIICT4 防护等级：IP65 通讯方式：RS485

探针指标：

安装方式：采用法兰连接，分为可带压拆装 耐压范围：可带压拆装≤20MPa 适用温度：≤430℃ 测量范围：0~250μm 管状探头壁厚：0.5mm

有效寿命：1年（以0.25mm/年腐蚀率计） 探针防介质渗漏措施：

一级保护：测量元件与探针体一体化焊接 二级保护：探针杆内部充满阻热耐压填充物 三级保护：探针尾部采用高标准玻璃密封航插 探针出厂时逐支进行耐温、耐压、机械震动疲劳检验

密封填料函指标：

连接方式：法兰式连接方式

密封方式：采用国际通用的石墨环密封 耐压范围：可带压拆装≤20MPa

探针插入管路深度：

可按现场实际要求选择探针长度（或插入深度），最大长度1500mm ，通常保证探

图3. 电感探头外形图

图2. 电感采集器外形图

头（测量元件）刚通过管内壁即可。（因为测量方式是用与管路同种材质的探头

腐蚀减薄量来近似的代替管路的腐蚀减薄量，所以确保探头与管壁所处的介质环

境最大限度的接近），本方案采取探头（测量元件）刚通过管内壁的方案。

挂片及挂片器

挂片及挂片器结构如如图4所示，在探针头部留

有配置挂片器的螺纹接口，挂片器与探针体螺纹

连接，挂片器主体为金属材料，挂片器前端配有

陶瓷过渡接头，在陶瓷过渡接头上联接挂片，从

而避免异种金属材料间的电偶腐蚀。

图4.挂片器示意图

二在线腐蚀监测系统配置-数据采集服务器

2.1 服务器

全部监测探针总设1个数据采集服务器（监控机即主机），服务器放置在中心控制室内，服务器（主机）采用工业计算机，其基本硬件要求如下：

CPU：Core TM 2 Duo

主频：≥2GHz

前端总线（FSB）：≥1066MHz；2MB L2 Cache

内存：≥1.0GB DDR2 SDRAM

硬盘：≥120GB 3Gbps SATA

显示器：Dell 2007FP桌面式液晶显示器

2.2 数据采集卡

六个联合装置区集中配备27个数据采集卡，每个数据采集卡带一条RS485总线单条总线的长度不大于1200米，单条总线可代32个采集器。六个系统监测点并入就近的联合装置区，其中第15、16号监测点并入第一联合装置区，单独配置1个数据采集卡，第18号监测点并入第四联合装置区，单独配置1个数据采集卡，第19、20、21号监测点并入第三联合装置区，单独配置1个数据采集卡；第一、三、四装置区各有5个数据采集卡，共27个数据采集卡。数据采集卡以RS485总线形式适时采集并存储总线上的各监测点数据，数据采集卡放置在现场机柜室机柜内。

2.3 光端机、光纤

每个联合装置区配置1个RS485/RS232光端机，中心控制室配置1个光端机，共需7个光端机。采用双路单模光纤，通过光端机构成双环自愈型光路，见图6，整个网络实现环路的自诊自愈，即某一段环路或者光端机出现故障，剩下的从站依然能够和主站正常通讯，连接光缆由甲方负责提供，卖方提供光缆的技术参数及要求，光端机（光电转换器）

图6. 双环自愈光路连接示意图

2.4 电源模块

每个联合装置区配置一个双电源模块，完全冗余设计以保证不间断供电，如果一个电源模块失效，另一个模块将自动接管所有的电源供电，供电电压为DC36V，电源模块放置在现场机柜室机柜内。

2.5 连接电缆

由探针处分线盒至数据采集卡的连接电缆采用3×2×1.5屏蔽电缆,四川仁智石化科探针处分线盒至探针位置的分支线由四川仁智石化科技有限责任公司负责提供，规格为:RVVP 2×1.25+3×0.5屏蔽电缆,电缆布线示意图如下图所示。