石油化工腐蚀解决方案

Process Operator Corrosion Engineer Materials Specialist
Purpose: Minitrend QX Multitrend SX
No requirement for DCS connection; correlate with other process data
•
例3——炼油厂 腐蚀 炼厂主要装置：
• • • • • • • • • • 常减压 催化裂化 延迟焦化 加氢精制 加氢裂化 胺系统 酸性水系统 硫磺回收系统 气体处理装置 冷却水系统
• 产品的稳定性和减少事故是炼厂生产的关键考虑。 • 腐蚀是导致炼厂设备损坏的主要因素之一，腐蚀管理包括深入的腐蚀 建模，软件分析，制定腐蚀控制方案，材料选择，缓蚀剂选择和实施 腐蚀监控。 • 腐蚀管理方案可整合到 Risk-Based Inspection (RBI) 管理。
腐蚀解决方案
HFS 2007 Conference
Beijing Office
介绍内容
(1)InterCorr背景及腐蚀解决方案概览
(2)腐蚀工业与监测背景
腐蚀的危害 腐蚀监测的重要性 传统测量技术 测量方法比较
(3) SmartCET 技术 (超级 LPR)
工作原理 特点、功能、优势和利益(FFEA: Feature, Function, Advantage, Benefit)
InterCorr背景
InterCorr是解决腐蚀与材料问题方面的世界领先企业，在材料与腐 蚀界享有盛誉，专门从事腐蚀监测产品、实验室设备、软件开发和 销售，及腐蚀研究、咨询服务。
InterCorr公司总部位于美国休斯顿，在石油、能源和运输行业的技 术专长而著称。20多年来，该公司服务过32个国家的850多位客户。
电厂
通用过程:

个别过程:
wk.baidu.com
冷却水 &过程水 化学处理 冷凝/架高系统 多相 & 酸系统 微生物影响的腐蚀

材料选择 过程异常 操作优化 减少停车 延长寿命 产品纯度
•
例 1 —— 油气田腐蚀 在我国的油气管道事故中，腐蚀造成的破坏约占
30％。
• 中原油田1993年管线与容器腐蚀穿孔8345次，更 换油管590公里，直接经济损失7000多万元，而 产品流失、停产、效率下降、环境污染等的间接 损失可达2亿多元
缺点
需要数月甚至半年才能取出 挂片称量得到一组数据。 当腐蚀速度较低或浸渍时间 短的时候，失重数据是不太 可靠的。
与电阻法一样是以金 属的损失为测量基础， 对低速率腐蚀系统响 应较慢；由于腐蚀产 物的堆积，有时得到 的数据结果不准确。
只能用于电解质环境。
信息类型
平均腐蚀速度和腐蚀形态
累积腐蚀
瞬时腐蚀速度
测量技术比较
能力
过程控制 工厂监测 总体腐蚀
Coupo ns No Yes Yes ER No Yes Yes Super ER Yes Yes Yes FSM No Yes Yes AE, UT No Can be Yes LPR No1 Yes Yes ECN No1 Yes Yes
Super LPR Yes Yes Yes
sup可以帮助您正确决策
腐蚀破坏类型： 材料损失；装置失效、 报废；停工、停产；液 体、气体泄漏；产品流 失；火灾；爆炸；等
腐蚀引起的其他危害： 人身事故 资源浪费 环境污染
腐蚀 – 任何工业领域都很重要
$2.8B
$7.4B
$12B $
$3.4B
$14B
石油 & 天然气 生产
炼厂
纸浆 & 造纸
化工 & 冶炼
Yes
High High Yes
Yes
High
Can be
Medium Low Some
反应速度
高温
High
Yes
1 LPR and ECN 可以进行实时过程控制，但当前大多数供应商没有提供好的有竞争力的产品
第三部分 SmartCET® 技术介绍
Super-LPR 技术,SmartCET产品FFAB分析
电感探针法
将一金属薄片置于探 头外表面，通过测量 探头内线圈磁阻信号 的变化推算腐蚀速度。
电化学针法
利用电化学反应的原 理，通过测量腐蚀电 流等进行腐蚀速率的 测量。（腐蚀速率 = B / Rp）
技术原理
优点
测量准确，经济投入最少。
应用广泛，灵敏度较 高，响应较快。
响应速度快，灵敏度 高，分辨率高，在电 解质环境测量值更准 确。
InterCorr服务对象包括：油气钻探、管线、炼油厂、发电厂、钢铁 厂、研究院、实验室、化工厂、航天、码头和储运设施等领域。 全球范围的油气、化工公司服务、合作经验，例如 Shell, ExxonMobil, BP, BASF, Dupont, Bayer, ConocoPhillips, etc. 从传统的离线监测过渡到InterCorr的SmartCET在线实时监测技术， 预计可节省腐蚀成本高达20％。 InterCorr在腐蚀领域的深刻认知、SmartCET技术以及Experion过程知 识系统(PKS) 结合起来，可使腐蚀控制达到新的水平。
超级 LPR 技术
SmartCET 腐蚀测量变送器
变送器
插入式探针探头
探针电极 (耗品)
在线, 实时腐蚀监测….
100
0
Red Line
* mpy - mils per year mmpy - millimeters per year
工厂的“速度计” !
仪表接入系统的腐蚀测量系统
Typical User:
腐蚀解决方案概览
服务 产品 软件

材料/腐蚀咨询 SmartCET腐蚀变送器 实验室测试，设备 & 分析服务 腐蚀测试高压釜及各种附件 第一个 在线、实时总体/局部 缓蚀剂的选择 高压参比电极 腐蚀率测量系统，并可接入 DCS 腐蚀测点推荐 氢探针 现场腐蚀诊断，工厂敏感性分析 油气相关方面腐蚀测试研究设备 各种腐蚀知识培训 慢拉伸应力腐蚀测试系统 应力环
仪表接入系统的腐蚀测量系统
Corrosion Rate Pitting Factor B-Value Corrosion Mechanism Indicator
HART to 4-20 mA Converter
Typical User:
HC 900 Control System
Process Operator Corrosion Engineer / Materials Specialist
Lab tech. No No Yes
局部腐蚀
灵敏度
Yes
High Low Yes
No
LowMedium LowMedium No
No
Medium High Medium High No
No
Med High Med High Yes
Can be
Medium High Medium Yes
No
High High Yes
SmartCET – 超级 LPR 技术
• SmartCET 提供在线，实时的腐蚀监测，包括总体腐蚀和局部 腐蚀
超级 LPR 技术是多种腐蚀检测监测技术的同时应用
电化学噪声 (ECN) 线形极化电阻 (LPR) 谐波失真分析 (HDA)
点蚀系数以及其它局部腐蚀参数
精确总体腐蚀和其它总体腐蚀参数
柯伟《中国工业与自然环境腐蚀调查 》
• 油气田内腐蚀主要包括：
采油系统 （井下工具及抽油系统的腐蚀 ；油管、套管内腐蚀） 注水系统 （注水管线的腐蚀、注水井油套管的腐蚀、回水管线腐蚀、注水泵腐蚀） 油气集输系统 钻井平台 净化厂（脱硫系统，脱水系统等）
例2——长输管道腐蚀
•近50%的管道泄漏是由内外部腐蚀引起； • 对气体传输，超过 20%的泄漏由腐蚀引起； • 局部腐蚀占腐蚀事故的70%-90%； •90% 的腐蚀损伤发生在10% 的时间内。
Purpose:
Low cost system to bring corrosion with other process data
Typical User:
HART to 4-20 mA Converter Corrosion Rate Pitting Factor B-Value Corrosion Mechanism Indicator
FCC 案例研究 用于Petrobras 炼厂
实时监测用于过程控制
• 目的是降低水和降低高氮油 时控制 cyanide 含量。 • 冲洗系统用水从 7.5% 降低 到3.5% ---FCC light end recovery 系统。 • 每月节省成本 $250,000。
例4——化学化工行业
• 1993年，我国化工系统腐蚀造成的损失约100亿，占全 国腐蚀总损失的11%。 • 一套年产30万吨的合成氨装置因停产一天就损失60万元； 由于高温腐蚀每更换一根炉管就会造成3天停产; • 一套年产30万吨乙烯装置每停产一天损失750万元; • 仪征化纤厂35万吨对苯二甲酸（PTA）生产装置停产1天 损失140万元 。 • 存在严重腐蚀的部分石油化工装置： 氯乙烯，苯乙烯，烷基苯，间甲酚，丁辛醇，乙醛/醋酸， 苯酚/甲酮，合成树脂，合成橡胶等。 • 其他化学行业：纯碱，硫酸，氯碱，化肥（合成氨，尿 素，硫氨，钾肥等），染料，农药。
• Native HART capability • Corrosion point appears as one analog input with three corrosion parameters • Field Device Manager to access HART parameters
解决办法
历史数据;经验
软件建模 腐蚀预测
分析报告
腐蚀问题调查
在线监测;离线检测
腐 蚀 数 据
腐蚀防护手段
材料更换;涂层;阴极保护;缓 蚀剂;工艺调整等
对策
腐蚀原因分析
在线腐蚀监测的意义与重要性
(1)为科学管理与决策提供依据，选择合适的防护手 段，如优化缓蚀剂的选择，材料更新，工艺调整 等； (2)预防事故的发生，降低风险 ； (3)预测设备寿命； (4)降低腐蚀成本； (5)改善设备运行状态，提高运行效率和能耗效率， 减少污染； (6)分析腐蚀原因、机理，评价流体、环境、工艺过 程变化。
•
Legacy Systems (HART challenged)
– Transmitter connected to HART I/F module
• • • • Converts 3 HART signals to three 4-20 mA Converter mounts inside controller cabinet Corrosion points appear as 4 analog inputs MC Toolkit with SDC 625 to access HART parameters
四种常用腐蚀监测手段介绍
挂片法
直接称量一段时间后金属的 腐蚀增重或失重。
电阻探针法
R= ρ×L/S。长度一定 的金属材料在受到环 境影响腐蚀减薄时， 其截面积减少，电阻 增大。故根据上述原 理测得电阻的变化就 能算出其减薄量，从 而进一步可算出腐蚀 速度。 能应用于几乎任何环 境（高温或低温，导 电或不导电，气相或 液相）。 1以金属损失为基础， 灵敏度低； 2需要金属损失一定量 后才响应； 3由于腐蚀产物的堆积， 有时得到的数据结果 不准确。 4当总腐蚀有意义时， 电阻法较为适合；但 如果腐蚀速度经常发 生变化，电阻法就不 太令人满意了。 累积腐蚀
HART
Process Operations
Purpose: C300 Experion PKS
Add on-line, real-time corrosion monitoring to existing PKS
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Experion C200 and C300
– Connect SmartCET to analog input FTA

腐蚀预测与分析 风险评估 材料选择 资产管理 软件包括Predict, PredictPipe, Socrates, Strategy, Corrosion Analyze等
腐蚀工业与监测背景
客户问题，腐蚀监测应用技术与现状
腐蚀的危害
全球每年因腐蚀造成的经济损失 达7000亿美元（中国为5000亿 RMB），占各国GNP2-4%, 为自然灾害(地震、风灾、水灾、 火灾等)损失总和的6倍！