电阻探针在油田站场生产设施腐蚀平台中的应用研究.pdf

年第 卷 第 期石油化工腐蚀与防护 监 测 与 检 测引用格式：渠蒲，于慧文，陈永浩，等电阻探针在油田站场生产设施腐蚀平台中的应用研究 石油化工腐蚀与防护，（）：，（）：电阻探针在油田站场生产设施腐蚀平台中的应用研究渠蒲，于慧文，陈永浩，尹琦岭，王树涛，王清岭（中国石油化工股份有限公司中原油田分公司，河南 濮阳 ；中石化炼化工程集团洛阳技术研发中心，河南 洛阳 ）摘要：针对某油田站场生产设施，优选在线腐蚀监测技术，并进行适应性及经济性评价，实时监测远程传输管道腐蚀速率的变化情况，预测管道腐蚀趋势，实现油气设备腐蚀状态的动态量化评估、腐蚀监控预警、腐蚀数据集中管理和综合分析，提高腐蚀评估的准确性，保障装置长周期安全稳定运行。关键词：腐蚀；在线监测；适应性评价收稿日期：；修回日期：。作者简介：渠蒲（），工程师，本科，年毕业于东北石油大学化学工程与工艺专业，现从事油气田腐蚀与防护工艺技术方面的工作。：基金项目：油气站场设施腐蚀评估及管理平台建设与应用（）通信作者：王树涛（），博士，高级工程师，年毕业于北京科技大学材料物理与化学专业，现从事油气田腐蚀评估与防腐工艺技术方面的工作。：随着油气田开发年限的延长，地面系统骨架工程已进入更新、维修期，改造投资逐年增大。主要表现在：设备陈旧老化、能耗高、效率低；管道腐蚀严重，影响安全生产。腐蚀问题不但制约着开发效益的提高，而且关系到企业的生存及发展 。中原油田东濮老区自 年发现濮参一井以来，已连续开采近 ，目前综合含水率已高达 ，站场生产设施因腐蚀发生泄漏、穿孔事故频繁，站场内数字化、信息化、智能化应用程度又偏低，事故隐患排查治理、事前预防能力严重不足。因此，中原油田选择在濮二联进行系统研究，选取平台中关键的腐蚀数据，油田目前使用的是常规的失重挂片法 ，其滞后的腐蚀数据，严重影响腐蚀评估的准确性，不能满足腐蚀平台的要求。该文结合现场工况实际和经济性考虑，进行了在线电阻探针技术的研究和应用，通过开展室内对比试验、优化算法及探针形状等进一步提升了数据精度，以及在现场进行的监测点布局优化、安装应用试验，最终确定了适用于中原油田的腐蚀数据采集方式，为下一步油田油气站场实时管控腐蚀风险因素分析的准确性奠定了基础。油气站场腐蚀现状濮二联合站主要工艺流程为油藏经营管理区来液以及经三相分离处理后油、气、水，设计处理能力 ，设计处理油量 ，目前实际处理液量 ，进站含水率约 ，进站温度 ，进站压力 ，外输含水率 ，外输温度 ，外输压力 。濮二联合站主要腐蚀问题：罐体腐蚀穿孔、罐壁及罐顶锈蚀、外防腐层脱落；三相分离器减薄，管线、阀门、泵等腐蚀泄漏。发生腐蚀泄漏最多的为管线，其次是泵。近两年漏点情况统计见图 。在线监测技术 必要性中原油田东濮老区腐蚀监测采用挂片失重法，其基本原理是将试件挂在管线内一定高度，然后在一定时间内进行监测，通过分析挂片失重来计算腐蚀速率。目前中原油田腐蚀监测周期为 个月，即每个监测部位每年只能获取 组腐蚀数据，传统的监测技术，只能得到累积的腐蚀速率，监 测 与 检 测石油化工腐蚀与防护 年第 卷时效性差，难以实现实时监测，滞后的数据会对腐蚀评估平台造成误判，导致风险识别精准度下降，不能满足腐蚀评估平台要求。因此，需要选择在线腐蚀监测技术 实现实时监测，得到的瞬时腐蚀速率数据，有助于腐蚀评估平台进行风险分析调整，实现实时预警机制。图 近两年的漏点情况统计 优选电阻探针作为在线监测方式在线腐蚀监测技术已经广泛应用于炼油、油气采输等多种工业领域 ，在线监测技术按照适用范围、精度要求、成本费用等用于不同的工业现场。根据中原普光现场监检测应用技术经验 ，目前常用的在线监测技术为线性极化探针、电阻探针、电感探针、电指纹、氢探针等，由于现场工况为油气水介质，通过对适用范围、监测成本等综合因素分析，在濮二联站选用了在线电阻探针监测技术，各类监测技术对比情况见表 。表 腐蚀监测技术对比分析方法监测原理特点检出信息适用对象结果电阻探针法根据腐蚀造成电阻探针的电阻变化测量腐蚀速率较快、应用灵活，适用于任何介质连续监测、平均腐蚀速率任意介质容易电感探针法根据感抗的变化测定敏感元件的厚度响应时间快，费用较电阻法略高连续监测、平均腐蚀速率任意介质容易线性极化电阻法根据腐蚀过程中极化探针表面极化电阻变化测量腐蚀速率快速、应用灵活连续的腐蚀速率电解质较易，存在干扰氢渗透法通过测量渗透到氢探针中的氢分子量计算氢渗透率需时较长氢渗透速率任意介质较易腐蚀监测法根据特制的测试管段上多点电位的变化测量腐蚀速率费用昂贵腐蚀速度管线缺陷任意介质较复杂“蚊香”形电阻探针优化设计 现有探针存在的不足电阻探针工作原理是在电阻探针长度不变的前提下，根据截面积与电阻的线性关系得出的腐蚀速率。根据其原理，试验逐步优化后，均取得了较好的效果 。但结合中原油田后期开采高含水、低 值、高 易发生点蚀的特点，目前市面上常用的棒式电阻探针在出现点蚀或断裂长度变化后，将会存在严重的数据误差，同时，电阻探针运行中，会产生随机误差和系统误差等，使得每次测定的腐蚀深度值不一致，导致测量结果波动较大。电阻探针结构优化设计结合中原油田高矿化度、高 含量的特性，失重挂片表面易形成深 型严重点蚀及腐蚀产物附着后造成的垢下腐蚀。电阻探针常用的棒状结构与失重挂片情况类似，长时间使用后可能存在断裂、腐蚀产物附着导致数据失真，同时探针垂直插入管线内部，与介质流向垂直，流速的改变可能出现冲蚀现象，为消除此影响，将探针形状设计成平面“蚊香”形，这样探针与介质流向一致，可防止探针受到正面冲刷，同时探针垂直向下，表面与介质流向一致后，在其表面形成的垢可被清除，进而得到管线的腐蚀速率。第 期渠蒲等 电阻探针在油田站场生产设施腐蚀平台中的应用研究监 测 与 检 测 电阻探针数据优化处理探针形状改变后，为保证“蚊香”形探针精度，将试棒进行了最大程度的加粗，增加其有效长度，再通过与失重挂片的室内对比试验，将得到的数据进行对齐、分析，筛除无效数据，获取蚊香形探针的腐蚀损坏规律 ，随后，结合现场加有缓蚀剂的实际情况，再次对缓蚀剂加注后蚊香型探针与失重挂片的数据对比，进一步剔除离群值，将所有数据平滑处理后，确定出一元线性拟合方程式，确保现场应用达到满意效果。根据试验结果发现电阻探针测试的腐蚀速率数据与挂片数据能够得到很好的拟合，挂片数据基本处于探针数据的 置信区间。通过进一步试验可以看出，电阻探针累计腐蚀速率与挂片腐蚀速率一致，瞬时腐蚀速率低于累计腐蚀速率。现场应用由于濮二联站场内部分阀组管线使用柔性复合管、来水管线采用了玻璃钢材质，不适宜在这类部位安装在线电阻探针，需选择金属管线部位，同时配合在线测厚装置，对管线腐蚀进行实时监测，最终确定在具有代表性的濮二联东五线来油阀组、滤后水、濮三联原油外输部位，进行监测布局，获取整个系统的腐蚀数据。监测布局见图 ，挂片数据对比见表 。图 监测布局表 挂片数据对比 部位监测方式瞬时速率累计速率濮二联东五线来油阀组失重挂片 电阻探针 濮二联滤后水失重挂片 电阻探针 濮三联原油外输失重挂片 电阻探针 结论（）通过改变电阻探针形状，可以更好的贴合现场实际，提高电阻探针的可靠性，消除点蚀断裂、冲刷和结垢等不利因素，使得电阻探针能够更好的满足测量需求。（）对电阻探针因形状改变后造成的误差，通过室内对比试验，将改进后的电阻探针测试的腐蚀速率数据在实验室与挂片数据进行对比，最终得到电阻探针累计腐蚀速率与挂片腐蚀速率一致的结果，同时瞬时腐蚀速率数据可作为工况变化后引起腐蚀变化的动态评价指标，为及时采取腐蚀措施提供指导。参考文献 罗沿予 石油化工设备的腐蚀与质量防护 石油石化物资采购，（）：，（）：汤天遴，高亚楠，石伟，等 腐蚀监测技术在中原油田的应用 腐蚀科学与防护技术，（）：，（）：盛长松，李选亭，晁君瑞，等 在线腐蚀监检测器的研究与应用 石油化工腐蚀与防护，（）：，（）：杨晓惠，饶雯阳，王燕楠 在线腐蚀监测技术在石化行业中的应用 石油化工腐蚀与防护，（）：，（）：李海凤 普光气田腐蚀监检测技术应用现状及效果分监 测 与 检 测石油化工腐蚀与防护 年第 卷析 石油化工腐蚀与防护，（）：，（）：王志彬，万泽贵，王新凯，等 提高电阻探针腐蚀在线监测精度的措施 石油化工腐蚀与防护，（）：，（）：郑丽群 电阻探针实时监测数据的误差分析与处理 石油化工腐蚀与防护，（）：，（）：（编辑马晓华），（，；，）：，：；第十四届（）石油化工设备维护检修技术交流会顺利召开月 日，第十四届（）石油化工设备维护检修技术交流会在黑龙江省哈尔滨市召开，会议旨在加强石化企业设备管理工作，提高设备维护检修水平，确保炼油化工装置安全、稳定、长周期运行。来自中国石化、中国石油、中国海油、中国中化和国家能源集团的总部领导、生产企业，以及检维修企业、研究机构、高等院校和制造企业的 多位代表参加了会议。会上，位领导和专家作了精彩的技术报告，交流的内容涵盖了检维修管理、长周期运行、国外同行情况、设备监造、防腐管理、全过程管理、完整性管理、大机组检修、智能检测及信息化等石化企业面临的热点问题。同时，设备制造服务公司展示了最新的设计和产品，为石油石化企业设备检维修提供了强有力的支持。会议期间，代表们认真聆听报告，交流充分、讨论热烈，达到了技术交流、互相学习、经验共享的目的，从而为提升石油化工、煤化工行业设备检维修水平做出了贡献。技术交流会之前，中国化工学会石化设备检维修专业委员会召开了第二次会员代表大会，大会选举产生了石化设备检维修专业委员会第二届委员会，中国石化化工事业部原副总经理徐钢当选为第二届委员会主任委员。石油化工设备维护检修技术交流会由中国石化出版社主办，每年召开一次。（供稿：中国石化出版社白桦）