CN105445175A - 一种设备腐蚀监测方法及监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种设备腐蚀监测方法及监测系统，涉及设备腐蚀监测技术领域，为解决现有的监测反应设备内衬厚度的方法中，不能够对反应设备的内衬的腐蚀情况做出准确判断的问题。该设备腐蚀监测方法包括以下步骤：选择与反应设备的内衬相同材质的测压管，且测压管的管壁厚度小于反应设备内衬的腐蚀裕量；将测压管的一端设于反应设备中，且与反应设备的底部无缝连接，在测压管的另一端安装测压装置；根据测压管被腐蚀泄露所需要的失效时间，得到测压管的腐蚀速率，进而得到反应设备的内衬的腐蚀速率；根据反应设备的内衬的腐蚀速率和失效时间判断反应设备的内衬的腐蚀情况。本发明提供的设备腐蚀监测方法用于监测反应设备的腐蚀情况。

Description

一种设备腐蚀监测方法及监测系统

技术领域

本发明涉及设备腐蚀监测技术领域，尤其涉及一种设备腐蚀监测方法及监测系统。

背景技术

随着生活质量的不断提高，城市废水、工业污泥等污染物也相应增多，而处理这些污染物所应用的超临界水氧化技术需要在高温(大于500℃)、高压(大于23MPa)等苛刻的反应条件下进行，在这种反应条件下，反应设备内部所盛载的介质会对反应设备的内衬造成一定的腐蚀和磨损，当反应设备的内衬的腐蚀或磨损的程度较严重时，就会发生反应设备突然破裂，甚至爆炸等安全事故，因此，对反应设备使用情况的实时监测一直是化工企业关注的焦点。

目前，一般通过监测反应设备的内衬厚度来了解反应设备的使用情况，而监测反应设备的内衬厚度的方法有很多，例如：通过高温测厚仪对反应设备定期进行定点测厚，但这种方法只能得到反应设备内衬的平均腐蚀速率，再根据反应设备内衬的平均腐蚀速率来判断反应设备内衬的腐蚀情况，不能够对反应设备的内衬的腐蚀情况做出准确的判断。

发明内容

本发明的目的在于提供一种设备腐蚀监测方法及监测系统，用于解决现有的监测反应设备内衬厚度的方法中，不能够对反应设备的内衬的腐蚀情况做出准确判断的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种设备腐蚀监测方法，包括以下步骤：

步骤101，选择与反应设备的内衬相同材质的测压管，且所述测压管的管壁厚度小于所述反应设备的内衬的腐蚀裕量；

步骤102，将所述测压管的一端设于所述反应设备中，且与所述反应设备的底部无缝连接，在所述测压管位于所述反应设备之外的一端安装测压装置，所述测压管内的初始压力小于所述反应设备内的反应压力；

步骤103，通过所述测压装置监测所述测压管内的实际压力，当所述实际压力大于所述初始压力时，测量所述测压管被腐蚀泄露所需要的失效时间，根据所述失效时间，以及所述测压管的管壁厚度，得到所述测压管的腐蚀速率；

步骤104，根据所述测压管的腐蚀速率与所述反应设备的内衬的腐蚀速率的对应关系，得到所述反应设备的内衬的腐蚀速率；

步骤105，根据所述反应设备的内衬的腐蚀速率和所述失效时间判断所述反应设备的内衬的腐蚀情况。

本发明还提供一种监测系统，用于实施上述设备腐蚀监测方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供的设备腐蚀监测方法中，将测压管安装在反应设备中，随着反应的进行，反应设备内部所盛载的介质会同时对反应设备的内衬，以及测压管的管壁造成腐蚀，由于所选择的测压管的材质与反应设备的内衬的材质相同，使测压管2的管壁的腐蚀程度与反应设备的内衬的腐蚀程度几乎相同，即能够通过测压管的腐蚀情况监测反应设备内衬的腐蚀情况；而选择的测压管的管壁厚度小于反应设备的内衬的腐蚀裕量，又保证了测压管能够先于反应设备被腐蚀失效；在测压管上安装测压装置，通过测压装置监测测压管内的实际压力(测压管未被腐蚀失效时，测压装置显示的为初始压力，测压管被腐蚀失效后，测压装置显示的为反应设备内的反应压力)，并根据测压装置实际显示的变化测量测压管被腐蚀泄露所需要的失效时间，再根据测压管的管壁厚度，得到测压管的腐蚀速率；由于测压管的腐蚀速率和反应设备的内衬的腐蚀速率之间存在对应关系，能够根据这种对应关系，得到反应设备内衬的腐蚀速率；再由反应设备的内衬的腐蚀速率和失效时间判断反应设备的内衬的腐蚀情况。因此，本发明提供的设备腐蚀监测方法能够根据测压管的腐蚀情况，监测反应设备内衬整体的腐蚀情况，能够对反应设备的内衬的腐蚀情况做出准确判断。

另外，本发明提供的设备腐蚀监测方法在具体实施时，所采用的测压管、测压装置等监测设备的成本较低，而且在实施监测的过程中，工作人员不需要与反应设备近距离接触，很好的降低了监测过程的危险性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的反应设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的设备腐蚀监测方法的流程图。

附图标记：

1-反应设备，2-测压管，

3-测压装置。

具体实施方式

为了进一步说明本发明实施例提供的设备腐蚀监测方法及监测系统，下面结合说明书附图进行详细描述。

请参阅图1和图2，本发明实施例提供的设备腐蚀监测方法包括以下步骤：

步骤101、选择与反应设备1的内衬相同材质的测压管2，且测压管2的管壁厚度小于反应设备1的内衬的腐蚀裕量。

步骤102、将测压管2的一端设于反应设备1中，且与反应设备1的底部无缝连接，在测压管2位于反应设备1之外的一端安装测压装置3，所述测压管内的初始压力小于所述反应设备内的反应压力；具体的，测压管2的两端均呈开口状，将其设置在反应设备1中的一端与反应设备1的底部无缝连接，使反应设备1内部所盛载的气固介质不会进入到测压管2中，保证测压装置3显示的数据为测压管2中稳定的常压数据；而无缝连接的方法有多种，例如：焊接，但不仅限于此；此外，所使用的测压装置的种类也不做限定，只要能够准确反映测压管2中的压力情况即可，较常使用的测压装置为压力表。

步骤103，通过测压装置3监测测压管2内的实际压力，当实际压力大于初始压力时，测量测压管2被腐蚀泄露所需要的失效时间，根据失效时间，以及测压管2的管壁厚度，得到测压管2的腐蚀速率；更详细的说，当反应设备1开始工作时，记录下反应设备1开始工作的时间，随着反应的进行，测压装置3所监测的测压管2内的实际压力大于初始压力，即测压管2被反应设备1内盛载的介质腐蚀失效时，记录下反应设备1被腐蚀失效时的时间，将反应设备1被腐蚀失效时的时间与反应设备1开始工作的时间的差值作为测压管2的失效时间，再根据测压管2的厚度得到测压管2的腐蚀速率。

步骤104，根据测压管2的腐蚀速率与反应设备1的内衬的腐蚀速率的对应关系，得到反应设备1的内衬的腐蚀速率；进一步的说，测压管2以及反应设备1的内衬在腐蚀初期表面的钝化膜尚未形成，使得测压管2以及反应设备1的内衬在腐蚀初期的腐蚀速率均较高，而在测压管2的表面以及反应设备1的内衬的表面均形成钝化膜后，测压管2的腐蚀速率以及反应设备1的内衬的腐蚀速率均会有所下降，即测压管2的腐蚀速率以及反应设备1的内衬的腐蚀速率均与腐蚀时间是非线性关系；此外，温度的高低也是影响测压管2的腐蚀速率以及反应设备1的内衬的腐蚀速率的重要因素，当温度较高时，相应的测压管2的腐蚀速率以及反应设备1的内衬的腐蚀速率均较高；因此，在所选择的测压管2的管壁厚度不同，以及环境的温度不同的情况下，测压管2的腐蚀速率和反应设备1内衬的腐蚀速率之间存在不同的对应关系；根据所选择的测压管2的管壁厚度以及对应的反应设备1的内衬的温度，得到测压管2的腐蚀速率和反应设备1内衬的腐蚀速率的对应关系，然后根据步骤103中测压管2的腐蚀速率，相应得到反应设备1的内衬的腐蚀速率。值得注意的是，测压管2的腐蚀速率和反应设备1的内衬的腐蚀速率的对应关系为倍数关系。

步骤105，根据反应设备1的内衬的腐蚀速率和失效时间判断反应设备1的内衬的腐蚀情况；具体的，将得到的反应设备1的内衬的腐蚀速率与上述测压管2的失效时间相乘得到反应设备1的内衬的腐蚀情况。

本实施例提供的设备腐蚀监测方法中，将测压管2安装在反应设备1中，随着反应的进行，反应设备1内部所盛载的介质会同时对反应设备1的内衬，以及测压管2的管壁造成腐蚀，由于所选择的测压管2的材质与反应设备1的内衬的材质相同，使测压管2的管壁的腐蚀程度与反应设备1的内衬的腐蚀程度几乎相同，即能够通过测压管2的腐蚀情况监测反应设备1内衬的腐蚀情况；而选择的测压管2的管壁厚度小于反应设备1的内衬的腐蚀裕量，又保证了测压管2能够先于反应设备1被腐蚀失效；在测压管2上安装测压装置3，通过测压装置3监测测压管2内的实际压力(测压管2未被腐蚀失效时，测压装置3显示的为初始压力，测压管2被腐蚀失效后，测压装置3显示的为反应设备1内的反应压力)，并根据测压装置3实际显示的变化测量测压管2被腐蚀泄露所需要的失效时间，再根据测压管2的管壁厚度，得到测压管2的腐蚀速率；由于测压管2的腐蚀速率和反应设备1的内衬的腐蚀速率之间存在对应关系，能够根据这种对应关系，得到反应设备1的内衬的腐蚀速率；再由反应设备1的内衬的腐蚀速率和失效时间判断反应设备1的内衬的腐蚀情况。因此，本发明提供的设备腐蚀监测方法能够根据测压管2的腐蚀情况，监测反应设备1内衬整体的腐蚀情况，能够对反应设备1的内衬的腐蚀情况做出准确判断。

另外，本发明提供的设备腐蚀监测方法在具体实施时，所采用的测压管2、测压装置3等监测设备的成本较低，而且在实施监测的过程中，工作人员不需要与反应设备1近距离接触，很好的降低了监测过程的危险性。

需要说明的是，在步骤101中，为了使测压管2的腐蚀程度和反应设备1的腐蚀程度基本相同，在保证测压管2的材质与反应设备1的内衬的材质相同的情况下，更为优选的，所选择的测压管2应与反应设备1在同一生产厂家，采用同一生产工艺生产，即使测压管2和反应设备1的内衬的相似度尽可能的达到最高，这样在通过测压管2的腐蚀程度衡量反应设备1的内衬的腐蚀程度时，所得到的结果会更加准确。

另外，由于在反应进行的过程中，反应设备1的内衬的腐蚀程度与测压管2的腐蚀程度基本相同，为了避免由偶然因素所导致的反应设备1的内衬先于测压管2被腐蚀失效，或反应设备1的内衬与测压管2同时被腐蚀失效，在步骤101中，选择的测压管2的管壁厚度应小于反应设备1的内衬的腐蚀裕量；这样就避免了出现上述问题，而且还能够保证测压管2已经被腐蚀失效后，反应设备1还能够继续维持工作，为工作人员采取相应措施提供充足的时间。

在上述步骤102中，当安装在反应设备1上的测压管2的数量为至少两个时，同一个测压管2的管壁厚度相同，不同的测压管2的管壁厚度呈梯度分布。将各测压管2的管壁厚度呈梯度分布，能够使各测压管2依次被腐蚀失效，记录各测压管2的失效时间，并对照各测压管2的管壁厚度就能够得到各测压管2的腐蚀速率；再通过综合各测压管2对应不同时间段的腐蚀速率，根据上述步骤104所述内容，就能够得到反应设备1在不同时间段的腐蚀速率，将反应设备1在不同时间段的腐蚀速率绘制成曲线图，在后续反应设备1的应用过程中，能够直接通过曲线图来准确判断反应设备1的内衬的腐蚀情况，而不必再使用测压管2进行监测，这样不仅能够保证反应设备1能够更安全稳定的工作，还为企业节约了监测成本。而将各测压管2中的最大管壁厚度小于反应设备1的内衬的腐蚀裕量1.5mm-2mm，不仅能够准确的判断反应设备1在各个时间段的腐蚀情况，而且在最大管壁厚度对应的测压管2被腐蚀失效时，工作人员能够判断反应设备1已接近安全工作的极限，在这种情况下及时停止反应设备1的工作，既能够将反应设备1最大限度的利用，避免资源浪费，又保证了后续工作的安全进行。

需要说明的是，各测压管2的管壁厚度能够以多种方式呈梯度分布，例如：各测压管2的管壁厚度自2mm开始，以0.5mm为基数增加，测压管2的最大管壁厚度至少为5mm，但不仅限于此；在实际操作过程中，应根据使用的反应设备1的具体情况，来确定所使用测压管2的数量，递增基数，最小管壁厚度以及最大管壁厚度，以使监测结果能够更加准确。

在上述步骤102中，当安装在反应设备上的测压管2的数量为一个时，测压管2的管壁厚度小于反应设备1的内衬的腐蚀裕量1.5mm-2mm；且在上述步骤103中，当实际压力大于初始压力时，反应设备停止使用。

由于选择一根测压管2时，这根测压管2的主要作用是为了防止反应设备1被腐蚀泄露，而工作人员需根据测压管2的腐蚀情况判断反应设备1的内衬的腐蚀情况，进而判定反应设备1是否能够继续安全的工作；若选择的测压管2的管壁厚度，在满足管壁厚度小于反应设备1的内衬腐蚀裕量的前提下，远小于反应设备1的内衬厚度，就会出现测压管2已经被腐蚀失效，而反应设备1还很安全，在反应设备1接下来的工作中，工作人员无法准确判断反应设备1还能够继续工作多久，为接下来反应设备1的工作带来安全隐患。因此，选择的测压管2的管壁厚度小于反应设备1的内衬的腐蚀裕量1.5mm-2mm，当测压管2被腐蚀失效时，工作人员能够判断反应设备1的内衬的腐蚀程度已经接近内衬的腐蚀裕量，应及时停止反应设备的工作，这样能够很好的避免由点腐蚀所导致的反应设备突然泄漏的问题。

在上述实施例提供的测压管2中设有多点热电偶，并使多点热电偶能够监测不同区域所对应的反应设备1的内衬温度；由于反应设备1内衬的腐蚀程度除了与反应设备1内部盛载的介质种类有关外，还与反应设备1内衬的温度有关，通过多点热电偶实时监测不同区域所对应的反应设备1的内衬温度，能够得到反应设备1的内衬在最大腐蚀速率的情况下所对应的最高温度，并准确判断最大腐蚀速率对应的最高温度的位置；在接下来生产反应设备1时，可以将最高温度点对应的位置的反应设备1的内衬进行局部加厚，以延长反应设备1的使用寿命。值得注意的是，多点热电偶能够对不同的区域进行实时监测，使监测的结果更加准确。

待反应设备1中的测压管2全部腐蚀失效，并判定反应设备1无法继续使用后，还可以将反应设备1中的测压管2取出，根据测压管2被腐蚀发生泄漏的腐蚀点的区域，相应的将下次投入使用的反应设备1的内衬进行局部加厚，也能够很好的延长反应设备1的使用寿命。

然而上述多点热电偶在其实际监测过程中，所监测的结果会受到很多因素的影响，为了使上述多点热电偶的监测结果更加准确，在上述步骤102中，将测压管2的一端设于反应设备1中时，应尽可能让测压管2贴在反应设备1的内衬上，这样多点热电偶就会更靠近反应设备1的内衬，所监测到的温度也会与反应设备1的内衬的实际温度更加接近；另外，由于在反应设备1中，反应设备1中部的温度相比于反应设备1的内衬更高，而且反应设备1中部的介质浓度相对于反应设备1的边缘较大，使得反应设备1中部相对于反应设备1内部的边缘具有更强的腐蚀强度；因此，将测压管2尽可能的贴在反应设备1的内衬上，还能够使测压管2所处的腐蚀环境与反应设备1的内衬所处的腐蚀环境基本相同，这样就能够更好的根据测压管2的腐蚀程度来判断反应设备1内衬的腐蚀情况。

此外，在将测压管2的一端设于反应设备1中，而另一端留在反应设备外的情况下，为了不影响反应设备1内的反应正常进行，可以将反应设备1的顶部换成法兰盖，并使法兰盖上的孔的大小与穿过孔中测压管2的外径大小相匹配，这样就使反应设备1的内部与反应设备1的外部仍然处于隔绝的状态，继续维持了反应所需的反应条件，保证了反应设备1的正常使用。

在通过上述实施例提供的设备腐蚀监测方法对反应设备1的腐蚀情况进行监测时，还可以在反应设备1的外部安装报警装置，使报警装置与测压装置3相连，当测压管2被腐蚀失效时，即测压管2内的实际压力大于初始压力时，报警装置能够发出警报以提示工作人员注意当前的监测情况，很好的避免了由于工作人员疏忽而导致的意外情况的发生。

本发明实施例还提供了一种监测系统，用于实施上述设备腐蚀监测方法。通过使用监测系统来实现设备腐蚀监测方法，所产生的有益效果与上述设备腐蚀监测方法所产生的有益效果相同，在此不做赘述。

为了更清楚的描述本发明实施例提供的设备腐蚀监测方法的具体实施过程，以下给出较佳实施例：

实施例一：

反应设备1内部的压强为23MPa，pH＝6，含氧浓度为0.5％，反应设备1中的介质包括硫酸盐、磷酸盐和盐酸盐，反应设备1的内衬的材质和测压管2的材质均选用Inconel625合金，反应釜的内径为900mm，以反应设备1的内衬的腐蚀速率为1，不同温度下不同测压管2的外径与反应设备1的内衬的腐蚀速率的倍数关系如表1：

表1

选择两根外径为10mm的测压管2，在反应设备1内操作温度为550℃时，通过得到的失效时间，计算测压管2的腐蚀速率为0.600mm/yr，再从表1中查找10mm外径的测压管2在550℃时，与反应设备1的腐蚀速率所对应的倍数关系为1.096，将测压管2的腐蚀速率0.600mm/yr与1.096相除得到反应设备1的腐蚀速率为0.547mm/yr。

选择两根外径为18mm的测压管2，在反应设备1内操作温度为400℃时，通过得到的失效时间，计算测压管2的腐蚀速率为0.083mm/yr，再从表1中查找10mm外径的测压管2在400℃时，与反应设备1的腐蚀速率所对应的倍数关系为1.007倍，将测压管2的腐蚀速率0.083mm/yr与1.007相除得到反应设备1的腐蚀速率为0.082mm/yr。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种设备腐蚀监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤101，选择与反应设备的内衬相同材质的测压管，且所述测压管的管壁厚度小于所述反应设备的内衬的腐蚀裕量；

步骤102，将所述测压管的一端设于所述反应设备中，且与所述反应设备的底部无缝连接，在所述测压管位于所述反应设备之外的一端安装测压装置，所述测压管内的初始压力小于所述反应设备内的反应压力；

步骤103，通过所述测压装置监测所述测压管内的实际压力，当所述实际压力大于所述初始压力时，测量所述测压管被腐蚀泄露所需要的失效时间，根据所述失效时间，以及所述测压管的管壁厚度，得到所述测压管的腐蚀速率；

步骤104，根据所述测压管的腐蚀速率与所述反应设备的内衬的腐蚀速率的对应关系，得到所述反应设备的内衬的腐蚀速率；

步骤105，根据所述反应设备的内衬的腐蚀速率和所述失效时间判断所述反应设备的内衬的腐蚀情况。

2.根据权利要求1所述的设备腐蚀监测方法，其特征在于，在所述步骤102中，安装在所述反应设备上的所述测压管的数量为至少两个，同一个所述测压管的管壁厚度相同，不同的所述测压管的管壁厚度呈梯度分布。

3.根据权利要求2所述的设备腐蚀监测方法，其特征在于，各所述测压管中的最大管壁厚度小于所述反应设备的内衬的腐蚀裕量1.5mm-2mm。

4.根据权利要求1所述的设备腐蚀监测方法，其特征在于，在所述步骤102中，安装在所述反应设备上的所述测压管的数量为一个，且所述测压管的管壁厚度小于所述反应设备的内衬的腐蚀裕量1.5mm-2mm；所述步骤103中，当所述实际压力大于所述初始压力时，所述反应设备停止使用。

5.根据权利要求2或4所述的设备腐蚀监测方法，其特征在于，在所述步骤104中，所述测压管的腐蚀速率与所述反应设备的内衬的腐蚀速率呈倍数关系。

6.根据权利要求2或4所述的设备腐蚀监测方法，其特征在于，在所述测压管中设有多点热电偶，所述多点热电偶能够监测不同区域所对应的所述反应设备的内衬温度。

7.根据权利要求1所述的设备腐蚀监测方法，其特征在于，所述步骤102中，将所述测压管的一端设于所述反应设备中时，使所述测压管紧贴在所述反应设备的内衬上。

8.根据权利要求1所述的设备腐蚀监测方法，其特征在于，安装报警装置，使所述报警装置与所述测压装置相连，在所述步骤103中，当所述实际压力大于所述初始压力时，所述报警装置发出警报。

9.根据权利要求1所述的设备腐蚀监测方法，其特征在于，将所述测压管位于所述反应设备之外的一端穿过法兰盖后再安装所述测压装置，且所述测压管的外径大小与所述测压管穿过的所述法兰盖上的孔的大小相匹配。

10.一种监测系统，其特征在于，用于实施如权利要求1-9中任一项所述设备腐蚀监测方法。