管道高温定点测厚技术

　　原油在炼制过程中往往会产生复杂、苛刻的腐蚀环境,造成炼油设备及管道的严重腐蚀。根据炼油装置腐蚀机理特征,其腐蚀速率受温度和压力的影响非常大,在高温部位表现尤其突出,对装置的安全运行造成影响。目前,常用的腐蚀监测方法(如腐蚀探针、挂片监测和介质分析等)在高温高压部位应用时都存在一定的局限性。从国外一些炼油厂的经验看[1],定期定点对主要设备及管道进行大量测厚是腐蚀监测的主要手段。测厚所获得的数据经过处理后,可以定量地分析判断设备及管道的腐蚀状况,进行剩余寿命评估,评估的结果既能指导安全生产,又能准确合理地安排检维修计划。然而,超声波测厚在高温下进行测量时不可避免地存在由于温度引起的测量误差以及耦合剂选用不当引起的无法读数,难以得到精准的测量数据。笔者将重点讨论管道高温测厚时,如何快速准确获取测量数据。

　　1　高温测厚试验

　　通过试验测量数据,找出高温测厚的影响因素并对其进行校正,建立校正公式;筛选出中、高温定点测厚中各温度段所能够选用的最佳耦合剂。

　　1.1　试样制备

　　试验试样选用20号钢、Cr5Mo、16Mn、18-8及316L五种板材,机械加工厚度分别为5, 8和10 mm,表面需光洁。

　　1.2　试验仪器

　　测厚仪选用德国KK公司DM4型超声波测厚仪,配备HT400型高温探头。使用温度为常温~600℃;测量范围为0.6~300 mm;精度为厚度<99.99 mm时为0.01 mm,厚度>99.99 mm时为0.1 mm;声速范围为1 000~9 999 m/s。

　　测温仪选用上海华阳公司HY-302A型接触式测温仪,测量范围为0~500℃,精度1℃。控温炉选用上海苏进仪器厂生产的SX2型箱式电炉,并用KSW型温度控制器控温。

　　1.3　试验方法

　　(1)分别测出常温下各试验件的精确厚度。

　　(2)在120~420℃范围内每隔20℃逐次测量。

　　(3)试件在控温炉加热后测量温度,将耦合剂涂抹在高温被测物体表面,耦合剂应在被测物体表面静置2~3 s;当温度过高时,耦合剂可能会融化,但不影响测量;同时,在探头上也涂抹少量高温耦合剂,测量各温度段对应的厚度,利用试样原始厚度进行声速调节,记录调节后的声速。

　　(4)利用调节后的声速进行对应温度下的厚度测量,每点测量三次,取调节后声速的平均值。

　　(5)将探头轻但要紧密地贴在被测物体表面,时间不能超过5 s,不能随意转动但可轻轻摇动探头以获得数据。

　　1.4　试验结果与分析

　　以16Mn材质的高温测厚数据为例,测量结果见表1。可见,对高温测厚结果影响最大的因素是被测试样的温度。随着温度的升高,测量值随之升高。因此,必须找出影响因素并建立校正公式,才能准确测得高温管道的实际厚度。