石油腐蚀检测-分类、危害

石油腐蚀检测

一、定义、分类、危害

1、定义：金属与腐蚀性介质发生化学或电化学作用所引起的金属表面破坏的现象，即材料由于环境的作用而引起的破坏或变质。

2、分类

1）按性质分：高温氧化、电化学腐蚀；

2）按范围和原因分：

①全面腐蚀（17.8%）；

② 点腐蚀（25%）；

③ 缝隙腐蚀（2.2%）；

④ 晶间腐蚀（11.5%）；

⑤ 选择腐蚀（2%）；

⑥ 应力腐蚀（38%）；

⑦ 疲劳腐蚀、磨损腐蚀等（13.5%）。

3．危害

1）给国民经济带来巨大损失，占2 - 4%；

2）危及人身安全，燃爆、机构打击；

3）耗竭宝贵资源和能源，金属年产量的10 - 40%；

4）引起严重的环境污染；

5）阻碍高科技的正常发展。

 

二、腐蚀检测的目的

1．确定设备的使用，检修或更换的时间；

2．防止设备因腐蚀造成的事故；

3．提高现有防腐措施的效果；

4．选定新的合理的防腐措施；

 

三、腐蚀现象的表示方法

油气田设备腐蚀现象可根据腐蚀形态、腐蚀范围和腐蚀程度等情况来表示：

全面腐蚀：用腐蚀速度（毫米／年）来表示；

局部腐蚀：主要是用金相分析结果和机械性能的变化来表示；

点蚀：常用点蚀度PT来表示点蚀程度，点蚀度是单位面积的点蚀数 N（个／厘米²）、最大的点蚀深度 D（毫米）以及全面腐蚀的腐蚀速度共同表示。

腐蚀速度一般用下面两种方法表达：

（1）腐蚀率：为单位面积单位时间试件的失重，通常用C表示。

（2）侵蚀度：为单位时间内试件表面的腐蚀深度，通常用W表示。

    侵蚀度与腐蚀率的关系为：

                        W =  C ／  d    

式中：d — 金属的密度。

腐蚀率 C一般用克／米² 、小时表示；侵蚀度W一般用毫米／年表示。

           

四、腐蚀检测方法及特点

1、直接观察和测定设备的腐蚀情况

1）表观检查法

初步确定腐蚀形态、类型、程度，以及设备的重点腐蚀部位，初步确定腐蚀原因。

2）金相分析法：确定腐蚀类型。

3）探伤法：确定细微缺陷。

  优点：工具设备简单、全面、可靠；

  缺点：只能在停工或设备检修时进行，不能实时监控。

2、测厚法（非破坏性）

（1）超声波法：；

 

（2）电阻法：=；

 

 

（3）涡流法：；

 

（4）射线法：。

其中，电阻法和涡流法因电流、涡电流的穿透力很弱，只能检测表面腐蚀，且受温度影响大。

测厚法特点：

① 能直接测定运转设备腐蚀情况；

② 确定腐蚀速度，预测设备使用寿命；

③ 精度较高，误差为±0.1mm。

3、化学分析方法

（1）用化学分析法分析与腐蚀有关物质，大致估计设备的腐蚀情况；

（2）特点：简便、易行，但只能作定性分析，精度一般。

4、腐蚀探针法：

（1） 电阻探针

ΔR ∝1/ΔS，ΔS—截面积变化；

l 条状试样的侵蚀度W：

l 棒状试样的侵蚀度W：

（2）极化探针

腐蚀速度U ∝ΔE（腐蚀电势）/ΔI（微电流）；

 

（3）氢探针

腐蚀速度U ∝ΔP（氢至压力）。

特点：①可灵敏、快速、连续地测定设备的腐蚀情况，；

 ②操作简便，读数容易，能给操作者直接提供腐蚀情况，

是一种经济有效的方法；

 ③易实现实时监控，且与自动控制系统联锁；

 ④但需在设备上设置安装接头和接口。

5、各种智能检测爬行机

特点：全面、精确、但费用高。

1）漏磁通法

（1）结构：

 

 

（2）工作原理：腐蚀    漏磁通    霍尔传感器    霍尔电势

（3）特点：

① 适合于中小型管道；

② 检测的管壁不能太厚，干扰因素多，空间分辨力低；对平滑

严重的缺陷的灵敏度低；材料杂质会出现虚假数据。

 

2）超声波检测法

（1）结构：

第一部分：驱动节：电池、跟踪信号发射机和标记信号的接收机

   、里程轮；

第二部分：数据记录仪器节（磁卡机和大容量磁带）对数据进行传输、压缩、记录；

第三部分：电子仪器节和探头架组成。

（2）工作原理

根据超声波发射至接收的时间波形，确定管道的腐蚀和变形情况。

①根据d₂的变化 → d₂减小→管壁受蚀→确定缺陷深度→位置；

②根据d₁的变化 → 判断内外壁腐蚀和变形。

（3）特点：

①原理简单；精度高（轴向判别精度可达3.3mm；圆周方向分辨粗度可达8mm）；

②检测管道的直径为159~1504mm；行程50~200km、速度2m/s；

③对材料的敏感性小；不受材料杂质的影响；

④数据简单准确，且无需校验；

⑤能检测管道的应力腐蚀破裂和管壁内的缺陷；

⑥但超声波在空气中衰减很快，检测时一般要有声波的传播介质，如油与水。

 

 

6、RD—PCM电流测绘系统

（1）确定防腐涂层破损定位；

（2）系统的组成部分：

信号发射机：4、128、640Hz；携式接收机；探测器。

（3）工作原理：

沿管线布置几十或上百个探测器；携式接收机能准确探测到由信号发射机发出的不同频率、不同功率的电流信号的变化，绘制出电流与距离的关系曲线，根据电流变化梯度大小，确定防腐涂层破损情况和位置。

当防腐涂层无破损：电流衰减量小；

当防腐涂层有破损：电流衰减量大，且破损处有显明的梯度变化。