鄧高升 吳奇兵 劉 佳 覃劍峰 李 建 鄧 盈 覃歸陽

（中海油安全技術(shù)服務(wù)有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518000）

0 引言

近年來，國內(nèi)石油天然氣工業(yè)蓬勃發(fā)展，開采和煉制的產(chǎn)能也逐年增加?！冻善酚团c新能源發(fā)展報(bào)告藍(lán)皮書（2022-2023）》顯示，我國煉油能力延續(xù)增長態(tài)勢，至2023年將維持在9.5億噸，位居世界第一[1]。為保障石油煉制的安全生產(chǎn)，煉制裝置的腐蝕防護(hù)工作尤為重要。在煉油廠中，多數(shù)工藝裝置處于高溫高壓高腐蝕狀態(tài)，除了應(yīng)用較高等級工藝材質(zhì)防腐之外，日常的腐蝕監(jiān)檢測工作必不可少。由于多數(shù)工藝管道包覆有保溫層，大部分無損檢測設(shè)備無法在存在保溫層的情況下對工藝管道進(jìn)行檢測。然而，拆除保溫層不僅人工成本較高，而且影響工藝管道保溫及運(yùn)行。為解決這類問題，催生了一批新型的無損檢測技術(shù)，其中脈沖渦流腐蝕掃查技術(shù)得到了較快的發(fā)展和應(yīng)用[2,3]。該技術(shù)最早形成于20世紀(jì)80年代，基于瞬變電磁法的一系列不拆保溫層的磁性鋼質(zhì)管道腐蝕檢測技術(shù)研究，推動了脈沖渦流腐蝕掃查技術(shù)的進(jìn)展[4]。脈沖渦流檢測信號包含豐富頻率成分，不僅有檢測表面缺陷的高頻成分，也有可檢測深層缺陷的低頻成分，因而避免了傳統(tǒng)渦流檢測的局限性，具有一次檢測就可獲取多層次缺陷信息的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有電磁非接觸耦合的特點(diǎn)，因此有望成為一種快速、大面積的腐蝕檢測技術(shù)[5]。

本文采用我司開發(fā)的脈沖渦流腐蝕掃查設(shè)備，對某煉油廠汽提塔壁進(jìn)行快速腐蝕掃查，確定了塔壁減薄位置之后，用超聲波測厚儀對壁厚進(jìn)行了精確測量，驗(yàn)證了脈沖渦流的掃查結(jié)果，最后進(jìn)入汽提塔內(nèi)也觀察到了汽提塔壁減薄的狀態(tài)。從檢測數(shù)據(jù)可知，脈沖渦流腐蝕掃查技術(shù)可以快速準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)塔壁減薄區(qū)域，提升了腐蝕檢測工作的效率。

1 脈沖渦流腐蝕掃查原理

脈沖渦流檢測是建立在電磁感應(yīng)原理基礎(chǔ)之上的一種無損檢測方法，它適用于導(dǎo)電材料。如圖1 所示為脈沖渦流檢測如圖1所示。

圖1 脈沖渦流腐蝕掃查原理圖

當(dāng)把一塊導(dǎo)體置于脈沖磁場之中，脈沖磁場可以誘導(dǎo)金屬表面產(chǎn)生渦流磁場，該磁場由近表面向遠(yuǎn)表面擴(kuò)散，隨著管道壁厚增加，脈沖磁場強(qiáng)度逐漸變?nèi)?。渦流信號衰減時(shí)間與被測設(shè)備電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率及壁厚呈特定函數(shù)關(guān)系，同時(shí)在擴(kuò)散過程中將產(chǎn)生與激勵磁場方向相反的逆變磁場，通過接受元件感知逆變磁場的衰減變化，通過軟件算法可得到腐蝕缺陷的具體位置及嚴(yán)重程度。

2 在煉油裝置腐蝕檢查中的應(yīng)用

2.1 脈沖渦流對汽提塔壁的掃查

用脈沖渦流腐蝕掃查設(shè)備對汽提塔的A、B、C三處塔壁進(jìn)行了快速掃查。

汽提塔A塔壁經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)壁厚嚴(yán)重減薄，A塔壁檢測位置及脈沖渦流圖譜如圖2所示。

圖2 汽提塔A塔壁現(xiàn)場照片及脈沖渦流掃查圖譜

脈沖渦流圖譜顯示該處腐蝕嚴(yán)重，腐蝕形態(tài)成凹坑形狀。用超聲波測厚儀實(shí)測壁厚最大值25.83mm，實(shí)測壁厚最小值11.83mm，設(shè)計(jì)壁厚（22.00+3.00）mm，最大減薄率為52.68%，最小值位于該處貼板上部，減薄值范圍約為（0.07m×0.07m）。

汽提塔B塔壁經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)壁厚嚴(yán)重減薄，B塔壁檢測位置及脈沖渦流圖譜如圖3所示。

圖3 汽提塔B塔壁現(xiàn)場照片及脈沖渦流掃查圖譜

脈沖渦流圖譜顯示該處腐蝕嚴(yán)重，腐蝕坑壁成斜坡狀，此類腐蝕面積一般較大。用超聲波測厚儀實(shí)測壁厚最大值26.12mm，實(shí)測壁厚最小值14.76mm，設(shè)計(jì)壁厚（22.00+3.00）mm，最大減薄率為40.96%，最小值位于人孔正下方焊縫下部區(qū)域。

汽提塔C塔壁經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)壁厚嚴(yán)重減薄，C塔壁檢測位置及脈沖渦流圖譜如圖4所示。

圖4 汽提塔C塔壁現(xiàn)場照片及脈沖渦流掃查圖譜

脈沖渦流圖譜顯示該處腐蝕嚴(yán)重，腐蝕形態(tài)成凹坑形狀。用超聲波測厚儀實(shí)測壁厚最大值26.17mm，實(shí)測壁厚最小值18.90mm，設(shè)計(jì)壁厚（22.00+3.00）mm，最大減薄率為24.40%，最小值位于貼板左側(cè)區(qū)域，減薄值范圍約為（0.05m×0.05m）。

2.2 汽提塔減薄位置的觀察

為驗(yàn)證脈沖渦流掃查結(jié)果，在停產(chǎn)檢修期間進(jìn)入汽提塔觀察塔內(nèi)壁腐蝕狀況，如圖5所示。

圖5 汽提塔內(nèi)壁腐蝕狀況

從汽提塔內(nèi)部腐蝕狀況可以觀察到大面積的腐蝕減薄及局部腐蝕情況。大面積減薄區(qū)域的腐蝕坑壁成斜坡狀，局部腐蝕區(qū)域的腐蝕坑壁陡直，這些腐蝕特征也很好的體現(xiàn)在脈沖渦流的掃查圖譜中。

3 結(jié)語

采用自主研制的脈沖渦流腐蝕掃查設(shè)備，對某煉油廠汽提塔內(nèi)壁腐蝕情況進(jìn)行了掃查，對掃查發(fā)現(xiàn)的腐蝕嚴(yán)重部位用超聲波測厚技術(shù)驗(yàn)證，計(jì)算了最大最小減薄率，最后在停產(chǎn)檢修期間，進(jìn)入汽提塔內(nèi)部，觀測了汽提塔內(nèi)壁的腐蝕情況。通過以上工作，可以發(fā)現(xiàn)：

（1） 脈沖渦流腐蝕掃查技術(shù)能快速準(zhǔn)確的掃查出塔壁的腐蝕部位，定位準(zhǔn)確，掃查圖譜直觀；

（2） 脈沖渦流腐蝕掃查技術(shù)結(jié)合超聲波測厚檢測，可以精確的測量腐蝕減薄數(shù)據(jù)；

（3） 脈沖渦流腐蝕掃查技術(shù)仍需要在硬件和軟件方面深入研究開發(fā)，提高對壁厚的檢測準(zhǔn)確率。

總體來講，脈沖渦流腐蝕掃查技術(shù)可以在不拆保溫層、工藝不停產(chǎn)的情況下，快速掃查定位工藝管道、罐、容器等的壁厚腐蝕減薄情況，值得在煉油廠等化工企業(yè)推廣應(yīng)用。