工业保温层内腐蚀因素分析与检测新技术运用

1、引言

2012年海上某油田发现LPG系统中一条液烃管线保温层外部有液化气泄漏, 随后油田对LPG系统进行关停。通过拆除该段管线保温层后发现其中有4米管线严重腐蚀, 最严重部分有一个长度为1厘米的裂缝。油田对该LPG系统进行整体隔离泄压、惰化, 维修部门对其他管段进行保温层拆检, 发现保温层下明显腐蚀管段有7处, 严重影响油田安全生产。油田对存在腐蚀管段实施更换, 至恢复LPG系统共用时10天, LPG产量损失423吨,

(按液化气平均价格6500元/吨计算) 经济损失275万元。

2、工业保温层简介

管道保温层, 是指用导热系数小 (导热系数小于或等于0.2) 材料封闭式安装在管道外层, 隔离与外界热交换, 减小管道能量损失, 提高管道温度稳定性的工艺设施。主要产品为聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯泡沫塑料, 具有导热系数低、密度小、柔韧性高、防火防水等特性。

保温层是石油、化工等各类工业厂矿必备设施。保温层减少管道、容器热损失, 提高工艺换热量, 也可以阻止低温工艺设备吸收外界热能, 保持低温而不结水、结冰。可显著降低生产成本、促进工艺效率, 有较好的经济效益。

4、保温层内腐蚀因素

保温层具有疏水性, 根据材料类型不同疏水性也有强弱之分。在保温层安装过程中都做了防水密封处理。但在实际工作中经常出现保温层破损、缺失、变形, 从而导致水液聚集在保温层内部等情况。通过在保温层维护工作中的经验, 总结归纳有以下几方面因素:

(1) 环境因素。温保层是石油、化工、冶炼、矿场开采各行业均有应用, 遍及全国各地。由于气候、地域等因素使保温层必须在各类环境下工作, 例如:海上盐分海雾、北方低温环境、南方强阳光暴晒等, 在这些恶劣环境下长时间工作, 保温层会出现材料老化, 导致密封性退化、外壳开裂等现象。

(2) 外力损伤。工业生产现场施工、维修作业频繁, 经常会在管道、容器上进行作业, 难免出现人员踩踏保温层或者货物、工具撞击保温层等情况, 造成保温层外壳变形、破损, 给雨水、雾气形成侵蚀条件。

(3) 设备因素。工业部分设备、管道是在高温、低温条件下工作, 温度可以达200℃以上或者-30℃以下。在这样的工作条件下, 材料老化, 保温效率降低是必然结果。另外, 设备系统时常会有意外性或计划性关停、重启工作环节, 使材料反复热胀冷缩, 最终导致密封性下降。

(4) 维修因素。保温层在设备投产时是整体性密闭安装, 后期工作中由于容器检查、设备维修等施工需要, 经常需要对管段、容器进行拆开保温层进行作业。在作业完成后回装保温层时, 很难达到原装水平, 不能和原保温层形成无缝连接, 使得保温层局部存在裂缝。

综上四方面因素造成保温层外壳变形、破损、裂缝等现象。此时受雾气、雨水、设备清洗影响, 会使水液侵入保温层内部, 长期积累在管道和保温层之间, 形成金属、水液、氧气共同存状态, 导致电化学腐蚀在保温层内部发生, 形成CUI (Corrosion under insulation) , 最终导致管道腐蚀。

5、技术介绍

X-射线检测系统由X-射线的光子和荧光屏共同创建, 利用一个增强视频成像系统来获得射线图像, 这些图像显示在配套安装的显示屏或其他兼容设备上。利用X-射线穿透管道的不同区域厚度反馈数据, 并进行运算处理, 最终以图片、影像形式呈现实际管道腐蚀工况。

该设备主要部件由放射源、控制系统、数据处理中心、储存系统、成像系统、机械系统, 共6大部分组成。其中新X-射线检测设备进行设计改进, 将数据处理中心、储存系统、成像系统进行集成, 提高机械系统材质, 优化控制系统, 提高放射源防护, 所以最新X-检测设备重量更轻、更易操作、更安全。 (图 (1) )

6、实际运用

最新X-射线检查设备操作简便, 根据管道位置情况1~2人操作即可。将放射源和成像板调整至管道两侧, 先通过显示器确定摄像机影像是检测目标区域, 再启动控制器激活X射线源, 将摄像机切换到X-射线显示进行检测记录。 (图 (2) -图 (5) )

5、结论

通过现场保温管线实际检测证明X-射线检测技术成熟可靠。在不拆保温层的情况下, 可真实反映出保温层内部的管线腐蚀形貌, 为管线维护提供有力的参考依据。工作人员可针对性拆检保温层, 避免大面积拆检带来的人力、物力消耗, 减低操作成本, 具有高效性和经济性。

6、结束语

管道维护切记不能过度依靠施工设计和材料质量, 即便在选材、安装、维护进行全面控制, 在工业发展过程中总会遇到新问题。保温层的失效不是短时间形成的, 而是一个长期性、隐蔽性的过程, 仅凭日常巡检、点段拆检远不够安全达标要求。要避免危险情况的发生, 减少安全隐患存在, 必须主动运用新技术到现场实践, 不断累积经验, 找到最佳检测方法, 把管道检测工作多元化开展, 实现“提前检查, 尽早发现, 及时处理”的工作要求, 以保证工业管道的使用寿命和输送效率。

摘要：管道保温层是工业必不可少的材料, 保温层不仅可提高工艺系统工作效率, 还具备安全防护功能。但保温层内腐蚀危及工业设施与设备安全, 管道腐蚀事故与案例不胜枚举, 给企业造成经济损失、安全事故的严重后果, 该问题一直困扰着工业管理人员。总结归纳保温层内腐蚀因素和高频率腐蚀位置, 采用简单高效的检测方式, 可有效提高管道维护效果。

关键词：保温层下腐蚀 (CUI) ,腐蚀因素,X-射线检测