工业腐蚀监测技术的应用

　　1、工业腐蚀监测技术的简要介绍

　　据统计，腐蚀所造成的损失约是国民生产总值的3.5-4.0%，我国每年因腐蚀而造成的损失高达5000亿元，比任何一种自然灾害所造成的损失都大得多。而调查表明，这些损失中至少有三分之一可以通过更好、更广泛地运用现有的知识和技术予以避免。在腐蚀的控制与防护方面，有许多的技术手段可供选择，如阴极保护、阳极保护、材料选择、缓蚀剂和涂层及表面保护等。而腐蚀监测就是指对工业设备的腐蚀状态、速度以及某些相关联的参数进行系统的测量，并进而通过所监测到的信息对生产过程的参量实行自动控制或报警。其目的在于弄清腐蚀过程和了解腐蚀控制的应用情况及控制效果。腐蚀行为往往对许多的变量都很敏感，并且随着条件的变化而急剧变化，因此，腐蚀行为的模式可能很复杂。对于想对腐蚀行为全面系统的了解，最重要的就是采用能够快速响应的技术。传统的腐蚀监测方法是失重法，测定给定时间内试样重量的变化或者进行某种等效测定，但由于其结果具有一定的滞后性，现在应用较多的是测量瞬时的腐蚀速度，主要是通过应用各种电化学技术，测量材质在腐蚀介质中的瞬时腐蚀速度，而在测试中经常发生测量结果与现实失重法的结果不符的情况，这也可理解成是正常的，因为过去的失重法测量的是整段时间的总腐蚀量的累计，而仪器测试时的条件和时间等可能并不适合，所以模拟现场的旁路监测等方法仍被广泛的采用。

　　目前腐蚀监测中所用的其他方法还有：线性极化法，电阻法，电位监测法，腐蚀挂片法，分析法（金属离子浓度、PH、氧浓度等），辐射法，超声波法，涡流法，红外成像（热像显示）法，声波发射法，电子探针法、离子选择探针法、零电阻电流表法，氢显示法，警戒孔法，谐振频率法以及薄层激活技术等。

　　2、某公司的腐蚀监测现状

　　意外和过量的腐蚀常使工业设备发生各种事故，造成停工停产，设备效率下降，产品污染，甚至发生火灾、爆炸，危及生命安全。随着生产装置一体化趋势的发展，一个简单单元设备的意外损坏会招致巨大的经济损失。某公司从建厂初期就对腐蚀监测工作比较重视，车间、分厂、公司机关都有相应的人员负责这一方面的工作，形成了较为完善的体系。水质防腐研究所长期以来在各循环水场利用监测换热器对循环水系统的腐蚀和结垢情况进行监测，监测换热器是一种模拟用的小型换热器，工作条件最接近装置换热器的实际运行条件，其最大的特点是有一个传热的金属表面，能监测传热面上的腐蚀和垢沉积情况，目前的测试方法是每个月更换一次监测换热器试管，通过对新试管、带垢的试管、清洗处理后的试管用电子天平精确称重，来计算腐蚀率、粘附速度，这就是比较传统的失重法。同时，依靠公司的支持逐步完善了一系列的较先进的监测方法，如利用早期的美国进口仪器RSC9000型CORRATER（考雷特）腐蚀监控仪，AQUAMATE电化学测量系统，可以快速测试不同材质在不同腐蚀介质中的腐蚀速率；利用国内最近研发的CMB-1510B瞬时腐蚀速度测量仪，安装在循环水场测量瞬时腐蚀速度，与监测换热器互相借鉴，及时发现循环水系统的异常情况；CMS-1510B土壤腐蚀速度测量仪，可通过测定金属在土壤中的腐蚀电流密度和极化电阻等参数快速地评定土壤的腐蚀性；美国韦林公司生产的视频电子内窥镜，可以对设备内部及一些无法直接观察的部位进行腐蚀检查；便携式PH计，可以在现场对腐蚀介质的PH值进行及时的近似测量；定期从循环水系统的取样点取样监测水质运行情况，及时发现腐蚀问题；进行的地下管网阴极保护工程中也设置了许多的测试桩，对管网的保护效果进行监测。同时，热像显示技术和容器检验对重点设备、管线的测厚，也在腐蚀监测中起着十分重要的作用。

　　3、工业腐蚀监测领域的先进技术

　　国际腐蚀监测领域的发展趋势应是向着便携式、智能化的方面开发实时（real time）和在线（on-line）功能。增加经济收益应是工业监控的主要目的之一，虽然很难用一个具体的准确数字来衡量腐蚀监测工作的经济效益，但在国外的资料中有足够多的事例表明：成功地正确使用监测技术所节省的费用是惊人的，国内的专家一般认为，成功的监测带来的效益至少是投资的数十倍。正是由于可以带来巨大的效益，越来越多的先进技术在腐蚀监测领域得以应用。超声波等无损检测技术，适用于不停车条件下和高温高压、放射性设备中进行迅速测量并且可自动报警，方便控制的设备正在被应用。如中国科学院金属腐蚀与防护研究所研制出的CRM-100腐蚀结垢计算机在线监测系统及RPM-1511A高温电阻探针腐蚀监测仪，已在石化企业中应用，对循环冷却水的腐蚀与结垢和炼油系统中的高温腐蚀问题进行有效的监控。通过对最近相关资料介绍的应用于腐蚀监测领域的技术的了解，发现其有三个特点，第一是更多的溶入了其他领域的先进技术，尤其是电子计算机和通讯控制技术，充分提高了数据的精确性，并大大加强了自动控制和响应功能；第二是在应用的方法上更成熟，比如测量点的位置、探头和生产装置行为之间的关系、测量的精度、电气仪表固有的可靠性等对监测结果的影响已变得越来越小了；第三是在使用中更多地使用一种监测技术为主、多种监测技术共用的方式，提高监测的准确性。因为各种监测技术各有所长，也都有其局限性，即使对于同一问题，针对不同的情况，也可采用不同的监测方法。

　　4、几点建议

　　有效的腐蚀监测技术可作为判断腐蚀破坏、确定相应的防腐蚀措施和提供相应解决措施的工具，还可以监测防腐蚀措施的有效性，提供生产工艺或管理方面的数据资料，构成自动控制系统的一部分，也可直接成为管理系统的一个组成部分。我公司的腐蚀监测技术虽然取得了一定成绩，但仍有许多值得改进之处，主要集中在以下几方面：

　　（1）加强基础腐蚀数据库的建设。在腐蚀监测工作中，基础数据尤其重要，通过对关键设备及部位的各种工艺参数、检修记录、材质情况、运行过程的异常表现等等情况的长期积累，才有可能根据监测的结果对发生的问题进行正确的判断。

　　（2）向国内外先进的同类企业学习，开发新的监测技术。在企业中，应大胆试用新技术，通过对其他企业的借鉴和自己的尝试积累宝贵的经验，我们对循环水系统和地下管网的监测虽然已很正规，但随着技术的飞速进步，更加有效、精确，综合性能更好的技术正逐步推广，同时，据介绍在阴极保护的监测中也已有了对数据自动采集、处理并发出控制指令的监控设备。而我公司在涂层的腐蚀监测方面也还有许多工作可以做。

　　（3）注意人才的锻炼，培养一批自己的专家。腐蚀监测的原理并不新颖，但是在深入了解腐蚀机理之前，其实际的应用只能局限在比较简单的场合。虽然测试的仪器越来越先进，但专家解释的技巧仍然是至关重要的，因为在一项监测任务中，测量位置的选择，测量方法的选择以及对测量的结果做出准确的解释应该是比仪器设备的操作技术含量更高的工作，不仅要了解设备的情况，还要明白工艺运行的情况，并懂得如何评价腐蚀监测是否成功，如从工艺和管理上去考察一项标准技术在各部门中的情况，观察是否能简化或加快问题的解决，观察是否解决了核心问题以及能否在多数情况下换来更大的经济效益。

　　作者：杨宝星

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