基于電化學(xué)噪聲的露點(diǎn)腐蝕監(jiān)測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于電化學(xué)噪聲的露點(diǎn)腐蝕監(jiān)測(cè)方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中不能實(shí)時(shí)反映露點(diǎn)腐蝕情況的問題。本發(fā)明通過采用主要部件包括三電極組探頭、零阻電流計(jì)、高阻電壓表、A/D轉(zhuǎn)換器和計(jì)算機(jī)，所述三電極組探頭包括一個(gè)參比電極組和兩個(gè)工作電極組，參比電極組與高阻電壓表相連，第一工作電極組分別與零阻電流計(jì)、高阻電壓表相連，第二工作電極組與零阻電流計(jì)相連，高阻電壓表產(chǎn)生的電位噪聲、零阻電流計(jì)產(chǎn)生的電流噪聲進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器與計(jì)算機(jī)相連，所述參比電極組包括至少一個(gè)參比電極，所述第一工作電極組包括至少一個(gè)工作電極，所述第二工作電極組包括至少一個(gè)工作電極的技術(shù)方案較好的解決了該問題，可用于煉油廠的露點(diǎn)腐蝕監(jiān)測(cè)中。
【專利說明】基于電化學(xué)噪聲的露點(diǎn)腐蝕監(jiān)測(cè)方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于電化學(xué)噪聲的露點(diǎn)腐蝕監(jiān)測(cè)方法。
技術(shù)背景
[0002]在煉油廠，加熱爐空氣預(yù)熱器和煙道、余熱鍋爐省煤器及管道、圓筒加熱爐爐壁以及各種塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)、罐頂氣液相變部位等都存在露點(diǎn)腐蝕問題?，F(xiàn)有露點(diǎn)腐蝕監(jiān)測(cè)方法主要是測(cè)量露點(diǎn)溫度或掛片失重，給出的結(jié)果只是一個(gè)間接參數(shù)或長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的平均腐蝕速率。實(shí)際情況是當(dāng)煙氣、水氣、油氣的溫度在露點(diǎn)溫度以上時(shí)，基本不會(huì)對(duì)設(shè)備造成腐蝕；而當(dāng)溫度降到臨界溫度以下，在金屬表面冷凝形成液膜時(shí)發(fā)生腐蝕，腐蝕速率迅速上升，現(xiàn)有監(jiān)測(cè)方法不能實(shí)時(shí)反映露點(diǎn)腐蝕情況。
[0003]電化學(xué)噪聲技術(shù)具有對(duì)被測(cè)體系無擾動(dòng)、可實(shí)現(xiàn)連續(xù)監(jiān)測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，并能反映局部腐蝕信息。美國(guó)專利us Patent5，139，627提出了一種用電化學(xué)噪聲(EN)技術(shù)檢測(cè)金屬表面腐蝕的方法和設(shè)備。該設(shè)備采用同種材料三電極系統(tǒng)，測(cè)量電極材料在環(huán)境中發(fā)生腐蝕反應(yīng)所產(chǎn)生的電位噪聲(EPN)和電流噪聲(ECN)信號(hào)，通過一定計(jì)算方法可以得到描述腐蝕速率和腐蝕類型的參數(shù)。美國(guó)專利US Patent6，264，824Bl設(shè)計(jì)了類似的測(cè)量系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)處理上采用統(tǒng)計(jì)分析的方法，通過噪聲電阻、點(diǎn)蝕指數(shù)、信號(hào)的偏度和峰度、概率分布等來反映均勻腐蝕和局部腐蝕情況。中國(guó)專利CN101017128A提供了一種基于電化學(xué)噪聲的局部腐蝕分析方法和裝置，該裝置采用四電極探針，并對(duì)噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行分段統(tǒng)計(jì)和聚類分析，給出腐蝕狀態(tài)。但它們所設(shè)計(jì)的電極系統(tǒng)都只適合連續(xù)電解質(zhì)，而對(duì)于露點(diǎn)腐蝕這種液膜不連續(xù)、不穩(wěn)定的情況不適用。
[0004]大氣腐蝕與露點(diǎn)腐蝕一樣屬于薄液膜下的電化學(xué)腐蝕，大氣腐蝕監(jiān)測(cè)儀(ACM)的傳感器一般為緊密交錯(cuò)排列的異種金屬雙電極，當(dāng)有薄液膜覆蓋時(shí)電極之間就會(huì)產(chǎn)生電偶電流，通過測(cè)量電偶電流即可反映潤(rùn)濕時(shí)間和環(huán)境腐蝕性。但ACM不能給出電極材料的均勻和局部腐蝕情況。
[0005]本發(fā)明基于電化學(xué)噪聲方法，解決了煉油廠露點(diǎn)腐蝕的監(jiān)測(cè)問題，尤其是在線監(jiān)測(cè)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中不能采用電化學(xué)噪聲方法在線監(jiān)測(cè)煉油廠露點(diǎn)腐蝕的問題，提供一種新的基于電化學(xué)噪聲的露點(diǎn)腐蝕監(jiān)測(cè)方法。該方法用于煉油廠的露點(diǎn)腐蝕監(jiān)測(cè)中，具有簡(jiǎn)單、無損的優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，豐富了煉油設(shè)備露點(diǎn)腐蝕的監(jiān)測(cè)手段。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:主要部件包括三電極組探頭、零阻電流計(jì)、高阻電壓表、A/D轉(zhuǎn)換器和計(jì)算機(jī)，所述三電極組探頭包括一個(gè)參比電極組和兩個(gè)工作電極組，參比電極組與高阻電壓表相連，第一工作電極組分別與零阻電流計(jì)、高阻電壓表相連，第二工作電極組與 零阻電流計(jì)相連，高阻電壓表產(chǎn)生的電位噪聲、零阻電流計(jì)產(chǎn)生的電流噪聲進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器與計(jì)算機(jī)相連，所述參比電極組包括至少一個(gè)參比電極，所述第一工作電極組包括至少一個(gè)工作電極，所述第二工作電極組包括至少一個(gè)工作電極，所述第一工作電極與第二工作電極、工作電極與參比電極均為交錯(cuò)排列，互不接觸。
[0008]上述技術(shù)方案中，所述三電極組探頭由緊密排列的同種材料電極組成，材料選擇與設(shè)備所測(cè)部位相同或相近的材質(zhì)；所述將三電極組探頭置于被測(cè)設(shè)備易發(fā)生露點(diǎn)腐蝕的適當(dāng)部位，當(dāng)氣體在三電極組探頭表面冷凝結(jié)露時(shí)，零阻電流計(jì)顯示有電流產(chǎn)生。高阻電壓表和零阻電流計(jì)采集的電位噪聲信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器輸入計(jì)算機(jī)，由相關(guān)軟件判斷電流信號(hào)是否為零，當(dāng)電流為零時(shí)說明無露點(diǎn)腐蝕發(fā)生，當(dāng)電流不為零時(shí)自動(dòng)記錄電位和電流信號(hào)，并根據(jù)公式計(jì)算出腐蝕參數(shù)；所述露點(diǎn)腐蝕監(jiān)測(cè)可實(shí)時(shí)在線進(jìn)行；所述高阻電壓表至少I兆歐姆的電壓；所述參比電極組包括一個(gè)參比電極，所述第一工作電極組包括一個(gè)工作電極，所述第二工作電極組包括一個(gè)工作電極；所述相鄰電極間夾襯絕緣薄片。
[0009]使用本發(fā)明的裝置時(shí)，將探頭置于被測(cè)設(shè)備易發(fā)生露點(diǎn)腐蝕的適當(dāng)部位，當(dāng)煙氣在探頭表面冷凝結(jié)露時(shí)，電極組之間被液膜覆蓋而導(dǎo)通，零阻電流計(jì)顯示有電流產(chǎn)生。高阻電壓表采集的電位噪聲信號(hào)和零阻電流計(jì)采集的電流噪聲信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器輸入計(jì)算機(jī)，由軟件判斷電流信號(hào)是否為零，當(dāng)電流為零時(shí)說明無露點(diǎn)腐蝕發(fā)生，記錄無露點(diǎn)腐蝕的時(shí)段，當(dāng)電流不為零時(shí)自動(dòng)記錄電位和電流信號(hào)，并計(jì)算出噪聲電阻、點(diǎn)蝕指數(shù)、電位和電流信號(hào)的偏度和峰度等腐蝕參數(shù)，可反映均勻和局部腐蝕情況。提供一種基于電化學(xué)噪聲的露點(diǎn)腐蝕監(jiān)測(cè)方法。它能夠改進(jìn)和整合現(xiàn)有技術(shù)，設(shè)計(jì)了緊密排列的同種材料三電極組，將電化學(xué)噪聲技術(shù)應(yīng)用到煉油設(shè)備露點(diǎn)腐蝕的監(jiān)測(cè)，同步測(cè)量電位和電流噪聲信號(hào)，計(jì)算發(fā)生露點(diǎn)腐蝕時(shí)的均勻和局部腐蝕參數(shù)。本發(fā)明的裝置能夠測(cè)量實(shí)際工況下設(shè)備發(fā)生露點(diǎn)腐蝕的時(shí)段及腐蝕情況，具有簡(jiǎn)單、無損的優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，豐富了煉油設(shè)備露點(diǎn)腐蝕的監(jiān)測(cè)手段，取得了較好的技術(shù)效果。
[0010]下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述，但不僅限于本實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0011]【實(shí)施例1】`
[0012]本發(fā)明所述露點(diǎn)腐蝕電化學(xué)噪聲監(jiān)測(cè)裝置由三電極組探頭、高阻電壓表、零阻電流計(jì)、A/D轉(zhuǎn)換器和計(jì)算機(jī)及相應(yīng)軟件構(gòu)成可在線監(jiān)測(cè)。三電極組探頭由緊密排列的同種材料電極組成，材料選擇與設(shè)備所測(cè)部位相同或相近的材質(zhì)，以便真實(shí)反映設(shè)備腐蝕情況。將材料制成長(zhǎng)20毫米、寬2毫米的小塊電極，相鄰電極間夾襯絕緣薄片，間距約0.2毫米，按照W1W2RW1W2RW1W2的順序排列(其中Wl為第一工作電極、W2為第二工作電極、R為參比電極)，用耐高溫的環(huán)氧樹脂封裝。這些電極以導(dǎo)線連接匯總成三組，分別作為參比電極、第一工作電極和第二工作電極。
[0013]使用本發(fā)明的裝置時(shí)，將探頭置于被測(cè)設(shè)備易發(fā)生露點(diǎn)腐蝕的適當(dāng)部位，當(dāng)煙氣在探頭表面冷凝結(jié)露時(shí)，電極組R、W1和W2之間被液膜覆蓋而導(dǎo)通，零阻電流計(jì)顯示有電流產(chǎn)生。高阻電壓表采集的R與Wl之間的電位噪聲信號(hào)和零阻電流計(jì)采集的Wl與W2之間的電流噪聲信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器4輸入計(jì)算機(jī)，由軟件判斷電流信號(hào)是否為零，當(dāng)電流為零時(shí)說明無露點(diǎn)腐蝕發(fā)生，記錄無露點(diǎn)腐蝕的時(shí)段，當(dāng)電流不為零時(shí)自動(dòng)記錄電位和電流信號(hào)，并根據(jù)公式計(jì)算出噪聲電阻Rn、點(diǎn)蝕指數(shù)L1、電位和電流信號(hào)的偏度Sk和峰度Ku，其中利用Rn并配合其他參數(shù)可反映均勻腐蝕速率，L1、Sk和Ku的變化規(guī)律可用來反映局部腐蝕傾向。采樣頻率設(shè)定為2Hz、每隔1024秒(約17分鐘)計(jì)算一組腐蝕參數(shù)，
[0014]以上提及的幾個(gè)電化學(xué)噪聲參數(shù)都是基于對(duì)電位電流信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果。
[0015]其中噪聲電阻Rn:
【權(quán)利要求】
1.一種基于電化學(xué)噪聲的露點(diǎn)腐蝕監(jiān)測(cè)方法，主要部件包括三電極組探頭、零阻電流計(jì)、高阻電壓表、A/D轉(zhuǎn)換器和計(jì)算機(jī)，所述三電極組探頭包括一個(gè)參比電極組和兩個(gè)工作電極組，參比電極組與高阻電壓表相連，第一工作電極組分別與零阻電流計(jì)、高阻電壓表相連，第二工作電極組與零阻電流計(jì)相連，高阻電壓表產(chǎn)生的電位噪聲、零阻電流計(jì)產(chǎn)生的電流噪聲進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器與計(jì)算機(jī)相連，所述參比電極組包括至少一個(gè)參比電極，所述第一工作電極組包括至少一個(gè)工作電極，所述第二工作電極組包括至少一個(gè)工作電極，所述第一工作電極與第二工作電極、工作電極與參比電極均為交錯(cuò)排列，互不接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于電化學(xué)噪聲的露點(diǎn)腐蝕監(jiān)測(cè)方法，其特征在于所述三電極組探頭由緊密排列的同種材料電極組成，材料選擇與設(shè)備所測(cè)部位相同或相近的材質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于電化學(xué)噪聲的露點(diǎn)腐蝕監(jiān)測(cè)方法，其特征在于所述將三電極組探頭置于被測(cè)設(shè)備易發(fā)生露點(diǎn)腐蝕的適當(dāng)部位，當(dāng)氣體在三電極組探頭表面冷凝結(jié)露時(shí)，零阻電流計(jì)顯示有電流產(chǎn)生。高阻電壓表和零阻電流計(jì)采集的電位噪聲信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器輸入計(jì)算機(jī)，由相關(guān)軟件判斷電流信號(hào)是否為零，當(dāng)電流為零時(shí)說明無露點(diǎn)腐蝕發(fā)生，當(dāng)電流不為零時(shí)自動(dòng)記錄電位和電流信號(hào)，并根據(jù)公式計(jì)算出腐蝕參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于電化學(xué)噪聲的露點(diǎn)腐蝕監(jiān)測(cè)方法，其特征在于所述露點(diǎn)腐蝕監(jiān)測(cè)可實(shí)時(shí)在線進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于電化學(xué)噪聲的露點(diǎn)腐蝕監(jiān)測(cè)方法，其特征在于所述高阻電壓表至少I兆歐姆的電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于電化學(xué)噪聲的露點(diǎn)腐蝕監(jiān)測(cè)方法，其特征在于所述參比電極組包括一個(gè)參比電極，所述第一工作電極組包括一個(gè)工作電極，所述第二工作電極組包括一個(gè)工作電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于電化學(xué)噪聲的露點(diǎn)腐蝕監(jiān)測(cè)方法，其特征在于所述相鄰電極間夾襯絕緣薄片。
【文檔編號(hào)】G01N17/02GK103822872SQ201310493129
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月18日
【發(fā)明者】韓磊, 劉小輝, 張艷玲, 許述劍 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司青島安全工程研究院