電渦流檢測技術在冷換設備上的應用

袁照坤，張耀亨

(1.中國石油烏魯木齊石化分公司，新疆烏魯木齊 830019;2.中國石油蘭州石化分公司，甘肅蘭州730060))

電渦流檢測技術在冷換設備上的應用

袁照坤1，張耀亨2

(1.中國石油烏魯木齊石化分公司，新疆烏魯木齊 830019;2.中國石油蘭州石化分公司，甘肅蘭州730060))

由于冷換設備管束的幾種常規檢測方法各有利弊，而渦流檢測技術能夠非常準確檢測換熱管壁厚的減薄量，從而科學預估管束的使用壽命，可以達到對冷換設備進行預知檢維修，有效降低了冷換設備管束泄漏，減少了冷換設備的事故發生，從而保證裝置長周期平穩安全運行。以常減壓蒸餾裝置和蠟油催化裂化裝置實際生產為例，詳細說明了電渦流檢測技術在裝置上的成功應用。

冷換設備 管束泄漏 電渦流 設備事故

某石化公司煉油廠煉油一車間由一套常減壓蒸餾裝置和蠟油催化裂化裝置組成，這兩套裝置建成時間較長，至今已有30年歷史，設備更新換代速度緩慢，設備老化，相比較其它新建裝置，設備的基礎管理比較薄弱。常減壓蒸餾裝置與蠟油催化裂化裝置為煉油廠“龍頭”生產裝置，其原料油性質在近幾年變化很大，特別在原料不足的情況下，哈薩克斯坦原油與西北局原油摻煉量日益提高，設備的腐蝕程度隨之加劇，設備的發生腐蝕泄漏事故大幅增加。其中冷換設備共計有120臺，占靜設備總臺數(270臺)的比例高達44.4%，所以保證冷換設備安全平穩長周期運行，降低其泄漏率對提高車間靜設備的整體管理水平乃至車間長周期運行具有至關重要意義。

1 電渦流檢測技術在冷換設備上應用特點

一套常減壓蒸餾裝置加工的原油性質具有惡劣化、重質化和高硫化特點，二次加工裝置蠟油催化裂化的冷換設備在介質腐蝕、沖刷和疲勞應力等作用下，使管束管壁產生各種腐蝕缺陷、損傷和壁厚減薄，嚴重威脅設備的安全運行，輕則造成管束泄漏造成換熱效果變差;重則污染產品造成嚴重的產品質量事故，影響整個煉油廠的經濟效益。針對冷換設備管束發生腐蝕泄漏，常規檢測方法有以下幾點:

(1)腐蝕掛片:通過在冷換設備殼程安裝腐蝕掛片，可以得出管束外壁腐蝕速率，從而檢測管束外壁腐蝕情況，計算管束腐蝕減薄后的壁厚是否可以滿足生產要求，但是此種情況前提是管束外壁均勻腐蝕，如果有坑蝕、穿孔等情況就不適用;

(2)日常對冷換設備的介質進行檢查:比如對冷卻器檢查循環水質確定管束是否有泄漏，對油品介質換熱器檢查油品顏色或者進行餾程化驗分析以確定管束是否泄漏，但是此種情況有滯后性，往往是管束發生泄漏后才能發現。

(3)建立冷換設備臺賬:根據以往生產使用經驗，確定某臺冷換設備管束使用期限已到，預制新的管束進行更換，但是此種情況不科學。

(4)對管束進行檢測:主要外觀檢測是否有脫皮、坑蝕，最外層管束測厚，管束打壓查漏等，但是由于冷換設備管束實際條件的限制，在過去無法應用傳統的測厚技術全面檢測，管束測厚進入“死區”，外觀檢測僅僅限于外層管束，打壓查漏后如果管束報廢，沒有新的備用管束及時更換會造成正常生產延誤。所以必須全面掌握裝置冷換設備管束實際運行水平及存在的缺陷，從而預知其運行多長時間將有可能發生泄漏，從而避免因為發生泄漏甚至造成事故再檢修的現象發生。

近幾年利用渦流檢測技術，能夠非常準確檢測換熱管壁厚的減薄量，有效防止換熱管因腐蝕而引起各種失效問題。渦流檢測技術從原始資料調查、試漏管束堵管情況、管束測厚、管束渦流檢測、罐板及焊口腐蝕狀況、防沖板(或導流筒)、管束其它部件以及清洗情況等各個方面綜合評價，得出檢測結果及結論，所以具有代表性、全面性、科學性，比較吻合實際生產狀況，有效解決管束因腐蝕頻繁泄漏的難題。

2 電渦流檢測技術在裝置上實際應用

煉油一車間于2006年11月采用此技術對41臺冷換設備進行渦流檢測，檢測具體內容見表1，電渦流檢測波形圖見圖1，檢測結果及結論見表2。使用后由于效果較好，在2007年在煉油廠推廣應用78臺冷換設備(其中一車間共計29臺)。

表1 電渦流檢測具體項目

表2 檢測結果及結論

圖1 常壓裝置E-18/2渦流檢測波形

通過分析檢測報告可知:E-18/2管束壁厚損失超過了30%，需要更換，于是在2006年車間大檢修期間實施了更換，從而杜絕了開工運行期間發生泄漏得幾率;根據其它冷換設備渦流檢測報告，將管束分為三個等級:(1)需要更換的管束在檢修期間進行更換，即使因為各種客觀原因不能實施，車間也給予重點關注，在正常生產中有機會給予更換;(2)對于監控使用管束，車間制定防范措施，加大監測特護力度，保證在預計使用壽命之前進行預知檢修;(3)對于繼續使用的管束，車間可以放在停工檢修期間有富裕時間進行檢修。這樣在檢修費用緊張的情況下，為預知檢修、制作新管束提供了科學依據。同時自從2006年采取渦流檢測技術后，裝置經過渦流檢測的冷換設備在開工運行中沒有發生泄漏現象，因此大大降低了冷換設備的泄漏率，提高了裝置安全運行系數。

3 電渦流檢測技術在裝置上應用效果

自2006年11月使用電渦流檢測技術后，裝置的冷換設備因泄漏發生檢修的頻率逐漸下降，取得了比較滿意的效果，見圖2，3。

3.1 直接經濟效益

(1)隨著冷換設備泄漏率逐年下降，污染油品質量事故也逐年下降，每次泄漏從發現泄漏到切除換熱器需要1 h計，以2005年為基數計，則污染餾分組成事故在2005年:15×40%=6臺次;在2007年:5×40%=2臺次;每小時餾分組成油按照40 t計，前后對比一年可以少出污油:6×40－2×40=160 t;以少出1 t污油蠟催加工成本39元計，一年節省成本:39×160=6240元。

(2)一臺冷換設備檢修費用為3萬元，一年可減少換熱器內漏檢修頻次按總檢修臺次30%計，一年可減少換熱器檢修4臺次，一年節約檢修費用3×4=12萬元。

(3)節約總成本為12.624萬元。

(4)渦流檢測費用為40 000元，一年內可收回成本。

3.2 間接經濟效益

除去餾分組成油換熱器外，還有水冷器等其它冷換設備管束泄漏，造成循環水污染，帶來更新循環水造成經濟損失;物料性質變化造成操作異常波動次生影響。

4 總結

由于冷換設備中直接與餾分油換熱的換熱器所占比例高達40%，冷換設備泄漏逐年下降，大大降低了對成品餾分油的污染，減少出污油的事故;水冷器等其它冷換設備管束泄漏次數的降低，可減少更新循環水造成的經濟損失;可以作到有效提前預知檢修，車間也可以有計劃有步驟地檢修，真正達到了中國石油天然氣股份公司要求的“操作和作業要受控”;職工也不為冷換設備突然泄漏進行應急，提高了裝置安全運行系數;促進了靜設備的管理水平。

Application of Electric Eddy Current Testing Technique in Heat Exchange Equipment

Yuan Zhaokun1，Zhang Yaoheng2
1.PetroChina Urumqi Petrochemical Company(Urumqi，Xinjiang 830019;
2.PetroChina Lanzhou Petrochemical Company(Lanzhou，Gansu 730060)

Several conventional testing techniques for heat exchanger tube bundles have their advantages and disadvantages.Whereas，the eddy current testing technique can accurately test the thinning of wall thickness of heat exchanger tubes and predict the service life of tubes.Therefore，the maintenance of heat exchanger equipment can be conducted in a timely manner to effectively reduce the leakages of heat exchangers and minimize the accidents so as to ensure the long－ term safe operation of the unit.The application of electric eddy current testing technique is described in detail through a case study of operation of an atmosphericvacuum distillation unit and a VGO FCC unit.

heat exchanger，tube bundle leakage，electric eddy current，equipment accident

TE985

B

1007－015X(2011)04－0053－03

2010－11－ 20;

2011－05－24。

袁照坤(1971－)，1995年畢業于江蘇石油化工學院石油加工專業，現在該公司煉油廠機動科從事靜設備檢修以及設備防腐管理工作。E-mail:yuanzkws@petrochina.com.cn