[发明专利]测量来自过程系统中设备的金属损耗的方法

说明书

一种测量来自过程系统中设备的金属损耗的方法。为监控过程设备中侵蚀和/或腐蚀(金属损耗)而安装的探测器，使用来自测量元件及基准元件的电阻率测量的结果，以便产生在暴露于过程液流的测量元件中金属损耗的测量，并且当测量的金属损耗超过阈值水平时，可以触发报警。现有技术的方法产生许多隐藏着真报警的误报警。本方法通过计算金属损耗计算中包含的置信度度量以便衰减噪声来忽略这些误报警，否则，噪声会产生误报警或在被监控的过程设备中的腐蚀或侵蚀状态的误解。

技术领域

本发明涉及按照本专利权利要求1的前序部分的测量来自过程系统中设备的金属损耗的方法。

背景技术

在诸如阀门及管配件的过程设备中的侵蚀，在某些类型的过程中是严重的问题。这尤其是流体液流中含有悬浮沙的过程液流的情形，那里侵蚀是不可避免的。金属损耗的另一种原因是腐蚀。

通常，侵蚀和腐蚀是通过测量暴露于管内过程液流的元件中电阻的变化检测的。随着该元件因侵蚀或腐蚀而变薄，电阻增加并给出侵蚀度和/或腐蚀度的指示。沙探测器是一种类型的传感器，被用在过程系统中以便监控侵蚀并且包括牺牲元件/测量元件，该元件例如被安排在海底油井的过程液流生产线中，与安排在管壁中的压力密闭组件一体。当沙探测器或腐蚀探测器中的测量元件的侵蚀达到预定极限或指示增长的发展，可以触发有关要采取的行动的报警。例如在油井中，因沙产生而引起的金属损耗可能必须降低生产率，以避免对过程设备的损坏甚或油井的坍塌。在另一种情形中，腐蚀探测器可以在早期的时间点提供有关过程设备中增加腐蚀的信息。

遗憾的是，电阻极大地依赖于温度，而为了补偿温度的变化，电阻在另一个不暴露于过程液流、从而不遭受侵蚀和/或腐蚀的元件上被测量。后一个元件被称为基准元件，并且真实的侵蚀/腐蚀测量是该两个元件之间的电阻率的比值。该基准元件通常由与测量元件相同的材料构成，并且呈现相同的尺寸。测量到的相应电阻率值之间的比值，将按如下公式代表金属损耗的值：

Δh_e＝h_e-h_r·(R_r/R_e) (1)

这里Δh_e代表元件金属损耗，h_e代表原始测量元件的高度或厚度，h_r代表原始基准元件的厚度/高度，R_r代表基准元件的电阻，和R_e代表测量元件的电阻。因此，当相应电阻率值之间的比值变化时，理论金属损耗也变化，该变化能够用作产生报警的系统的输入，该报警指出过程设备中增加的或临界的侵蚀水平。

然而，基准元件不能被定位在与测量元件相同的位置，并且因此，基准元件不能跟随与测量元件精确的相同温度变化，且通常会滞后于后者。所以，正如前面陈述的术语“理论金属损耗”指出，真实系统表现不同。例如，测量元件和基准元件之间温度的不同改变，例如在过程启动期间可以出现，这种情况可以产生假的金属损耗甚或金属“增长”。

一种用于从流体介质中测量腐蚀率的系统在美国专利6,919,729(RohrbackCosasco Systems)中被描述。该专利建议了电流反馈放大器用于维持在基准元件两端恒定的AC电压，以便保持腐蚀性测量与探测器的周围温度无关。换句话说，该系统提供不受由温度改变引起的电阻率变化形式的噪声影响的腐蚀测量。

来自现有技术的另一个例子是在GB 2 150 300中描述的电阻腐蚀探测器。

然而，沙探测器中电阻率的温度补偿测量不足以获得腐蚀水平的可靠值。电阻率测量还会受生产状况变化的影响，如在海底油井中，在生产停工和启动期间，那里的牺牲元件的加热能够与基准元件不同。对不可靠测量从而有关腐蚀阈值的误报警的另一贡献是过程液流中的东西对该元件的撞击、电磁干扰、有故障的元件/探测器。因此，沙探测器和侵蚀探测器，仍然可以产生许多隐藏着关于阈值侵蚀水平的真实报警的误报警，这些误报警可以导致过程设备及过程操作的损坏和/或失效。