[发明专利]管线钢硫化物应力腐蚀裂开敏感性探测仪

说明书

本发明涉及含硫油气集输系统（管线和设备）的安全检测装置。

硫化物应力腐蚀裂开其本质为氢致裂开，它是含硫油气开发中最严重的腐蚀破坏之一，它往往引起突发性的恶性事故，造成巨大经济损失和严重后果。因此，定期进行管道和设备危险性的现场检测是尽早发现事故隐患，并在此基础上进行工况条件的调优控制，是使含硫油气设施长期安全运行的重要技术措施。

目前国际上普遍采用的硫化物应力腐蚀裂开无损检测技术，大都是在管道或设备的外表面，测定原子氢的渗透速率（渗氢的阳极氧化电流），但是这些参数均未与材料发生硫化物应力腐蚀裂开这类环境敏感断裂的危险性联系起来，无法以这种参数来估价和判断发生这种破坏的危险性，如压力计式氢探测仪，腾壶式氢探测仪或补钉式氢探测仪等，不仅信号强度低，响应时间长，使用麻烦，而且，由于管道和设备钢材壁较厚，从其内壁接触腐蚀介质开始一直到测得稳定的信号响应，有很长的滞后时间。因此，对硫化物应力腐蚀裂开敏感结构而言一且测得较高渗氢电流，管道和设备往往已经造成了严重的氢致腐蚀损伤而无法弥补。

从工程角度考虑，显然，非常需要能直接地在线检测、就地测量和现场判断管线及设备用钢在所在腐蚀介质中硫化物应力腐蚀裂开的敏感性，为工艺参数的调优控制，及时消除隐患，防止恶性事故发生，提供重要的依据。

经国际联机检索均未查到有此项技术内容的专利文献。

本发明的目的是提供一种管线钢硫化物应力腐蚀裂开敏感性探测仪，能够借以用微机直接在线检测。现场评价，判断含硫油气管线发生硫化物应力腐蚀裂开所致的低应力脆性断裂的敏感程度或危险性。

本发明的技术方案是：管线钢硫化物应力腐蚀裂开敏感性探测仪，是利用NHA型（原子氢-金属氧化物燃料电池）探头作为信号元件，在含硫油气水溶液环境条件下，测量出它的短路放电电流，并将它存贮于微机系统中，借助专门研制的软件系统和相应的外部设备，将上述电流值，20号钢和16锰钢（包括焊缝）发生硫化物应力腐蚀裂开敏感性的判断结果，按“安全”、“危险”或“敏感”的档次分别在微型打印机上在现场自动制表打印出来。上述检测，既可以通过专门设计的探头在集输管线内的适当部位进行，也可以利用一个移动装置与含硫集输管线联接，作为它的旁路系统，检测出上述两种管线钢发生这种环境敏感断裂的危险性。

本发明的技术方案是通过下面具体结构实现的。

本发明的具体结构是由信号测量和信号处理两部分组成。前者包括了装有前置NHA型原子氢渗透速率传感器的探头，固定探头并插入测量装置的承压丝杠和根据管线或设备待测部分的连接件，探头可分为直接插入式和旁路联接式两种。旁路联接式是将含硫油气通过旁路管线，引入装有承压丝杠的专用高压釜中进行（如图4所示），在丝杠内由导线引出接数据处理系统;直接插入式是将装有NHA型传感器的承压丝杠通过接头直接插入管线待测部位的溶液中，在丝杠内由导线引出接数据处理系统。（如图3所示）。

信号处理部分包括了数据存贮处理，结果判断微机系统和打印输出机构。微机系统由下列部件组成，带有电流信号放大的A/V变换器，模拟/数字变换器（A/D）、微机处理器（cpu）、恒流电源、工作电源、输出控制/接口，微型打印机和工况显示器。（其连接框图如图1所示）。其联接关系首先由传感器所测得的信号送入电流电压变换器A/V，将输出的电压信号再输入到模拟数字变换器A/D，A/D将数字量送入计算机，经软件处理后通过接口送入打印机输出。同时送入工况显示器显示。另外有恒流源供给传感器和工作电源供给其它部件工作。

本发明与已有测量仪比较有如下优点：本装置的测量结果不仅能反映出发生硫化物应力腐蚀裂开环境介质因素的危险性，而且与应力测量相结合时还能反映出20号钢和16锰钢在所在腐蚀介质中硫化物应力腐蚀裂开可能达到的敏感程度;本装置信号水平高、响应速度快、准确、稳定可靠;本装置采用两种检测方式，可在线检测，也可在不干扰含硫天然气正常生产的情况下完成对管线钢的硫化物应力腐蚀敏感性的检测，为及时发现和消除事故隐患提供重要消息。

本发明的具体结构由以下的实施例及其附图给出。

图1是依据本发明提出的管线钢硫化物应力腐蚀裂开敏感性探测仪总体方框图;

图2是本发明探测仪承压丝杠探头结构图;

图3是本发明的探测仪直接插入式探头结构图;

图4是本发明探测仪旁路联接式联接图。