專利名稱：用于在線監(jiān)測(cè)腐蝕的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本主題大體涉及腐蝕監(jiān)測(cè)，并且尤其涉及用于在線監(jiān)測(cè)壓力容器的腐蝕的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
電化學(xué)腐蝕是其中金屬原子發(fā)生氧化且失去電子的過(guò)程。在腐蝕用語(yǔ)中，金屬原子失去電子所處的位置被稱為陽(yáng)極，而電子所轉(zhuǎn)移到的位置被稱為陰極?；捉饘賰?nèi)的局部腐蝕包括產(chǎn)生與不腐蝕的陰極區(qū)域分開(kāi)的主動(dòng)腐蝕的陽(yáng)極區(qū)域。因此，當(dāng)基底金屬在陽(yáng)極處氧化從而在陽(yáng)極區(qū)域中形成坑時(shí)，留下的電子會(huì)流到陰極。這個(gè)電子流本質(zhì)上形成電路。因而，當(dāng)電路閉合且在陽(yáng)極和陰極之間存在電勢(shì)差時(shí)，電流就在陽(yáng)極和陰極之間流動(dòng)。氣化是將諸如煤的碳?xì)浠衔锝o料轉(zhuǎn)換成合成氣體(合成氣)的部分氧化過(guò)程， 其可被用作更清潔、更環(huán)境友好的發(fā)電措施。典型地，氣化過(guò)程在氣化器(通常稱為氣化單元)中執(zhí)行。在氣化器內(nèi)，在碳?xì)浠衔锝o料在高壓與熱下與氧氣和蒸汽混合時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。例如，諸如煤的給料可通過(guò)氣化器內(nèi)的壓力和熱以化學(xué)的方式分開(kāi)，從而引起化學(xué)反應(yīng)，該化學(xué)反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生氫氣和一氧化碳二者，它們是合成氣的主要成分。該合成氣然后可被清潔以及供應(yīng)到渦輪系統(tǒng)，諸如整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電設(shè)備的聯(lián)合循環(huán)渦輪系統(tǒng)，以產(chǎn)生電力。在氣化過(guò)程期間，在氣化器內(nèi)處理各種腐蝕劑。例如，高腐蝕性氣體，諸如氯化銨、 硫化氫和氯化氫，通常會(huì)在氣化過(guò)程期間產(chǎn)生。這些高溫腐蝕性氣體在整個(gè)氣化器中擴(kuò)散， 且特別地，接觸氣化器的壓力容器的內(nèi)壁。通常，由于壓力容器上的材料約束，容器的壁表面溫度低于許多的腐蝕性氣體的氣態(tài)鹽露點(diǎn)。結(jié)果，接觸容器壁的腐蝕性氣體冷凝且從壁面上滴下。這些冷凝的氣態(tài)鹽和其它腐蝕物持續(xù)地覆蓋容器壁，這可導(dǎo)致壓力容器的腐蝕。目前，用于監(jiān)測(cè)暴露于高溫腐蝕的大多數(shù)工業(yè)裝備(諸如化學(xué)反應(yīng)器容器)僅有的手段之一是使裝備停機(jī)并對(duì)其進(jìn)行檢查。在氣化器的情況下，停機(jī)時(shí)間代價(jià)可能非常高。 另外，檢查通常必須拆開(kāi)氣化器的至少一部分，這需要另外的停機(jī)時(shí)間和費(fèi)用。可能有其它選項(xiàng)可用于氣化器或IGCC操作者，例如調(diào)節(jié)氣化器的某些運(yùn)行參數(shù)，但是在應(yīng)當(dāng)采取該措施時(shí)進(jìn)行預(yù)測(cè)通常非常困難。因而，當(dāng)過(guò)于頻繁或過(guò)于稀少地進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)都會(huì)引起不必要的費(fèi)用。因此，一種用于在線監(jiān)測(cè)金屬構(gòu)件-諸如壓力容器的腐蝕的系統(tǒng)和方法在本技術(shù)中將是受歡迎的。

發(fā)明內(nèi)容
將在以下描述中對(duì)本發(fā)明的各方面和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行部分地闡述，或者根據(jù)該描述，本發(fā)明的各方面和優(yōu)點(diǎn)可為顯而易見(jiàn)的，或者可通過(guò)實(shí)踐本發(fā)明來(lái)了解本發(fā)明的各方面和優(yōu)點(diǎn)。在一方面，本主題提供了一種用于在線監(jiān)測(cè)壓力容器的腐蝕的方法。該方法大體包括使第一電極和第二電極的一部分暴露于壓力容器內(nèi)的腐蝕性環(huán)境。第一電極和第二電極設(shè)置在壓力容器的壁中，并且通過(guò)絕緣材料而彼此絕緣。另外，第一電極和第二電極電耦聯(lián)，使得當(dāng)在第一電極和第二電極之間存在電勢(shì)差時(shí)，電流會(huì)在第一電極和第二電極之間流動(dòng)。該方法還包括測(cè)量和分析在第一電極和第二電極之間的電勢(shì)差和/或在第一電極和第二電極之間流動(dòng)的電流，以便預(yù)測(cè)壓力容器的腐蝕特性。另外，該方法包括基于壓力容器的預(yù)測(cè)的腐蝕特性確定何時(shí)在壓力容器上執(zhí)行修正措施。在另一方面，本主題提供了一種用于在線監(jiān)測(cè)壓力容器的腐蝕的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括設(shè)置在壓力容器中的腐蝕感測(cè)裝置。該腐蝕感測(cè)裝置大體包括在絕緣材料內(nèi)彼此絕緣的第一電極和第二電極。第一電極和第二電極布置在腐蝕感測(cè)裝置中而使得第一電極和第二電極中的各個(gè)的一部分暴露于壓力容器中的腐蝕性環(huán)境。另外，第一電極和第二電極電耦聯(lián)，使得當(dāng)在第一電極和第二電極之間存在電勢(shì)差時(shí)，電流會(huì)在第一電極和第二電極之間流動(dòng)。該系統(tǒng)還包括腐蝕監(jiān)測(cè)裝置，該腐蝕監(jiān)測(cè)裝置構(gòu)造成以便測(cè)量和分析在第一電極和第二電極之間的電勢(shì)差和/或在第一電極和第二電極之間流動(dòng)的電流，以便基于壓力容器的預(yù)測(cè)的腐蝕特性來(lái)指示何時(shí)在該壓力容器上執(zhí)行修正措施。參照以下描述和所附權(quán)利要求書(shū)，本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解。結(jié)合在此說(shuō)明書(shū)中且構(gòu)成該說(shuō)明書(shū)的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并且與描述一起用來(lái)闡明本發(fā)明的原理。


在說(shuō)明書(shū)中(參照附圖)對(duì)針對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言本發(fā)明的完整和能夠?qū)嵤┑墓_(kāi)-包括其最佳模式進(jìn)行了闡述，在附圖中圖1示出了具有用于在線監(jiān)測(cè)腐蝕的、根據(jù)本主題的一方面安裝的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的氣化器的簡(jiǎn)化截面圖；圖2示出了根據(jù)本主題的一方面安裝在壓力容器內(nèi)且耦聯(lián)到腐蝕監(jiān)測(cè)裝置上的腐蝕感測(cè)裝置的一個(gè)實(shí)施例的截面?zhèn)纫晥D。部件列表
權(quán)利要求
1.一種用于在線監(jiān)測(cè)壓力容器(12)的腐蝕的方法，該方法包括使第一電極(40)和第二電極(40)的一部分暴露于壓力容器(12)內(nèi)的腐蝕性環(huán)境，其中，所述第一電極(40)和所述第二電極(40)設(shè)置在所述壓力容器(12)的壁(28)內(nèi)，并且通過(guò)絕緣材料(38)而彼此絕緣，所述第一電極和第二電極(40)電耦聯(lián)，使得當(dāng)在所述第一電極(40)和所述第二電極(40)之間存在電勢(shì)差時(shí)，電流會(huì)在所述第一電極(40)和所述第二電極(40)之間流動(dòng)，所述第一電極(40)和所述第二電極(40)之間的電勢(shì)差至少部分地基于所述第一電極(40)或所述第二電極(40)處的腐蝕；測(cè)量所述第一電極(40)和所述第二電極(40)之間的電勢(shì)差和在所述第一電極(40) 和所述第二電極(40)之間流動(dòng)的電流中的至少一個(gè)；分析所測(cè)量的電勢(shì)差和所測(cè)量的電流中的該至少一個(gè)，以預(yù)測(cè)所述壓力容器(12)的腐蝕特性；以及，基于所述壓力容器(12)的預(yù)測(cè)的腐蝕特性確定何時(shí)在所述壓力容器(12)上執(zhí)行修正措施。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法包括在所述壓力容器(12)上執(zhí)行該修正措施。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述壓力容器(12)形成氣化器(10)的一部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，該修正措施包括使所述氣化器(10)停機(jī)以及檢查所述氣化器(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，該修正措施包括調(diào)節(jié)所述氣化器(10)的一個(gè)或多個(gè)運(yùn)行參數(shù)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，該方法包括在視覺(jué)上顯示所述壓力容器(12)的該預(yù)測(cè)的腐蝕特性。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，該腐蝕性環(huán)境至少部分地由于在所述壓力容器(12)的所述壁(28)上冷凝的腐蝕性氣態(tài)鹽而引起。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述壓力容器(12)的腐蝕特性包括點(diǎn)蝕深度和點(diǎn)蝕速率中的至少一個(gè)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第一電極和第二電極 (40)由具有與所述壓力容器(12)的腐蝕特性類似的腐蝕特性的材料形成。
10.一種用于在線監(jiān)測(cè)壓力容器(12)的腐蝕的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括腐蝕感測(cè)裝置(30)，其設(shè)置在壓力容器(12)的壁(28)中，所述腐蝕感測(cè)裝置(30)包括在絕緣材料(38)內(nèi)彼此絕緣的第一電極(40)和第二電極(40)，所述第一電極和第二電極(40)布置成使得所述第一電極和第二電極(40)中的各個(gè)的一部分暴露于所述壓力容器(12)內(nèi)的腐蝕性環(huán)境，所述第一電極和第二電極(40)電耦聯(lián)，使得當(dāng)在所述第一電極 (40)和所述第二電極(40)之間存在電勢(shì)差時(shí)，電流會(huì)在所述第一電極(40)和所述第二電極(40)之間流動(dòng)，所述第一電極(40)和所述第二電極(40)之間的電勢(shì)差至少部分地基于所述第一電極(40)或所述第二電極(40)處的腐蝕；以及腐蝕監(jiān)測(cè)裝置(32)，其構(gòu)造成以便測(cè)量和分析所述第一電極(40)和所述第二電極 (40)之間的電勢(shì)差和在所述第一電極(40)和所述第二電極(40)之間流動(dòng)的電流中的至少一個(gè)，以便基于所述壓力容器(12)的預(yù)測(cè)的腐蝕特性來(lái)指示何時(shí)在所述壓力容器(12)上執(zhí)行修正措施。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在線監(jiān)測(cè)腐蝕的系統(tǒng)和方法。公開(kāi)了一種用于在線監(jiān)測(cè)壓力容器(12)的腐蝕的系統(tǒng)和方法。第一電極和第二電極(40)可在該壓力容器(12)的壁(28)中彼此絕緣，并且暴露于該壓力容器(12)內(nèi)的腐蝕性環(huán)境。另外，該第一電極和第二電極(40)可電耦聯(lián)，使得當(dāng)在電極(40)之間存在電勢(shì)差時(shí)，電流在該第一電極(40)和該第二電極(40)之間流動(dòng)。然后可測(cè)量和分析電極(40)之間的電勢(shì)差和/或在電極(40)之間流動(dòng)的電流，以確定何時(shí)在該壓力容器(12)上執(zhí)行修正措施。
文檔編號(hào)G01N17/02GK102262045SQ20111009330
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者G·A·戈勒, P·S·迪馬斯喬, R·E·赫夫納 申請(qǐng)人:通用電氣公司