工藝管線溫度監測套管的修復與應用

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　　摘 要：在石油化工企業工藝參數監測是掌握流程運行狀態的一項重要指標。由于受到輸送介質的沖刷、腐蝕等因素的影響一體式的溫度監測套管容易腐蝕滲漏，使溫度監測儀表無法正常使用甚至出現損壞，嚴重影響工藝參數采集與監測。本文介紹了一種溫度監測套管的修復技術，通過增加內襯管的方法有效的解決了一體式溫度監測套管損壞后造成的油氣泄漏、工藝參數缺失等不利因素，提高了數據采集的完整性并消除了油氣泄漏等安全隱患。
　　關鍵詞：溫度監測;保護套;腐蝕;油氣泄漏
　　1 背景介紹
　　在石油化工企業工藝參數監測是掌握流程運行狀態的一項重要指標，生產工藝參數的監測和控制對整個企業的安全生產運行、節能降耗等起著關鍵的作用。工藝參數中壓力和溫度監測是最常見的工藝參數指標，壓力、溫度的監測分別有相應的計量儀表和配套設施。其中溫度參數的監測比較特殊，在油氣集輸工藝流程中溫度的監測大都采用溫度計或溫度傳感來進行溫度監測。為確保溫度監測準確性和有效性，溫度計和溫度傳感探頭在工藝管線中必須達到一定的插深。溫度監測儀表自身不具有耐壓性和密封性，儀表探頭必須安裝在特制的溫度計套內。保護套的作用一方面保證溫度監測儀表在不接觸介質的情況下實現溫度測量;另一方面防止壓力和腐蝕性介質損壞儀表探測裝置。油田化工企業使用的溫度監測保護套是通過介質將溫度傳遞到保護套，再將溫度傳遞給儀表探頭，通過探頭溫度感應原件實現對介質溫度的監測。
　　2 技術現狀及主要技術難點
　　一體式溫度計套采用碳鋼材料插深在工藝流程內部，由于受流程中介質的腐蝕沖刷，保護套在使用一段時間后會出現穿孔滲漏等現象，造成溫度監測設備無法安裝。溫度監測儀表的缺失使溫度數據無法正常采集。工藝控制參數缺失使工藝控制無法達到預期目標，給工藝流程的監測和安全運行造成安全隱患。在能耗分析中由于缺少重要的監測數據工藝能耗分析也無法正常進行，使工藝流程降本增效研究處于盲區狀態。由于溫度計量儀器儀表螺紋及本體不具備密封性，所以恢復溫度計量必須對保護套進行更換。溫度監測套管更換存在以下兩個難點：一是一體式溫度監測套管安裝在油氣集輸工藝管線上，監測套管的更換需要停運連續生產的設備。生產設備設施的停運影響上下游處理裝置的正常運行，到此生產任務將無法按期完成，造成經濟損失。二是由于輸送的介質屬于易燃易爆物，套管的更換安裝需要對工藝流程進行置換和動火作業：一方面大型的處理設備工藝流程置換成本高;另一方面動火作業在油氣生產場所的安全風險較高。
　　3 溫度監測套管的修復技術與原理
　　針對溫度監測套管出現的問題，我們對保護套結構及尺寸進行研究和測量發現：保護套的內襯管直徑比監測監測儀表的探頭直徑粗，內襯套管和金屬探頭之間有4mm的環形空間，監測套管的長度比金屬探頭長30mm。以這些余留空間作為研究的方向，我們根據發動機更換缸套的原理提出了套管滲漏的解決方案：在保護套內增加內襯套管隔絕滲漏點。在不進行動火、停產等作業的情況下修復原套管的密封性，使其恢復原使用功能。方案提出后我們對內襯套管的材質、內襯套管壁厚、密封方式、螺紋連接旋合長度四個方面進行分析對比分析。首先是材質的選擇，由于輸送介質含礦化度高達20000mg/L的地層水，材料的選擇必須經得住地層水的腐蝕。在對材料的腐蝕速率和承壓狀況進行對比后，我們最終選定腐蝕速率為0.01mm/a的316L不銹鋼管作為內襯套管主選材料。內襯套管壁厚的選擇上我們根據316L不銹鋼內徑外徑對壓力的影響以及該材料承受壓力計算方法確定不銹鋼管壁厚為1mm，其承壓能力達13MPa。密封方式上我們認真研究原套管的密封面，并結合密封狀況制作了3mm厚的聚四氟乙烯材料密封墊;由于需要采用螺紋連接，螺紋連接的旋合長度的確定，我們查閱國家現行標準，最終確定10mm作為旋合長度。結合以上四種影響因素的確定，我們制作出溫度監測套管修復方案，并依據方案制作出溫度監測套管的內襯套管。完成監測監測套管修復后我們進行了大量的現場實驗全部達到使用要求。最后，為了保證溫度監測儀采集數據的準確性，在制作的內襯套管內加注了導熱油，使工藝介質的溫度能夠迅速準確的傳遞給探頭實現數據的準確采集。
　　4 應用效果
　　溫度監測套管的修復一方面解決了原套管難以更換的難題;另一方面新的內襯套管與原套管內采用螺紋連接更換方便，可根據監測儀表的插深狀況改變插深管的深度，以便適應更多的監測儀表。該內襯套管的技術創新點在于將一體式螺紋套設計更改為分體式，將插深管更換為可拆卸式，可隨時對插深管進行更換安裝。
　　參考文獻：
　　[1]蔡仁良，過程裝備密封技術，化學工業出版社出版[J].2010
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