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专利名称：用于在线监测腐蚀的系统和方法
技术领域：
本主题大体涉及腐蚀监测，并且尤其涉及用于在线监测压力容器的腐蚀的系统和方法。
背景技术：
电化学腐蚀是其中金属原子发生氧化且失去电子的过程。在腐蚀用语中，金属原子失去电子所处的位置被称为阳极，而电子所转移到的位置被称为阴极。基底金属内的局部腐蚀包括产生与不腐蚀的阴极区域分开的主动腐蚀的阳极区域。因此，当基底金属在阳极处氧化从而在阳极区域中形成坑时，留下的电子会流到阴极。这个电子流本质上形成电路。因而，当电路闭合且在阳极和阴极之间存在电势差时，电流就在阳极和阴极之间流动。气化是将诸如煤的碳氢化合物给料转换成合成气体(合成气)的部分氧化过程， 其可被用作更清洁、更环境友好的发电措施。典型地，气化过程在气化器(通常称为气化单元)中执行。在气化器内，在碳氢化合物给料在高压与热下与氧气和蒸汽混合时发生化学反应。例如，诸如煤的给料可通过气化器内的压力和热以化学的方式分开，从而引起化学反应，该化学反应会产生氢气和一氧化碳二者，它们是合成气的主要成分。该合成气然后可被清洁以及供应到涡轮系统，诸如整体煤气化联合循环(IGCC)发电设备的联合循环涡轮系统，以产生电力。在气化过程期间，在气化器内处理各种腐蚀剂。例如，高腐蚀性气体，诸如氯化铵、 硫化氢和氯化氢，通常会在气化过程期间产生。这些高温腐蚀性气体在整个气化器中扩散， 且特别地，接触气化器的压力容器的内壁。通常，由于压力容器上的材料约束，容器的壁表面温度低于许多的腐蚀性气体的气态盐露点。结果，接触容器壁的腐蚀性气体冷凝且从壁面上滴下。这些冷凝的气态盐和其它腐蚀物持续地覆盖容器壁，这可导致压力容器的腐蚀。目前，用于监测暴露于高温腐蚀的大多数工业装备(诸如化学反应器容器)仅有的手段之一是使装备停机并对其进行检查。在气化器的情况下，停机时间代价可能非常高。 另外，检查通常必须拆开气化器的至少一部分，这需要另外的停机时间和费用。可能有其它选项可用于气化器或IGCC操作者，例如调节气化器的某些运行参数，但是在应当采取该措施时进行预测通常非常困难。因而，当过于频繁或过于稀少地进行调节时都会引起不必要的费用。因此，一种用于在线监测金属构件-诸如压力容器的腐蚀的系统和方法在本技术中将是受欢迎的。

发明内容
将在以下描述中对本发明的各方面和优点进行部分地阐述，或者根据该描述，本发明的各方面和优点可为显而易见的，或者可通过实践本发明来了解本发明的各方面和优点。在一方面，本主题提供了一种用于在线监测压力容器的腐蚀的方法。该方法大体包括使第一电极和第二电极的一部分暴露于压力容器内的腐蚀性环境。第一电极和第二电极设置在压力容器的壁中，并且通过绝缘材料而彼此绝缘。另外，第一电极和第二电极电耦联，使得当在第一电极和第二电极之间存在电势差时，电流会在第一电极和第二电极之间流动。该方法还包括测量和分析在第一电极和第二电极之间的电势差和/或在第一电极和第二电极之间流动的电流，以便预测压力容器的腐蚀特性。另外，该方法包括基于压力容器的预测的腐蚀特性确定何时在压力容器上执行修正措施。在另一方面，本主题提供了一种用于在线监测压力容器的腐蚀的系统。该系统包括设置在压力容器中的腐蚀感测装置。该腐蚀感测装置大体包括在绝缘材料内彼此绝缘的第一电极和第二电极。第一电极和第二电极布置在腐蚀感测装置中而使得第一电极和第二电极中的各个的一部分暴露于压力容器中的腐蚀性环境。另外，第一电极和第二电极电耦联，使得当在第一电极和第二电极之间存在电势差时，电流会在第一电极和第二电极之间流动。该系统还包括腐蚀监测装置，该腐蚀监测装置构造成以便测量和分析在第一电极和第二电极之间的电势差和/或在第一电极和第二电极之间流动的电流，以便基于压力容器的预测的腐蚀特性来指示何时在该压力容器上执行修正措施。参照以下描述和所附权利要求书，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。结合在此说明书中且构成该说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用来阐明本发明的原理。


在说明书中(参照附图)对针对本领域普通技术人员而言本发明的完整和能够实施的公开-包括其最佳模式进行了阐述，在附图中图1示出了具有用于在线监测腐蚀的、根据本主题的一方面安装的系统的一个实施例的气化器的简化截面图；图2示出了根据本主题的一方面安装在压力容器内且耦联到腐蚀监测装置上的腐蚀感测装置的一个实施例的截面侧视图。部件列表
权利要求
1.一种用于在线监测压力容器(12)的腐蚀的方法，该方法包括使第一电极(40)和第二电极(40)的一部分暴露于压力容器(12)内的腐蚀性环境，其中，所述第一电极(40)和所述第二电极(40)设置在所述压力容器(12)的壁(28)内，并且通过绝缘材料(38)而彼此绝缘，所述第一电极和第二电极(40)电耦联，使得当在所述第一电极(40)和所述第二电极(40)之间存在电势差时，电流会在所述第一电极(40)和所述第二电极(40)之间流动，所述第一电极(40)和所述第二电极(40)之间的电势差至少部分地基于所述第一电极(40)或所述第二电极(40)处的腐蚀；测量所述第一电极(40)和所述第二电极(40)之间的电势差和在所述第一电极(40) 和所述第二电极(40)之间流动的电流中的至少一个；分析所测量的电势差和所测量的电流中的该至少一个，以预测所述压力容器(12)的腐蚀特性；以及，基于所述压力容器(12)的预测的腐蚀特性确定何时在所述压力容器(12)上执行修正措施。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括在所述压力容器(12)上执行该修正措施。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述压力容器(12)形成气化器(10)的一部分。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该修正措施包括使所述气化器(10)停机以及检查所述气化器(10)。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该修正措施包括调节所述气化器(10)的一个或多个运行参数。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该方法包括在视觉上显示所述压力容器(12)的该预测的腐蚀特性。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该腐蚀性环境至少部分地由于在所述压力容器(12)的所述壁(28)上冷凝的腐蚀性气态盐而引起。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述压力容器(12)的腐蚀特性包括点蚀深度和点蚀速率中的至少一个。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一电极和第二电极 (40)由具有与所述压力容器(12)的腐蚀特性类似的腐蚀特性的材料形成。
10.一种用于在线监测压力容器(12)的腐蚀的系统，该系统包括腐蚀感测装置(30)，其设置在压力容器(12)的壁(28)中，所述腐蚀感测装置(30)包括在绝缘材料(38)内彼此绝缘的第一电极(40)和第二电极(40)，所述第一电极和第二电极(40)布置成使得所述第一电极和第二电极(40)中的各个的一部分暴露于所述压力容器(12)内的腐蚀性环境，所述第一电极和第二电极(40)电耦联，使得当在所述第一电极 (40)和所述第二电极(40)之间存在电势差时，电流会在所述第一电极(40)和所述第二电极(40)之间流动，所述第一电极(40)和所述第二电极(40)之间的电势差至少部分地基于所述第一电极(40)或所述第二电极(40)处的腐蚀；以及腐蚀监测装置(32)，其构造成以便测量和分析所述第一电极(40)和所述第二电极 (40)之间的电势差和在所述第一电极(40)和所述第二电极(40)之间流动的电流中的至少一个，以便基于所述压力容器(12)的预测的腐蚀特性来指示何时在所述压力容器(12)上执行修正措施。
全文摘要
本发明涉及用于在线监测腐蚀的系统和方法。公开了一种用于在线监测压力容器(12)的腐蚀的系统和方法。第一电极和第二电极(40)可在该压力容器(12)的壁(28)中彼此绝缘，并且暴露于该压力容器(12)内的腐蚀性环境。另外，该第一电极和第二电极(40)可电耦联，使得当在电极(40)之间存在电势差时，电流在该第一电极(40)和该第二电极(40)之间流动。然后可测量和分析电极(40)之间的电势差和/或在电极(40)之间流动的电流，以确定何时在该压力容器(12)上执行修正措施。
文档编号G01N17/02GK102262045SQ20111009330
公开日2011年11月30日 申请日期2011年4月8日 优先权日2010年4月9日
发明者G·A·戈勒, P·S·迪马斯乔, R·E·赫夫纳 申请人:通用电气公司