天津是我国北方重要的石油化工产业基地,拥有天津石化、大港油田、渤海化工等大型企业,以及南港工业区、大港石化产业园区等专业化工园区。石化装置长期处于高温、高压、腐蚀性介质的环境中,设备材料的安全直接关系到生产安全和人员生命。材料可靠性鉴定是确保关键设备中使用正确合金材料的重要手段。奥林巴斯手持式X射线荧光光谱仪为石化行业的在役设备检测和材料验证提供了高效、无损的技术手段。
石化行业材料检测的特殊挑战
在石油化工生产过程中,设备材料面临多重风险:
高温氢腐蚀(HTHA):在高温高压环境下,氢原子容易扩散到碳素钢中,与钢中的碳反应形成甲烷气体,导致钢材弱化。使用含有铬等元素的合金钢可以有效防止HTHA,但需要定期验证其铬含量。
硫化腐蚀:当某些等级的钢管暴露在含有硫化氢(H₂S)的工艺流程体中时,可能发生硫化腐蚀。铬含量是决定耐蚀性的关键因素。
晶间腐蚀:316型不锈钢的碳含量直接影响其抗晶间腐蚀性能。316L型不锈钢的最大含碳量仅为0.03%,而316型不锈钢含有高达0.07%的碳,这种微小的差异足以使合金具有明显不同的腐蚀行为。

在役设备检测中,往往需要在不停车的情况下对高温管道、反应器进行现场检测,这就要求检测设备具备良好的环境适应性和高温检测能力。
奥林巴斯手持XRF在石化PMI中的应用
奥林巴斯手持式X射线荧光光谱仪在材料成份辨别方面具有显著优势。它可为用户提供极为精细的材料化学成份信息,从而可快速精确地辨别合金牌号,以确保用户在关键的位置上安装牌号正确的合金部件。
在石化企业中,手持XRF可以应用于以下场景:
原材料入库复验:对采购的合金钢管、法兰、焊材等关键材料进行快速成分验证,确保与采购要求一致。某石化企业在材料入库环节使用手持XRF对合金钢管件进行抽检,发现了一批铬含量偏低的管件,及时进行了退货处理。
检修期间检测:在装置大修期间,对拆解下来的管道、阀门、管件进行材质验证,评估是否可继续使用或需要更换。对于检测到铬、钼含量偏低的部件,及时标记并更换。
在役设备巡检:定期检测高温高压管道、反应器的材质退化情况。奥林巴斯手持XRF具备优异的环境适应性,可在复杂工况下稳定工作,部分设备可从高温表面获得可靠测量结果。
焊接质量验证:快速核对焊丝、焊条成分,确保与母材匹配。在焊接完成后,可对焊缝进行成分分析,评估是否存在稀释或烧损问题。
Vanta系列在石化行业的应用优势
Vanta手持式合金元素分析仪用于材料成份辨别的应用,其坚固耐用的机身结构设计使其不会轻易受到损伤,因此可以工作更长的时间,并降低用户的拥有成本。
在石化现场检测中,Vanta系列具有以下优势:在高温、雨淋等恶劣条件下具有超乎寻常的耐用性能;卓越的分析性能可提供精确的结果;可选的高温检测组件可在不冷却的情况下检测高温部件;可选的Wi-Fi和蓝牙功能,使用户可实时进行数据分享。
现场检测操作要点
在石化行业PMI检测中,操作人员应注意以下几点:
对于表面有涂层、腐蚀层或氧化层的样品,应使用合适的研磨剂进行表面处理后再检测,以确保检测结果反映材料本体成分。
对于在役高温管道,可选择具有高温检测功能的设备,无需等待冷却即可完成检测。

检测数据应记录存档,包括检测位置、时间、检测值等信息,建立设备材质数据库,为后续的腐蚀评估和寿命预测提供依据。
“好光谱,巴斯德”的服务理念,正助力天津石化行业构建从原材料到在役设备的全流程PMI检测体系,为装置安全运行保驾护航。