[發明專利]一種氣/液腐蝕模擬試驗裝置和試驗方法

無效

• 申請號: 201210088916.8
• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN103364328A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 高鵬;徐小連;鐘彬;艾芳芳;李琳;武裕民;陳義慶
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于腐蝕試驗技術領域，特別涉及一種氣/液腐蝕模擬試驗裝置和試驗方法。

背景技術

工業大氣中通常含有如SO₂、NO₂、H₂S等的腐蝕性氣體，材料在這種環境中往往比在一般大氣中有著更高的腐蝕速率，而在原油及天然氣的開采、儲存和運輸過程中材料所處的環境則更為惡劣。材料在含腐蝕性氣體及氣液混合環境中的腐蝕研究是材料腐蝕研究的重要組成部分。現場掛片試驗雖能如實反映腐蝕情況，但存在試驗周期長、影響因素繁多且不可控、重現性差等缺點。因此，快速有效的實驗室模擬試驗方法備受關注。

日本JFE公司的專利(特開2008-82963)公開了一種在實驗室模擬原油運輸或儲存中容器底板局部腐蝕的方法及試驗裝置。裝置由腐蝕試驗槽、恒溫水槽等組成，腐蝕試驗槽上部帶有進、出氣管并置于恒溫水槽中。試驗時在試驗槽中注入一定量的海水或1mass％的氯化鈉水溶液，試樣置于其中，通入由O₂、H₂S和N₂組成的混合氣體(O₂分壓2～10vol.％，H₂S分壓0.1～20vol.％，其余為N₂)。控制恒溫水槽，使腐蝕試驗槽內溫度在25～60℃間變化。為模擬原油及海水混合介質作用下的腐蝕，試驗前將試樣表面涂布原油殘渣，涂布量為3～10mg/cm²。日本住友金屬株式會社的專利(CN1946864A)也公開了相似的用于油船貨油艙用鋼的腐蝕試驗方法及裝置，所不同的是，該方法及裝置分為兩部分，一部分用于模擬油艙下底板腐蝕，另一部分模擬油艙頂板的氣相腐蝕。上述方法及試驗裝置的環境條件如溫度、腐蝕性氣、液介質濃度等均能準確控制，可較好的模擬原油儲運中容器材料的腐蝕過程。

在某些場合，如油井管及原油輸送管道內，腐蝕介質(氣、液或兩相混合介質)處于流動狀態，此時對于材料的腐蝕而言，介質的運動是不可忽略的因素。對于這種情況，上述兩種裝置均無法模擬。專利(CN201203571Y)公開了一種試驗裝置，其特點在于由一臺電機帶動多個反應釜上的試樣轉軸轉動，電機與各反應釜分別固定連接在一個可轉動角度并定位的支架上，支架的轉軸通過渦輪及蝸桿與底座相連，各反應釜均裝有加熱器、壓力表、測溫儀。裝置可對不同流態、不同組成的多相介質腐蝕環境進行模擬，但其缺點是結構復雜，單個反應釜可容納的試樣數量少，此外，當反應釜中通有如H₂S等的有毒氣體進行長周期試驗時存在有毒氣體泄露的安全隱患。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術所存在的缺陷，提供一種安全、簡單，可模擬氣/液介質處于靜止及層流狀態腐蝕環境的試驗裝置及試驗方法。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種氣/液腐蝕模擬試驗裝置，其特點是該裝置由供氣系統、腐蝕反應罐、溫度控制系統、介質流態控制系統、安全報警系統和尾氣處理系統所組成，供氣系統通過進氣管將腐蝕性氣體輸送至腐蝕反應罐，腐蝕反應罐排出的尾氣經出氣管輸送至尾氣處理系統，腐蝕反應罐內部溫度控制由溫度控制系統實現，腐蝕介質流動狀態由介質流態控制系統控制。本發明所述的供氣系統由氣瓶、減壓器、氣體流量控制器和混氣罐依次連接而成，腐蝕性氣體來源可以是按試驗所需比例預先混合好的市售品，也可由氣體流量控制器分別控制各種氣體進入混氣罐的進氣量以達到試驗要求，氣體流量控制器可程序控制氣體的瞬時流量和累積流量；所述的腐蝕反應罐上部安設有試樣架和上蓋；所述的溫度控制系統包括加熱管和熱電偶，由可編程控制儀控制，可編程控制儀按預定程序通過可控硅控制加熱管；所述的介質流態控制系統為由可編程控制儀控制的位于腐蝕反應罐底部的磁力攪拌器，可編程控制儀按預定程序控制磁力攪拌器的轉速；所述的腐蝕反應罐、加熱管、熱電偶和磁力攪拌器均安設在箱體內，箱體側面設有門。