[發(fā)明專利]一種模擬貨油輪原油艙腐蝕的實驗裝置及其實驗方法

無效

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• 申請日: 2012-11-09
• 公開（公告）號: CN102928330A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹雨群;李曉剛;趙晉斌
• 申請（專利權(quán)）人: 南京鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 任立;姚姣陽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于加速模擬測試儀器領(lǐng)域，涉及鋼鐵在油輪艙內(nèi)環(huán)境下氣體腐蝕性能測試，具體的說是一種模擬油輪艙內(nèi)部頂板氣體在干濕交替和溫度等因素對鋼鐵材料的腐蝕性能加速模擬測試裝置及其實驗方法。

背景技術(shù)

目前，我國已成為全球第二大石油消費國和第三大石油進(jìn)口國。在我國每年上億噸的進(jìn)口石油中，90%以上依靠國外油輪運輸。由外輪來承運中國絕大部分進(jìn)口石油，其不穩(wěn)定性和不經(jīng)濟性顯而易見，因此中國交通部明確提出了“海運強國戰(zhàn)略”，指出必須建立中國自己強大的國際海運船隊。

原油船的結(jié)構(gòu)不同于其他船只，原油裝載于上甲板之下的貨油艙中。原油船運行期間，貨油艙處于比較苛刻的腐蝕環(huán)境，因此貨油艙的腐蝕防護一直為人們所重視，國際海事組織（IMO）強制要求貨油艙進(jìn)行腐蝕防護，到目前為止，一直是要求涂層防護。

頂板內(nèi)表面的腐蝕，是在溫度下降產(chǎn)生結(jié)露的夜間進(jìn)行的，未裝載原油、含大量的CO₂、SO₂、O₂時，腐蝕生成物α-FeOOH（鐵銹）為主，裝載含H₂S的原油時，H₂S在鐵銹表面以鐵銹為觸媒與O₂反應(yīng)生成硫磺。在反復(fù)裝載和空載的過程中，頂板內(nèi)表面形成鐵銹與硫磺的層狀結(jié)構(gòu)，脫落至貨油艙底部形成油泥。超大型油輪在定期檢查時回收的油泥在300噸以上。上甲板里面的上述腐蝕為均勻腐蝕，腐蝕速率0.2-0.3mm/年。

因此，發(fā)明一種能夠盡量模擬油輪艙內(nèi)部頂板氣體在干濕交替和溫度等因素對鋼鐵材料的腐蝕性能加速模擬測試裝置，對于鋼鐵材料在油輪艙內(nèi)部環(huán)境中的腐蝕研究有重要的意義。目前可以開展此類研究的相關(guān)實驗裝置未見報導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提出一種模擬貨油輪原油艙腐蝕的實驗裝置及其實驗方法，能夠真實地模擬油輪艙內(nèi)部頂板氣體在不同溫度下干濕交替工況，且結(jié)構(gòu)簡單。

本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是：

一種模擬貨油輪原油艙腐蝕的實驗裝置，包括CO₂氣瓶、O₂氣瓶、H₂S氣瓶、SO₂氣瓶、N₂氣瓶、氣體流量控制器、通氣導(dǎo)管、混合氣體排氣裝置、出氣閥、實驗腔蓋、柔性加熱板、實驗腔、水溶加熱器、加熱棒、殘余氣體回收容器、第一溫控器和第二溫控器；水溶加熱器具有內(nèi)腔作為實驗腔，實驗腔內(nèi)注有蒸餾水并與實驗腔頂部之間留有空間，實驗腔通過實驗腔蓋密封，實驗腔蓋下部空間內(nèi)設(shè)有柔性加熱板，試驗樣品固定在柔性加熱板下方，第一溫控器連接在柔性加熱板上；水溶加熱器內(nèi)設(shè)有加熱棒，第二溫控器連接在加熱棒上；CO₂氣瓶、O₂氣瓶、H₂S氣瓶、SO₂氣瓶和N₂氣瓶各通過通氣導(dǎo)管連接一個氣體流量控制器，各氣體流量控制器通過通氣導(dǎo)管連接至混合氣體排氣裝置，混合氣體排氣裝置通過設(shè)有出氣閥的管道連接至實驗腔內(nèi)的蒸餾水中，殘余氣體回收容器通過管道連接至實驗腔內(nèi)蒸餾水與實驗腔頂部之間的空間。

模擬貨油輪原油艙腐蝕的實驗方法，按以下步驟進(jìn)行：

㈠將試驗樣品固定在實驗腔內(nèi)的柔性加熱板的下方，并將實驗腔用實驗腔蓋密封，打開柔性加熱板和加熱棒，打開第一溫控器和第二溫控器，將柔性加熱板的溫度控制為25-50℃，將加熱棒的溫度控制為30-35℃，設(shè)置水溶加熱器溫度為28-32℃，控制實驗腔內(nèi)試驗溫度不高于36℃；

㈡打開CO₂氣瓶、O₂氣瓶、H₂S氣瓶、SO₂氣瓶和N₂氣瓶，控制各氣體流量控制器的流量為0.5-50ml/min，各氣體進(jìn)入混合氣體排氣裝置，再通過出氣閥進(jìn)入實驗腔內(nèi)的蒸餾水中；

㈢等待有氣泡從蒸餾水中冒出，實驗即可進(jìn)行，實驗時間為21-98天。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計科學(xué)合理，可以良好的測試油輪鋼的耐久性和抗腐蝕性，能夠真實地模擬油輪艙內(nèi)部頂板氣體在不同溫度下干濕交替工況，并且制造工藝簡單，經(jīng)過質(zhì)量流量控制器的微量氣體得到有效控制，保證實驗精度為油輪鋼測試其防腐性能提高增加了一道重要屏障，應(yīng)用方便。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的連接示意圖。

圖2是本發(fā)明測試油輪鋼在20℃和50℃干濕循環(huán)作用下腐蝕試驗結(jié)果圖。

具體實施方式