[發明專利]一種低速管道內腐蝕和電化學測試的簡易模擬裝置

有效

• 申請號: 201410071582.2
• 申請日: 2014-02-27
• 公開（公告）號: CN104880502B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 劉賢斌;左景輝;陳新華;王儉秋;韓恩厚
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: G01N27/416
• 分類號: G01N27/416
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司21002
• 代理人: 許宗富,周秀梅

技術領域

本發明涉及低速流體包括濕硫化氫環境及其混合氣體的腐蝕溶液以及油品、模擬環境腐蝕電化學及腐蝕試驗領域，具體為一種低速管道內腐蝕和電化學測試的簡易模擬裝置，它可實現低于75℃密閉不同腐蝕介質環境中小于1m/s流速管道內電化學測試及小于3m/s流速的管道內腐蝕模擬加速腐蝕試驗。

背景技術

全球工業的能源供給主體依然是石化資源，隨著經濟建設的需求，含有不同濃度的硫化氫、二氧化碳等腐蝕氣氛的油田被開采，集輸以及各類腐蝕溶液，腐蝕性原油，成品油，化學試劑等以管道輸運的方式送達到全國各地。管道內腐蝕由于其隱蔽性而難于監控，目前常用的方法有：1，在輸運管道上焊一段旁路用于實驗，2，采用旋轉電極模擬相應的流速。對于方法1，試驗條件和實際具有較好的關聯性，但是對試驗條件的控制性相對較弱，介質選擇上較為單一，使得對腐蝕尤其在一定流速，溫度以及介質對腐蝕的影響理解缺乏完整性，不利于建構完整的理論和試驗框架。對于方法2，測量電極的旋轉所處的線速度并非真實的流體速度，且釜內的溶液容易出現對流等。因此研究在相關特定設計流動介質中的管道內腐蝕行為以及電化學表現及其內在規律，積累相關數據，為石油化工裝置的材料選用建構相應的標準具有重大的實際意義。

輸運管道內腐蝕是管道運輸中最常見，最隱蔽的，因腐蝕初期難于及時發現，一旦監測到，則腐蝕處于快速發展階段，管道往往處于失效的邊緣，各類彌補措施發揮的空間極為有限。在流動的腐蝕介質中腐蝕與流速的相關性主要表現在：一定流速下金屬表面的腐蝕產物膜層與金屬基體的結合力與流體裹脅顆粒的沖刷作用之間的對抗，一定流速下物質的輸運對微生物生長，溫度對于膜層結構、腐蝕動力學、微生物生長，均具有決定性影響。目前尚未見到相關此類試驗模擬裝置的報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種低速管道內腐蝕和電化學測試的簡易模擬裝置，該裝置可實現密閉常壓條件和不太高溫度下（25-75℃）包括濕硫化氫環境及其混合氣體的腐蝕溶液以及油品、模擬環境腐蝕溶液中小于1m/s流速管道內電化學測試及小于3m/s流速的管道內腐蝕模擬加速腐蝕試驗為研究石油化工材料在管道輸運中內腐蝕試驗研究提供條件。

本發明的技術方案是：

一種低速管道內腐蝕和電化學測試的簡易模擬裝置，該裝置包括腐蝕溶液儲循容器、模擬管道內腐蝕樣品室和電化學測試室，所述腐蝕溶液儲循容器為密閉容器，其上設有出水口，出水管的一端連接有機玻璃管后通過出水口伸入儲循容器底部，出水管的另一端通過三通分成兩個支路，兩個支路分別連接模擬管道內腐蝕樣品室和電化學測試室后再合并成一路，即回水管，回水管的末端伸入腐蝕溶液儲循容器底部。

所述腐蝕溶液儲循容器的上部設有上水管，用于將溶液注入儲循容器內，上水管上設有316L球閥Ⅱ；儲循容器的底部設有放空溶液管路，用于排放儲循容器內的溶液；所述腐蝕溶液儲循容器通過水浴鍋控制其內溶液溫度。

所述電化學測試室為長方體中空結構，測試樣品、參比電極外引鹽橋和對電極分別通過電化學測試室上部所開的孔置入其內，各個孔通過膠塞密封；電化學測試室上方和下方分別放置不銹鋼板，上方和下方的不銹鋼板之間通過螺栓連接并使不銹鋼板對膠塞壓緊實現對電化學測試室的密封。

所述模擬管道內腐蝕樣品室為筒狀結構，筒狀腐蝕樣品室兩端連接的管道內設有固定螺栓，腐蝕試驗樣品為多個，相互之間用繩以相互絕緣的編織方式固定在所述固定螺栓上，以模擬管道內腐蝕最為嚴重之六點方向的腐蝕狀態。

所述出水管上設有變頻磁力泵和液位排空管，液位排空管上設置316L球閥Ⅲ；回水管上設有霍爾流量計。

所述腐蝕溶液儲循容器內為常壓、溫度25-75℃條件下包括濕硫化氫環境及其混合氣體的腐蝕溶液以及油品、模擬環境腐蝕溶液等。

所述腐蝕溶液儲循容器為有機玻璃材質，所述模擬管道內腐蝕樣品室和電化學測試室其材質均為有機玻璃；所述出水管和回水管為硅膠管或者PPR管；所述放空溶液管路為有機玻璃管或PPR管。

所述腐蝕溶液儲循容器上端還設有進氣管、熱電偶和出氣管；進氣管的一端伸入儲循容器內溶液下部，另一端接氣瓶；熱電偶的末端伸入儲循容器內溶液中；出氣管一端伸入儲循容器內但其末端在溶液上方，另一端接廢氣處理瓶。

所述腐蝕溶液儲循容器底部連接放空溶液管路，放空溶液管路穿過水浴鍋底部，并在其末端設置316L球閥Ⅰ，放空溶液管路與水浴鍋之間采取螺栓和密封墊片密封。