[發(fā)明專利]一種測(cè)量煙氣對(duì)井下管柱腐蝕速率的裝置及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410188271.4
• 申請(qǐng)日: 2014-05-06
• 公開（公告）號(hào): CN104034649B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊肖曦;秦國(guó)順;李松巖;麻濤;李威;郭龍江
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): G01N17/00
• 分類號(hào): G01N17/00
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 呂利敏

1.一種測(cè)量煙氣對(duì)井下管柱腐蝕速率的裝置，其特征在于，該裝置包括氣源部、氣體混合部和模擬腐蝕環(huán)境的反應(yīng)釜；

所述氣源部包括氮?dú)鈿庠础⒀鯕鈿庠础⒍趸細(xì)庠矗?/p>

所述氣體混合部包括混合增壓容器；

所述模擬腐蝕環(huán)境的反應(yīng)釜包括釜體、在釜體內(nèi)軸向設(shè)置的實(shí)驗(yàn)旋轉(zhuǎn)部件、驅(qū)動(dòng)所述實(shí)驗(yàn)旋轉(zhuǎn)部件的電機(jī)，所述實(shí)驗(yàn)旋轉(zhuǎn)部件包括轉(zhuǎn)子和掛片架，所述電機(jī)包括轉(zhuǎn)速控制器和磁力傳動(dòng)裝置；在所述釜體的頂部設(shè)置有橡膠密封片和球閥；所述的球閥垂直安裝在釜體的頂部，在所述球閥上封裝有橡膠密封片；

所述氮?dú)鈿庠赐ㄟ^第一進(jìn)氣閥與混合增壓容器相連；所述氧氣氣源通過第二進(jìn)氣閥與混合增壓容器相連；所述二氧化碳?xì)庠赐ㄟ^第三進(jìn)氣閥與混合增壓容器相連；

所述混合增壓容器的出氣口與所述模擬腐蝕環(huán)境的反應(yīng)釜進(jìn)氣口相連；

在所述混合增壓容器和模擬腐蝕環(huán)境的反應(yīng)釜之間的管路上設(shè)置有真空泵和壓力表；

在所述壓力表和模擬腐蝕環(huán)境的反應(yīng)釜之間設(shè)置有放空閥、安全閥和真空表；

在所述釜體外部設(shè)置有電加熱套；

在轉(zhuǎn)子的外部設(shè)置有冷卻水套；

在所述釜體的側(cè)壁上、釜體內(nèi)分別設(shè)置有溫度傳感器；所述釜體側(cè)壁上設(shè)置的溫度傳感器、釜體內(nèi)設(shè)置的溫度傳感器分別與溫度測(cè)量控制儀相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量煙氣對(duì)井下管柱腐蝕速率的裝置，其特征在于，所述混合增壓容器的增壓泄壓口設(shè)置有增壓泵、儲(chǔ)水罐，在所述混合增壓容器和增壓泵之間設(shè)置有下排水閥和電接點(diǎn)壓力表。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量煙氣對(duì)井下管柱腐蝕速率的裝置，其特征在于，所述氮?dú)鈿庠磁c混合增壓容器之間的管路上順次設(shè)置有第一減壓閥、第一氣體質(zhì)量流量計(jì)和第一單向止回閥；

所述氧氣氣源與混合增壓容器之間的管路上順次設(shè)置有第二減壓閥、第二氣體質(zhì)量流量計(jì)和第二單向止回閥；

所述二氧化碳?xì)庠磁c混合增壓容器之間的管路上順次設(shè)置有第三減壓閥、第三氣體質(zhì)量流量計(jì)和第三單向止回閥。

4.如權(quán)利要求1-3任意一條所述的測(cè)量煙氣對(duì)井下管柱腐蝕速率的裝置的工作方法，其特征在于，該方法包括步驟如下：

(1)參照標(biāo)準(zhǔn)JB/T7901.金屬材料實(shí)驗(yàn)室均勻腐蝕全浸試驗(yàn)方法，將待測(cè)實(shí)驗(yàn)的井下管柱加工成符合上述標(biāo)準(zhǔn)的待測(cè)試樣，并對(duì)待測(cè)試樣打孔，測(cè)量所述待測(cè)試樣的試驗(yàn)前質(zhì)量M；將待測(cè)試樣固定在掛片架上；

(2)將掛片架安裝在所述轉(zhuǎn)子上，然后對(duì)模擬腐蝕環(huán)境的反應(yīng)釜密封；

(3)將在混合增壓容器和模擬腐蝕環(huán)境的反應(yīng)釜之間管路上的閥門、所述真空表和模擬腐蝕環(huán)境的反應(yīng)釜之間管路上的閥門和真空泵端的閥門分別打開；

打開真空泵對(duì)所述混合增壓容器和釜體抽真空，關(guān)閉真空泵以及在混合增壓容器和模擬腐蝕環(huán)境的反應(yīng)釜之間管路上的閥門、所述真空表和模擬腐蝕環(huán)境的反應(yīng)釜之間管路上的閥門和真空泵端的閥門；

(4)打開球閥，依次通過微量加樣器長(zhǎng)針頭穿過密封橡膠片，加入模擬煙氣成分的水和SO₂氣體，完成后關(guān)閉球閥；

(5)預(yù)設(shè)氮?dú)狻⒀鯕夂投趸嫉姆謩e加入量及混合總壓力，將氮?dú)鈿庠础⒀鯕鈿庠春投趸細(xì)庠捶謩e進(jìn)入混合增壓容器，上述三路氣體同時(shí)進(jìn)氣，當(dāng)?shù)獨(dú)狻⒀鯕夂投趸嫉募尤肓窟_(dá)到預(yù)設(shè)數(shù)值時(shí)，關(guān)閉第一進(jìn)氣閥、第二進(jìn)氣閥和第三進(jìn)氣閥；然后利用增壓泵調(diào)整混合增壓容器內(nèi)的壓力，以使其壓力達(dá)到預(yù)設(shè)的混合總壓力；

(6)關(guān)閉下排水閥，打開在混合增壓容器和模擬腐蝕環(huán)境的反應(yīng)釜之間管路上的閥門，啟動(dòng)混合增壓泵，將混合增壓容器內(nèi)的混合氣驅(qū)替進(jìn)入釜體內(nèi)，完成配氣；增壓泵停止后，關(guān)閉在混合增壓容器和模擬腐蝕環(huán)境的反應(yīng)釜之間管路上的閥門，打開混合增壓容器下排水閥；

(7)如果步驟(5)中，所述氮?dú)狻⒀鯕狻⒍趸嫉倪M(jìn)氣沒有達(dá)到預(yù)設(shè)的分別加入量及混合總壓力，則重復(fù)步驟(5)、(6)；

(8)配氣完成后，啟動(dòng)釜體外部的電加熱套，對(duì)釜體進(jìn)行加熱，通過溫度測(cè)量控制儀設(shè)置釜體內(nèi)溫度為實(shí)驗(yàn)溫度；

(9)通過轉(zhuǎn)速控制器設(shè)置電機(jī)轉(zhuǎn)速，通過轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成待測(cè)試樣所在半徑對(duì)應(yīng)的線速度，即模擬井下管柱內(nèi)介質(zhì)的流動(dòng)速度；同時(shí)打開轉(zhuǎn)子外的冷卻水套；

(10)當(dāng)所述釜體內(nèi)的溫度升高到實(shí)驗(yàn)溫度且穩(wěn)定后，壓力表讀數(shù)為12MPa時(shí)，進(jìn)行周期腐蝕試驗(yàn)；

(11)腐蝕試驗(yàn)結(jié)束后，打開放空閥，將釜體放空，待釜體內(nèi)溫度降低到100℃以下時(shí)，取出待測(cè)試樣，參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T16545-1996.腐蝕產(chǎn)物的清除，去除待測(cè)試樣表面的腐蝕產(chǎn)物，測(cè)量待測(cè)試樣的質(zhì)量M₁，根據(jù)(i)式計(jì)算腐蝕速率：

R=8.76×107×(M-M1)STD---(i)]]>

在(i)式中：R-腐蝕速率，mm/a；M-腐蝕試驗(yàn)前的待測(cè)試樣質(zhì)量，單位：g；M₁-腐蝕試驗(yàn)后的待測(cè)試樣質(zhì)量，單位：g；S-待測(cè)試樣的總表面積，單位：cm²；T-腐蝕試驗(yàn)時(shí)間，單位：h；D-待測(cè)試樣的材料密度，單位：kg/m³。