[發明專利]高溫高壓高流速濕氣環境腐蝕模擬環路系統

在審

• 申請號: 201911298773.1
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN110954470A
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 胡麗華;朱海山;常煒;李清平;姜瑞景;于湉;秦蕊
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油集團有限公司;中海油研究總院有限責任公司
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 王春霞

本發明公開了一種高溫高壓高流速H₂S/CO₂濕氣環境腐蝕模擬環路系統。所述環路系統包括高溫高壓釜和環路管道；環路管道的入口和出口與高溫高壓釜相連通形成環路系統；環路管道包括高流速試驗段和低流速試驗段，且高流速試驗段靠近高壓高溫釜的氣相出口端；高流速試驗段和低流速試驗段內均設有軸流風機、帶加熱盤管的拉瓦爾管、氣體流量計、腐蝕探針、熱電偶、熱電制冷裝置、腐蝕監測段以及試樣掛載段。本發明模擬環路系統能夠準確模擬海底天然氣管線內部的真實腐蝕環境，如溫度、壓力、流速和管道頂部冷凝等，并且兼具了腐蝕電化學監測和實物掛片掛載功能；對海底管線材料腐蝕規律和機制的研究、及防腐蝕藥劑適用性評價具有重要的意義。

技術領域

本發明涉及一種腐蝕模擬試驗裝置，具體地涉及一種高溫高壓高流速H₂S/CO₂濕氣環境腐蝕模擬環路系統，屬于高酸性氣田材料腐蝕規律和機制研究、及防腐蝕藥劑適用性評價領域。

背景技術

隨著能源工業的發展以及環境保護要求的不斷提高，天然氣已經成為我國主要的能源供給品。但是根據地質構造，我國的天然氣資源主要由海相沉積形成。因此，天然氣中不但含有腐蝕性的CO₂氣體，還含有兼具高腐蝕性和生物毒性的H₂S氣體，使得天然氣田的集輸管線面臨著嚴重的腐蝕失效風險。其中由于海底管道的特殊性，其一旦發生泄漏將造成更為嚴重的事故和生態環境破壞。因此，在海底管道建設和運行過程中需要對高溫高壓H₂S/CO₂環境下材料的腐蝕行為、及防腐蝕藥劑的適用性進行試驗研究和評價。但是目前能夠用于研究海底天然氣管線腐蝕環境的環路設備較少，且均存在局限性。

中國專利申請(CN105699286A，一種濕氣環路頂部腐蝕測試裝置)的公開了一種針對天然氣集輸管線腐蝕的環路系統，該設備利用溫差造成的飽和蒸氣壓的差值作為環路內氣體流動的驅動力。但是在天然氣管道實際運行溫度范圍(15～80℃)內所能提供的壓差有限(不超過40kPa)，難以實現天然氣管道高達40m/s的流速。同時由于通過調節兩個釜體之間的溫度差來控制流速，不能根據實際海管運行工況來任意調節溫度和流速。并且該環路的試片是通過從管道外部插入的方式進入環路內部，試片難以平行貼合管道內壁，因此會影響氣相的流形流態，不能反映管道內壁的真實腐蝕情況。

中國專利申請(CN104865179A，一種集輸管道緩蝕劑膜層評價試驗裝置)公開了一種針對集輸管線緩蝕劑評價的環路系統，該環路系統的試片也是通過從管道外部插入的方式進入環路內部，同樣難以反應環路內壁各圓周位置處的腐蝕。同時該環路為等徑環路，因此當模擬高流速時，氣體阻力激增，不但大幅提高氣泵的功耗，也會導致環路內氣體的溫度上升(摩擦阻力生熱)。并且氣體經過彎頭后直接進入試驗段，氣體流態混亂，難以保證不同批次試驗為相同流態相同。此外，其試驗段沒有設置局部制冷裝置，不能實現對海底管道頂部腐蝕的模擬。

因此針對海底天然氣管道內部腐蝕工況特點和現有環路腐蝕模擬裝備試驗能力的局限性，亟需提供一種能夠準確模擬海底天然氣管線高溫高壓高流速H₂S/CO₂濕氣環境的腐蝕環路實驗裝置，以期為海管材料腐蝕規律和機制的研究、及防腐蝕藥劑適用性評價提供設備支撐。

發明內容

本發明的目的是提供一種高溫高壓高流速H₂S/CO₂濕氣環境腐蝕模擬環路系統，能夠用于研究溫度、流速、管道頂部冷凝水等對管道內腐蝕的影響規律和機制，同時也可以用于氣/液相緩蝕劑的評價優選研究。

本發明所提供的高溫高壓高流速H₂S/CO₂濕氣環境腐蝕模擬環路系統，包括高溫高壓釜和環路管道；所述環路管道的入口和出口與所述高溫高壓釜相連通形成環路系統；

所述環路管道包括高流速試驗段和低流速試驗段，且所述高流速試驗段靠近所述高壓高溫釜的氣相出口端；