[實用新型]模擬天然氣管道內腐蝕環境的高速濕氣腐蝕環路實驗裝置

有效

• 申請號: 201920110006.2
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN209606292U
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 張雷;王貝;孟凡娟;陳迎鋒;李政;張玉楠;王赟;趙中民;李慧心;路民旭
• 申請（專利權）人: 北京科技大學;安科工程技術研究院（北京）有限公司
• 主分類號: G01N17/04
• 分類號: G01N17/04
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本實用新型提供一種模擬天然氣管道內腐蝕環境的高速濕氣腐蝕環路實驗裝置，屬于腐蝕試驗技術領域。該裝置包括除氧系統、外接供氣系統、氣相循環系統、液相加注系統、外接控制系統、加熱保溫系統、實驗測試系統、廢液廢氣處理系統等。該裝置的優點是可以模擬天然氣管道內部介質流態、流速、壓力、溫度等條件，最大限度再現低含水率、高氣相流速、高壁面剪切力工況腐蝕環境，可通過電感探針、電化學測試、腐蝕掛片進行腐蝕行為研究和緩蝕劑評價，對天然氣管道的腐蝕機理研究和緩蝕劑等防護方法應用具有重要意義。

技術領域

本實用新型涉及腐蝕試驗技術領域，特別是指一種模擬天然氣管道內腐蝕環境的高速濕氣腐蝕環路實驗裝置。

背景技術

近年來，隨著石油天然氣工業的不斷發展，油氣管道的腐蝕問題日益引起人們的關注，特別是隨著深海油氣田的開發，準確地模擬天然氣管道內部腐蝕工況以便科學進行選材和緩蝕劑應用，成為工程實踐和研究的難點之一。針對深海天然氣管道腐蝕風險較高的特點，目前已有多種方法用于腐蝕環境模擬和緩蝕劑評價，但天然氣管道內部高速濕氣工況的腐蝕模擬仍極具挑戰，多數實驗室仍采用旋轉圓盤電極(RCE)、反應釜、沖擊濺射法等方法或裝置進行動態腐蝕模擬或緩蝕劑評價。其中旋轉圓盤電極(RCE)通過中低轉速和電化學測試的方式表征緩蝕劑效果，難以真實反映管道內高氣相流速、高壁面剪切力工況，實驗數據與實際情況往往存在差距，僅適用于緩蝕機理研究。沖擊濺射法適用于純液相條件下的強烈沖蝕，模擬全水相工況，但是對于含水率較低且氣相流速較高的天然氣管道工況，難以用全水相沖蝕模擬實際工況，僅適用于評價模擬高剪切力對緩蝕劑的影響。因此，建立模擬實驗環路，更為準確地模擬流動腐蝕工況，是天然氣管道高速濕氣腐蝕實驗和緩蝕劑評價的重要途徑。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種模擬天然氣管道內腐蝕環境的高速濕氣腐蝕環路實驗裝置，以此來研究天然氣管道在低含水率、高氣相流速、高壁面剪切力工況下的腐蝕模擬實驗和緩蝕劑評價的問題。

該裝置包括除氧系統、外接供氣系統、氣相循環系統、液相加注系統、外接控制系統、加熱保溫系統、實驗測試系統和廢液廢氣處理系統；其中，除氧系統包括高壓氣瓶A、減壓閥、真空泵，外接供氣系統包括高壓氣瓶B、減壓閥、緩沖罐，氣相循環系統包括循環風機、氣體流量計、氣液分離塔和各段管路，液相加注系統包括水箱、藥箱、柱塞計量水泵A、柱塞計量水泵B、柱塞計量藥泵A、柱塞計量藥泵B和攪拌器，外接控制系統包括液位計、控制器、電動球閥，加熱保溫系統包括加熱裝置A、加熱裝置B、循環水泵、溫度傳感器，實驗測試系統包括腐蝕探針、腐蝕電化學探頭、腐蝕掛片接口裝置、透視窗，廢液廢氣處理系統包括廢液收集箱、廢氣收集箱和過濾器放散管系；

高壓氣瓶A通過管路連接水箱和藥箱，連接高壓氣瓶A的管路上設置減壓閥，水箱連接控制器，水箱下部連接柱塞計量水泵A和柱塞計量水泵B，水箱和藥箱內設置攪拌器，藥箱下部連接柱塞計量藥泵A和柱塞計量藥泵B，水箱和藥箱外部包有加熱裝置A；氣液分離塔通過管路連接廢液收集箱，連接廢液收集箱的管路上設置電動球閥，連接柱塞計量水泵A、柱塞計量水泵B、柱塞計量藥泵A和柱塞計量藥泵B的主管路上設置緩沖罐、循環風機、氣體流量計和真空泵，緩沖罐連接高壓氣瓶B，緩沖罐上設置壓力變送器，氣液分離塔連接液位計，實驗管段接在主管路中，實驗管段連接循環水泵，實驗管段和主管路之間設置止回閥，實驗管段和氣液分離塔之間設置溫度傳感器，實驗管段外部包有加熱裝置B，加熱裝置B與循環水泵相連，實驗管段包括腐蝕探針、腐蝕電化學探頭、腐蝕掛片接口裝置和透視窗，主管路和廢氣收集箱之間的管路上設置針閥和過濾器放散管系。

該環路實驗裝置通入高壓N₂并利用真空泵抽出環路系統內部空氣的方式進行除氧。

外接供氣系統的高壓氣瓶B和減壓閥進氣口之間通過螺紋連接，外接供氣系統輸出的實驗氣體，經減壓閥控壓后通過導氣管進入緩沖罐，緩沖罐上裝有壓力變送器，實驗裝置壓力通過壓力變送器進行監測。

循環風機控制氣相流速，循環風機與氣體流量計相連，實時監測氣相流速。