[發明專利]海底管道全浸沒加速腐蝕壓潰裝置及方法

有效

• 申請號: 202110789746.5
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN113358553B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 謝鵬;劉仕城
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02;G01N3/02;G01N3/12
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 胡楓;曹萬菊

本發明公開了一種海底管道全浸沒加速腐蝕壓潰裝置，包括全浸沒加速腐蝕模擬區及深海壓力倉加壓區；全浸沒加速腐蝕模擬區包括電化學工作站、電解試驗池、溶液濃度控制機構、管道試件放置機構及電極組，溶液濃度控制機構用于調節電解試驗池內腐蝕介質的濃度，電化學工作站用于向電解試驗池提供腐蝕電流；深海壓力倉加壓區包括壓力艙、試件裝填機構、壓力控制機構及水下視頻監控機構，試件裝填機構用于將管道試件移近或移出壓力艙，壓力控制機構用于調節壓力艙內的壓力。本發明還公開了一種基于海底管道全浸沒加速腐蝕壓潰裝置的海底管道全浸沒加速腐蝕壓潰方法。本發明采用先腐蝕再加壓的方式，模擬管道在極端環境下腐蝕壓潰的過程，實驗精度高。

技術領域

本發明涉及海洋加速腐蝕模擬及加壓模擬測試領域，尤其涉及一種海底管道全浸沒加速腐蝕壓潰裝置及一種基于所述海底管道全浸沒加速腐蝕壓潰裝置的海底管道全浸沒加速腐蝕壓潰方法。

背景技術

目前，我國海洋經濟發展迅速，無論是國家還是企業對于海底油氣資源的關注都日益上升。海底管道作為輸送海底油氣資源的重要設備，也成為了海洋裝備研究的重點。腐蝕是海底管道失效的主要原因之一，值得深入研究。據相關數據調查，全球每年因腐蝕造成的經濟損失是巨大的，已達到7000億至1.3萬億，約占各國生產總值的3％。因此，準確評估海底管道的腐蝕狀況，科學預測管道的剩余壽命，對保證海底管道的安全運行和油氣田的正常生產具有重要意義。

近年來，越來越多的研究致力于對加速腐蝕壓潰試驗方法的探索。然而，由于工程及實驗人員缺乏有效手段探求海底管道在海洋全浸沒區腐蝕及壓潰情況的窘境。目前，試驗人員長期仍采用小部分范圍的刀刮、錘砸等物理方法來模擬實際海洋腐蝕結果后使用壓力機等裝置進行壓潰實驗，得到了與實際情況有偏差的結果的無奈。因此，有必要對海底全浸沒區的腐蝕壓潰試進行研究，并探索合適的全浸沒加速腐蝕及加壓方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種海底管道全浸沒加速腐蝕壓潰裝置及方法，可實現模擬管道在極端環境下腐蝕壓潰的過程，實驗精度高。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種底管道全浸沒加速腐蝕壓潰裝置，包括：全浸沒加速腐蝕模擬區及深海壓力倉加壓區，所述全浸沒加速腐蝕模擬區用于將管道試件置于海水全浸沒條件下進行加速腐蝕，所述深海壓力倉加壓區用于將加速腐蝕后的管道試件置于高壓中進行加壓；所述全浸沒加速腐蝕模擬區包括電化學工作站、電解試驗池、溶液濃度控制機構、管道試件放置機構及電極組，所述電解試驗池用于放置腐蝕介質，所述溶液濃度控制機構與所述電解試驗池連接并用于調節所述電解試驗池內腐蝕介質的濃度，所述管道試件放置機構設于所述電解試驗池內并用于放置管道試件，所述電極組設于所述電解試驗池內，所述電極組包括輔助電極、參比電極、特制電極及工作電極，所述特制電極與所述工作電極及管道試件連接，所述輔助電極與管道試件之間設有間距，所述電化學工作站與所述輔助電極、參比電極及特制電極連接并用于向所述電解試驗池提供腐蝕電流；所述深海壓力倉加壓區包括壓力艙、試件裝填機構、壓力控制機構及水下視頻監控機構，所述壓力艙用于放置所述管道試件，所述試件裝填機構用于將所述管道試件移近或移出所述壓力艙，所述壓力控制機構與所述壓力艙連接并用于調節所述壓力艙內的壓力以為所述管道試件提供深海壓力環境，所述水下視頻監控機構與所述壓力艙連接并用于實時監測所述壓力艙內的管道試件的實時狀況。

作為上述方案的改進，所述輔助電極為貼附于所述電解試驗池內壁的輔助板，所述輔助電極與貼附的電解試驗池內壁之間設有電極接頭，所述輔助電極通過所述電極接頭與所述電化學工作站連接。

作為上述方案的改進，所述特制電極包括第一電極棒、電極板及第二電極棒組，所述電極板的一面與第一電極棒連接，另一面與所述第二電極棒組連接；所述第二電極棒組包括呈圓環分布的多個第二電極棒，所述圓環的直徑與所述管道試件的直徑相匹配，以使所述管道試件的端部嵌于所述圓環內，所述管道試件的端部與所述電極板之間設有間距。