[發明專利]實時評價礦井水腐蝕行為及篩選緩蝕劑用的設備和使用方法

在審

• 申請號: 202110853318.4
• 申請日: 2021-07-27
• 公開（公告）號: CN115683998A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 任永勝;陳思瑤;鎖勇
• 申請（專利權）人: 寧夏大學
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 黃幼陵

實時評價礦井水腐蝕行為及篩選緩蝕劑用的設備，由進料系統、測試系統、數據采集與處理系統組成；進料系統由水冷機、夾套水浴恒溫儲水槽、輸送泵、第一截止閥、第一流量計通過管件依次連接而成的進料流路及流量控制流路組成；測試系統主要由矩形環狀管及分別沿矩形環狀管兩個頂角設置的第一彎管取樣點、第二彎管取樣點和在兩條平行管上設置的第一直管取樣點、第二直管取樣點構成；數據采集和處理系統由多通道電化學工作站和計算機組成。通過上述設備，可獲得片狀被測試材料在礦井水動態腐蝕下的狀況，及添加不同緩蝕劑的礦井水對片狀被測試材料的動態腐蝕狀況，為實際工況的礦井水輸送管道和設備選擇制作材料及相應的緩蝕劑提供依據。

技術領域

本發明屬于礦井水腐蝕行為評價及緩蝕劑篩選技術領域，涉及評價礦井水腐蝕行為及篩選緩蝕劑用的設備及使用方法。

背景技術

我國的能源結構使得煤化工產業得以迅速發展，但在采礦過程中會產生大量的礦井水。礦井水具有含鹽量高、排放量大和成分復雜等特點，因此直接排放會造成周圍水體、土壤環境的嚴重污染，同時對輸送礦井水的設備和管道的腐蝕非常嚴重。為了減緩在礦井水流動過程中對設備和管道的腐蝕，通常采用在管道中加緩蝕劑的措施，但選擇有效的緩蝕劑，對延長化工設備的使用壽命，降低設備及管道的腐蝕成本至關重要。

關于緩蝕劑的評價與篩選，離不開裝置，但現有技術公開的內容沒有使用管道模擬真實工況評價緩蝕劑的裝置。常用的緩蝕劑評價方法有靜態掛片測試法，高溫高壓動態法，電化學測試法等。其中，靜態掛片測試法是將片狀被測試材料懸掛并浸泡在裝有礦井水模擬液或含緩蝕劑的礦井水模擬液的燒杯中，靜態腐蝕并測量腐蝕前后片狀被測試材料的質量變化，靜態掛片測試法雖然能夠得到一定試驗周期內的平均緩蝕效率，但無法獲得實際工況下管道中的沖刷腐蝕情況，無法評價緩蝕劑在管道不同位置的緩蝕效果，而且試驗周期長，操作較為繁瑣；高溫高壓動態法是在密封的環境中通過增壓和升溫達到高溫高壓條件，運用線性極化電阻探針技術進行腐蝕速率監測，高溫高壓動態法存在的問題是對實驗條件要求過高，準確性較差，并且不能用于較長周期；電化學測試法使用電化學工作站實時監測腐蝕速率，能快速評價緩蝕劑的緩蝕效率，但存在的問題仍然是無法獲得實際工況下管道中的沖刷腐蝕情況，無法評價緩蝕劑在管道不同位置的緩蝕效果。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種實時評價礦井水腐蝕行為及篩選緩蝕劑用的設備和使用方法，以便能實時、準確地獲取礦井水或含腐蝕劑的礦井水對管道不同位置的動態腐蝕情況，并篩選出符合實際工況的緩蝕劑。

本發明所述實時評價礦井水腐蝕行為及篩選緩蝕劑用的設備，由進料系統、測試系統、數據采集與處理系統組成；所述進料系統由水冷機、夾套水浴恒溫儲水槽、輸送泵、第一截止閥、第一流量計通過管件依次連接而成的進料流路及流量控制流路組成，所述流量控制流路由旁路閥和連接管件構成，流量控制流路的進液端與輸送泵、第一截止閥之間的管件連接，出液端與夾套水浴恒溫儲水槽連接；所述測試系統由矩形環狀管及分別沿矩形環狀管兩個頂角設置的第一彎管取樣點、第二彎管取樣點和在兩條平行管上設置的第一直管取樣點、第二直管取樣點，分別設置在無取樣點的兩條平行管上的進液口和出液口，分別設置在進液口兩側管件上的第二截止閥、第三截止閥、第二流量計、第三流量計構成，所述進液口與進料流路中的第一流量計出口通過管件連接，所述出液口通過管件與進料流路中的夾套水浴恒溫儲水槽連接；所述數據采集和處理系統由多通道電化學工作站和計算機組成，多通道電化學工作站用于采集測試系統中矩形環狀管上設置的各取樣點的信息，并將采集到的信息傳輸給計算機，所述計算機將來自多通道電化學工作站的信息進行處理后顯示結果并予以儲存。

上述實時評價礦井水腐蝕行為及篩選緩蝕劑用的設備中，所述第一彎管取樣點和第二彎管取樣點設置有至少三個用于安裝片狀被測試材料的通孔，所述第一直管取樣點和第二直管取樣點設置有一個或兩個用于安裝片狀被測試材料的通孔，所述通孔的孔徑-片狀被測試材料的直徑≤0.1毫米。

上述實時評價礦井水腐蝕行為及篩選緩蝕劑用的設備中，所述測試系統中的矩形環狀管由四條直管和四個“直角形”或“圓弧形”彎管通過螺紋連接形成。