專利名稱：高溫高壓冷凝水腐蝕模擬實驗裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于模擬實驗裝置技術領域，特別是提供了一種高溫高壓冷凝水腐蝕模擬實驗裝置。適用于水平管道內(nèi)流動的高溫高壓多相介質中水蒸汽在管道頂部凝結后導致的管道頂部腐蝕的模擬實驗，尤其適用于模擬石油、天然氣等采集和輸送管道上部所出現(xiàn)的蒸汽腐蝕情況，以進行輸送高溫高壓多相流體管道頂部蒸汽腐蝕的模擬實驗，可用來評定氣相緩蝕劑對管道頂部腐蝕的緩蝕效率。
背景技術：
輸送高溫高壓多相介質管道的頂部腐蝕是一種常見的現(xiàn)象，例如油氣工業(yè)采集和輸送過程石油、天然氣中含有一定的水分，含有水分的介質在管道中流動時，如果這些介質不能充滿整個管道，在管道上部出現(xiàn)孔隙，管道頂部的溫度往往低于管道中其它的部位，介質中的水分蒸發(fā)出的水蒸汽在管道的頂部凝結，當介質中含有CO2氣體的情況下，CO2氣體會進入水蒸汽中，從而導致在水蒸汽凝結的部位出現(xiàn)腐蝕。目前，還沒有一種管道頂部腐蝕的模擬實驗裝置，限制了這種腐蝕現(xiàn)象的機理、規(guī)律的研究，也不能有效地評價抑制或防止管道頂部腐蝕的緩蝕劑的緩蝕效率。以往的工作中，采用在高溫高壓釜中的氣氛中掛有金屬試樣的方法進行管道頂部腐蝕的模擬實驗研究，但由于金屬試樣在氣氛中其溫度與腐蝕液體介質一致，因此在金屬試樣上的凝結的水分很少，且試樣靜止，對管道內(nèi)部流動腐蝕性介質所造成的管道頂部腐蝕的模擬性不好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供高溫高壓冷凝水腐蝕模擬實驗裝置，為研究輸送多相流體的管道頂部水蒸氣凝結引起的腐蝕規(guī)律、機理和評定氣相緩蝕劑的緩蝕效率，提供了一套可模擬管道頂部腐蝕的實驗裝置。該實驗裝置可以方便地模擬輸送高溫高壓流體的管道內(nèi)表面頂部低溫區(qū)水蒸汽的凝結所引起的頂部腐蝕現(xiàn)象。
本發(fā)明的裝置包括高溫高壓釜、控制箱、冷凝器、高壓氣瓶及磁力驅動裝置。磁力驅動裝置10與高壓釜的上蓋13通過螺栓進行連接，中間放置密封墊進行密封。高壓氣瓶導氣管與高壓釜進氣管3之間用螺栓連接。冷凝器18與冷卻水出水管1之間焊接連接，冷卻水出水管1穿過高壓釜上蓋14，用高壓釜上蓋14上部的螺帽將出水管1與高壓釜上蓋14緊固，出水管1與高壓釜上蓋14之間通過密封圈進行密封?？刂葡渑c高壓釜21用導線連接。裝置采用磁力驅動，在高壓釜21內(nèi)部，旋轉軸20的上部有盛有導熱的水介質的密封容器15，密封容器的外表面布置試樣5。在密封水容器的內(nèi)部有冷卻用的靜止裝置22，內(nèi)部通有循環(huán)冷卻水，冷卻水的溫度通過密封容器15內(nèi)的溫度傳感器2進行測量。其中，與旋轉軸20固定在一起的旋轉冷凝器18與靜止的上蓋板14的接觸表面經(jīng)過滲碳處理，接觸密封，防止冷凝器18內(nèi)的水由于高速旋轉而溢出。
冷卻水進水管(11)和冷卻水出水管(1)與循環(huán)水箱連接，循環(huán)水箱中有水泵可以使冷卻水在管道內(nèi)循環(huán)。試樣(5)在冷凝器(18)的外表面放置，冷凝器(18)可以旋轉。磁力驅動裝置(10)通過轉軸帶動冷凝器(18)，從而使試樣(5)旋轉。高壓釜控制箱可以控制高壓釜(21)內(nèi)的溫度和試樣(18)的轉速，并顯示導熱水和高壓釜(21)內(nèi)的溫度。磁力驅動裝置(10)進行了簡化，高壓釜控制箱在圖1中略去。高壓釜的容積為4升，最高工作溫度為160℃，最大工作壓力為2MPa。
本發(fā)明的優(yōu)點在于可通過循環(huán)冷卻液對試樣進行冷卻，使試樣表面的溫度顯著低于高溫高壓釜內(nèi)的溫度，從而使水蒸汽在旋轉試樣的表面凝結，使試樣表面發(fā)生腐蝕，很好地模擬管道頂部的腐蝕情況。


圖1是本發(fā)明的結構示意圖。其中，冷卻水出水管1，測溫電阻2，進氣管3，加熱保溫裝置4，試樣5，冷卻水通過孔6，測溫電阻7，高壓釜下蓋8，測速探頭9，磁力驅動裝置10，冷卻水進水管11，出氣管12，高壓釜上蓋13，上蓋板14，密封容器15，高壓釜壁16，溶液出口17，冷凝器18，冷卻水管19，旋轉軸20，高壓釜21，冷卻用的靜止裝置22。
具體實施例方式
本發(fā)明的磁力驅動裝置10與高壓釜的上蓋13通過螺栓進行連接，中間用密封墊密封。高壓氣瓶導氣管與高壓釜進氣管3之間螺扣連接。冷凝器18與冷卻水出水管1之間焊接連接，冷卻水15出水管1穿過高壓釜上蓋14，出水管1與高壓釜上蓋14緊固，出水管1與高壓釜上蓋14之間用螺栓緊固，并通過密封圈進行密封。打開上釜蓋13，向釜內(nèi)倒入實驗用溶液，溶液液面的位置要低于冷凝器18的下表面。將試樣5放置在環(huán)形的試樣架上，向冷卻器18內(nèi)倒入導熱水15介質，蓋上釜蓋13，冷卻器上蓋板14與冷卻器下部緊密接觸，放置冷卻器下部旋轉時，冷卻器中導熱用的水由于離心力作用甩出冷卻器。通過加熱保溫裝置4中的電阻絲加熱高壓釜內(nèi)的溶液，通過進氣管3通入實驗用氣體(如CO2)，通過排氣管12少量釋放出釜內(nèi)的氣體，以保證實驗用氣體持續(xù)通入到實驗溶液中。通過電阻測溫裝置2測量出冷凝器18中水15的溫度，并在控制箱上顯示。由于冷凝器18的冷卻，試樣5的溫度與水15的溫度接近，低于釜內(nèi)氣氛的溫度，高壓釜21內(nèi)溶液的蒸汽在低溫的試樣5表面凝結，高壓釜21內(nèi)氣相區(qū)域是通入的實驗氣體和溶液蒸汽的混合氣氛，試驗氣體溶入在試樣5表面的冷凝液中，同時試樣5以一定的速度旋轉，在試樣5表面會發(fā)生冷凝氣體腐蝕。試樣5旋轉的速度可由測速探頭9測出并在控制箱上顯示。該實驗裝置可有效模擬傳輸流體管道頂部水蒸汽冷凝后所造成的腐蝕。
權利要求
1.一種高溫高壓冷凝水腐蝕模擬實驗裝置，其特征在于該裝置包括高溫高壓釜、控制箱、冷凝器、高壓氣瓶及磁力驅動裝置；磁力驅動裝置(10)與高壓釜的上蓋(13)通過螺栓連接，中間放置密封墊；高壓氣瓶導氣管與高壓釜進氣管(3)之間用螺栓連接，冷凝器(18)與冷卻水出水管(1)之間焊接連接，冷卻水出水管(1)穿過高壓釜上蓋(14)，用高壓釜上蓋(14)上部的螺帽將出水管(1)與高壓釜上蓋(14)緊固，出水管(1)與高壓釜上蓋(14)之間通過密封圈進行密封；控制箱與高壓釜(21)之間用導線連接，在高壓釜(21)內(nèi)部，旋轉軸(20)的上部有盛有導熱用水介質的密封容器(15)，密封容器的外表面放置試樣(5)；在密封容器(15)的內(nèi)部有冷卻用的靜止裝置(22)，溫度通過密封容器(15)內(nèi)的溫度傳感器(2)進行測試；其中，與旋轉軸(20)固定在一起的旋轉冷凝器(18)與靜止的上蓋板(14)的接觸表面經(jīng)過滲碳處理，接觸密封，防止冷凝器(18)內(nèi)的水由于高速旋轉而溢出。
2.按照權利要求1所述的實驗裝置，其特征在于冷卻試樣進水管(11)和出水管(12)與循環(huán)水箱連接，循環(huán)水箱中有水泵；試樣(5)在冷凝器(18)的外表面放置；冷凝器(18)旋轉，冷凝器的上蓋板靜止，磁力驅動裝置(10)通過旋轉軸(20)帶動冷凝器(18)，使試樣(5)旋轉。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高溫高壓冷凝水腐蝕模擬實驗裝置，包括高溫高壓釜、控制箱、冷凝器、高壓氣瓶及磁力驅動裝置；磁力驅動裝置(10)與高壓釜的上蓋(13)通過螺栓連接，高壓氣瓶導氣管與高壓釜進氣管(3)之間用螺扣連接，冷凝器(18)與冷卻水出水管(1)之間焊接連接，冷卻水出水管(1)穿過高壓釜上蓋(14)，用高壓釜上蓋(14)上部的螺帽將出水管(1)與高壓釜上蓋(14)緊固，出水管(1)與高壓釜上蓋(14)之間通過密封圈進行密封。在高溫高壓釜(21)內(nèi)部，旋轉軸(20)的上部有盛有導熱的水介質的密封容器(15)，在密封水容器的內(nèi)部有冷卻用的靜止裝置(22)。本發(fā)明的優(yōu)點在于很好地模擬管道頂部的腐蝕情況。
文檔編號G01N33/00GK1657901SQ20051001146
公開日2005年8月24日 申請日期2005年3月23日 優(yōu)先權日2005年3月23日
發(fā)明者路民旭, 柳偉 申請人:北京科技大學