專利名稱：模擬石化管路沖刷腐蝕監(jiān)檢測實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油化工領(lǐng)域，特別是一種模擬石化管路沖刷腐蝕監(jiān)檢測實(shí)驗(yàn)裝置。
技術(shù)背景 沖刷腐蝕又稱為磨損腐蝕，是一種危害較大的局部腐蝕，在石油、化工、礦山、冶 金、水利、電廠等行業(yè)中廣泛存在。石化管路通常是油、氣、水多相流管線，且多相流的流動(dòng) 受多重因素的影響，與腐蝕性介質(zhì)接觸的金屬部件常承受嚴(yán)重的液固兩相流或多相流的沖 刷腐蝕磨損，導(dǎo)致部件失效或報(bào)廢。從多相流管線的腐蝕機(jī)理上看，管線內(nèi)的流動(dòng)腐蝕包括 CO2腐蝕、H2S腐蝕以及沖蝕。CO2對管線腐蝕的產(chǎn)物通常為FeCO3和Fe2O3，管線內(nèi)流體的溫 度會(huì)影響FeCO3生成與溶解平衡。溫度升高降低了 H2S在水中的溶解度，但也加快了氫的擴(kuò) 散速度，兩者綜合作用導(dǎo)致H2S腐蝕速度在某一溫度時(shí)極大。此外，管線內(nèi)流體的速度對管 線腐蝕的影響也很復(fù)雜，速度增大可以阻礙或破壞保護(hù)膜，又可以增大管壁的剪應(yīng)力除去 表面Fe3C的能力。在管道的多相流中存在流體、氣體和沙粒，因而也存在沖蝕磨損，但這種 沖蝕往往發(fā)生于腐蝕環(huán)境下，因而存在著腐蝕和沖蝕的聯(lián)合作用，即沖刷腐蝕。此時(shí)管壁的 腐蝕并不是腐蝕和沖蝕的簡單疊加，其交互作用非常復(fù)雜，液滴、氣泡、沙粒都可以沖擊管 壁，使表面產(chǎn)生的腐蝕物脫落，同時(shí)，也可以直接作用于管道表面產(chǎn)生磨損。因此沖刷腐蝕 是一個(gè)復(fù)雜的過程，影響因素主要包括材料因素、電化學(xué)因素、固相顆粒因素、力學(xué)因素，這 些因素交織在一起，給沖刷腐蝕磨損的深入研究帶來困難。目前，國內(nèi)外研究沖刷腐蝕磨損的實(shí)驗(yàn)裝置主要有管流式、噴射式、旋轉(zhuǎn)式和組合 式等。在實(shí)驗(yàn)室條件下常用的是旋轉(zhuǎn)圓盤實(shí)驗(yàn)裝置，但圓盤的旋轉(zhuǎn)引起渦流及流體隨圓盤 運(yùn)動(dòng)造成相對運(yùn)動(dòng)速度的降低。管流式試驗(yàn)是一種較好的模擬管道部件工況條件試驗(yàn)方 法，能夠很好的闡述材料沖刷腐蝕的機(jī)理，但常規(guī)的管流裝置不能同時(shí)對電極探頭、掛片試 樣以及管狀試樣進(jìn)行研究測量，另外由于管路內(nèi)介質(zhì)的循環(huán)使用，容易造成介質(zhì)溫度升高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種模擬石化管路沖刷腐蝕監(jiān)檢測實(shí)驗(yàn)裝置，本實(shí)驗(yàn)裝 置可以模擬石化管道進(jìn)行加速試驗(yàn)，對流速、固體顆粒濃度、試樣形狀以及材料等因素對沖 刷腐蝕的影響進(jìn)行研究。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案一種模擬石化管路沖刷腐蝕監(jiān)檢測實(shí)驗(yàn)裝置，包括耐蝕介質(zhì)箱(7)通過耐蝕泵(1)與管狀試樣試驗(yàn)段(6)連接，與管狀試樣試驗(yàn)段 (6)并排流體連接的耐蝕試驗(yàn)管路(2)和電化學(xué)試驗(yàn)管路(9)，所述電化學(xué)試驗(yàn)管路(9)連 接電化學(xué)工作站(8)，耐蝕泵(1)的出口端連接有流量計(jì)(3)，流量計(jì)(3)與所述變頻調(diào)速 器相連，變頻調(diào)速器安裝于所述多功能控制柜(4)上，所述管狀試樣試驗(yàn)段(6)上安裝有試 驗(yàn)組件接口(5)。[0008]電極探頭和掛片試樣安裝于耐蝕試驗(yàn)管路(2)上，管狀試樣安裝于管狀試樣試驗(yàn) 段(6)上，電極探頭、掛片試樣與管狀試樣可以同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)。所述耐蝕介質(zhì)箱(7)內(nèi)具有測溫探頭，所述測溫探頭連接到所述多功能控制柜 ⑷。所述耐蝕介質(zhì)箱(7)內(nèi)還具有加熱制冷組件。 電化學(xué)工作站⑶與電極探頭連接，實(shí)現(xiàn)電化學(xué)性能的在線測量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于能夠?qū)崿F(xiàn)在精確控制流速、流態(tài)以 及溫度的情況下，對電極探頭、掛片試樣以及管狀試樣同時(shí)進(jìn)行沖刷腐蝕試驗(yàn)，并且安裝電 極探頭可以和電化學(xué)工作站連接實(shí)現(xiàn)電化學(xué)性能的在線測量。

圖1為模擬石化管路沖刷腐蝕監(jiān)檢測實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。附圖標(biāo)記1 耐蝕泵2 耐蝕試驗(yàn)管路3 流量計(jì)4 多功能控制柜5 試驗(yàn)組件接口6 管狀試樣試驗(yàn)段7 耐蝕介質(zhì)箱8 電化學(xué)工作站9 電化學(xué)試驗(yàn)管路
具體實(shí)施方式
下面根據(jù)附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明如圖1所示，一種模擬石化管路沖刷腐蝕監(jiān)檢測實(shí)驗(yàn)裝置，包括變頻調(diào)速器、耐 蝕泵1、耐蝕管路系統(tǒng)2、流量計(jì)3、多功能控制柜4、試驗(yàn)組件接口 5、管狀試樣試驗(yàn)段6、耐 蝕介質(zhì)箱7、電化學(xué)工作站8、電化學(xué)試驗(yàn)管路9。流量計(jì)3與所述變頻調(diào)速器相連，變頻調(diào) 速器安裝于所述多功能控制柜4內(nèi)。介質(zhì)流動(dòng)采用循環(huán)管流式，試驗(yàn)管段內(nèi)流態(tài)穩(wěn)0定，耐 蝕介質(zhì)箱7內(nèi)有專門設(shè)計(jì)的加熱制冷組件，避免由于介質(zhì)與箱體及管路摩擦造成的溫度升 高，以達(dá)到對流體溫度的精確控制。設(shè)計(jì)的電極探頭和掛片試樣系統(tǒng)安裝于耐蝕管路系統(tǒng) 2上，管狀試樣安裝于管狀試樣試驗(yàn)段6上，電極探頭、掛片試樣與管狀試樣進(jìn)行同步試驗(yàn)。 耐蝕介質(zhì)箱7內(nèi)具有測溫探頭，所述測溫探頭連接到多功能控制柜4 ；電極探頭和電化學(xué)工 作站8連接實(shí)現(xiàn)腐蝕電位、線性極化和電化學(xué)阻抗等的在線測量，管狀試樣可以用于研究 沖刷腐蝕對不同管徑的影響。本發(fā)明工作過程如下首先將電極探頭、掛片試樣及管狀試樣按圖1所示安裝完畢，耐蝕介質(zhì)箱7內(nèi)充滿 試驗(yàn)介質(zhì)，并通過多功能控制柜4啟動(dòng)加熱制冷組件。待多功能控制柜4儀表盤上溫度達(dá) 到試驗(yàn)要求時(shí)，開啟耐蝕泵1，使介質(zhì)在耐蝕試驗(yàn)管路2內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，通過變頻調(diào)速器控制 管路內(nèi)介質(zhì)流速。試驗(yàn)過程中通過多功能控制柜4控制加熱制冷組件，保證試驗(yàn)管段內(nèi)介 質(zhì)溫度保持恒定。裝置運(yùn)行過程中，試驗(yàn)介質(zhì)同時(shí)流入電化學(xué)試驗(yàn)管路9，通過與之連接的電化學(xué)工 作站8可以在線監(jiān)測電極的腐蝕電位，還可以實(shí)現(xiàn)極化曲線、交流阻抗等電化學(xué)測試。試驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉變頻調(diào)速器、加熱制冷組件，停止循環(huán)，切斷電源。待液體降溫后，取出試樣進(jìn) 行分析。 最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡 管參照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以 對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和 范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求一種模擬石化管路沖刷腐蝕監(jiān)檢測實(shí)驗(yàn)裝置，它包括耐蝕介質(zhì)箱(7)通過耐蝕泵(1)與管狀試樣試驗(yàn)段(6)連接，其特征在于，該裝置還包括與管狀試樣試驗(yàn)段(6)并排流體連接的耐蝕試驗(yàn)管路(2)和電化學(xué)試驗(yàn)管路(9)，所述電化學(xué)試驗(yàn)管路(9)連接電化學(xué)工作站(8)，耐蝕泵(1)的出口端連接有流量計(jì)(3)，流量計(jì)(3)與所述變頻調(diào)速器相連，變頻調(diào)速器安裝于所述多功能控制柜(4)上，所述管狀試樣試驗(yàn)段(6)上安裝有試驗(yàn)組件接口(5)。
2.如權(quán)利要求1所述的模擬石化管路沖刷腐蝕監(jiān)檢測實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，電極探 頭和掛片試樣安裝于耐蝕試驗(yàn)管路(2)上，管狀試樣安裝于管狀試樣試驗(yàn)段(6)上，電極探 頭、掛片試樣與管狀試樣可以同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)。
3.如權(quán)利要求2所述的模擬石化管路沖刷腐蝕監(jiān)檢測實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述耐 蝕介質(zhì)箱(7)內(nèi)具有測溫探頭，所述測溫探頭連接到所述多功能控制柜(4)。
4.如權(quán)利要求3所述的模擬石化管路沖刷腐蝕監(jiān)檢測實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述耐 蝕介質(zhì)箱(7)內(nèi)還具有加熱制冷組件。
5.如權(quán)利要求4所述的模擬石化管路沖刷腐蝕監(jiān)檢測實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，電化學(xué) 工作站(8)與電極探頭連接，實(shí)現(xiàn)電化學(xué)性能的在線測量。
專利摘要本實(shí)用新型涉及石油化工領(lǐng)域，特別是涉及一種模擬石化管路沖刷腐蝕監(jiān)檢測實(shí)驗(yàn)裝置，它包括耐蝕介質(zhì)箱(7)通過耐蝕泵(1)與管狀試樣試驗(yàn)段(6)連接，其中還包括與管狀試樣試驗(yàn)段(6)并排流體連接的耐蝕試驗(yàn)管路(2)和電化學(xué)試驗(yàn)管路(9)，該電化學(xué)試驗(yàn)管路(9)連接電化學(xué)工作站(8)，耐蝕泵(1)的出口端連接有流量計(jì)(3)，流量計(jì)(3)與所述變頻調(diào)速器相連，變頻調(diào)速器安裝于所述多功能控制柜(4)上，所述管狀試樣試驗(yàn)段(6)上安裝有試驗(yàn)組件接口(5)。本裝置能夠?qū)崿F(xiàn)在精確控制流速、流態(tài)以及溫度的情況下，對電極探頭、掛片試樣以及管狀試樣同時(shí)進(jìn)行沖刷腐蝕試驗(yàn)，并且可連接實(shí)現(xiàn)電化學(xué)性能的在線測量。
文檔編號(hào)G01N17/02GK201594066SQ20092027823
公開日2010年9月29日 申請日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
發(fā)明者張波, 楊朝暉, 賈思洋, 韓冰, 黃桂橋 申請人:鋼鐵研究總院青島海洋腐蝕研究所