本发明专利技术提供了一种多相流腐蚀及流态模拟实验管路装置，其包括管路、支架、耐腐蚀储罐、耐腐蚀泵、球阀、电磁流量计、电阻探针、温度计、pH计、溶氧仪，所述管路上包括起伏管路腐蚀测试区和水平管路腐蚀测试区。该模拟实验管路装置通过设计不同的倾角以模拟起伏管路，并采用电阻探针实时记录腐蚀速率的变化；在水平管段采用与管道内部直径相同的环状试样，采用失重法与电化学方法监测管道内部的腐蚀，能够真实模拟工业现场的流动状态及多相流腐蚀，解决了室内动态腐蚀模拟不能真实反映工业现场流动管道内部流动特征及腐蚀行为等技术问题。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种多相流腐蚀及流态模拟实验管路装置，其包括管路、支架、耐腐蚀储罐、耐腐蚀泵、球阀、电磁流量计、电阻探针、温度计、pH计、溶氧仪，所述管路上包括起伏管路腐蚀测试区和水平管路腐蚀测试区。该模拟实验管路装置通过设计不同的倾角以模拟起伏管路，并采用电阻探针实时记录腐蚀速率的变化；在水平管段采用与管道内部直径相同的环状试样，采用失重法与电化学方法监测管道内部的腐蚀，能够真实模拟工业现场的流动状态及多相流腐蚀，解决了室内动态腐蚀模拟不能真实反映工业现场流动管道内部流动特征及腐蚀行为等技术问题。【专利说明】
本专利技术涉及石油与天然气工程
，尤其涉及一种多相流腐蚀及流态模拟实验管路装置。
技术介绍
石油天然气和化工等行业的管道通常是含油、气、水、砂及腐蚀性介质环境的多相流管线，金属管道可能发生严重的气液两相流腐蚀、液固两相流腐蚀，气液固多相冲蚀腐蚀。管道内部的流态与管道的操作工艺密切相关，同时也影响管道的腐蚀行为和腐蚀机理。目前对于石油天然气及化工等行业的多相流腐蚀的模拟实验研究主要采用传统的静态实验法，高压釜内动态实验方法，旋转方式模拟流动状态的腐蚀模拟实验方法以及模拟管路系统等方法，其中前三种方法无法模拟腐蚀介质在管道中的真实流动状态，与现场实际的管道内的流动状态差别较大，因此，也无法准确获得管道内部的多相流腐蚀行为及规律。《腐蚀室内动态模拟试验装置》(申请号:200710016705.2)，《模拟石化管路冲蚀腐蚀监检测实验装置》(申请号:200920278231.3)和《循环多相流起伏管路内腐蚀实验装置》(申请号:201110320980.X)均采用流动管路系统模拟工业流动条件下的腐蚀行为，但是这三个专利技术专利中腐蚀挂片均采用插入式，插入的腐蚀挂片会影响管道内部的流动状态，挂片插入处的流动特征与管道内部的真实流态不同，因此，插入式腐蚀挂片表面的腐蚀行为不能反映管道的实际腐蚀状态。采用与管道内壁平齐的腐蚀挂片可能会因为边缘效应(edge effect)在与管壁接触的部位发生严重腐蚀,导致腐蚀挂片的腐蚀速率比真实腐蚀速率高。《模拟石化管路冲蚀腐蚀监检测实验装置》中在管路中直接采用一段管作为研究试样(即管状试样)，这种管状试样能够真实模拟管道的流动特征，但若管状试样的长度过长，将不利于管道内部表面的打磨及获取腐蚀形貌特征。《循环多相流起伏管路内腐蚀实验装置》采用钢化玻璃管，通过调整管路支架在O?30度内调整管道的倾角。实际上，工业中管道的倾角可能在O?90度内变化，并且一般而言，管道弯头部位的多相流腐蚀可能比其它部位严重。根据流动模拟计算，当模拟管道的直径为IOcm时，管道内部的流动特征与油气输送大口径管道的流动特征相同。《腐蚀室内动态模拟试验装置》和《循环多相流起伏管路内腐蚀实验装置》的模拟工业背景均为油气管道，但专利技术中未说明模拟管道的直径要求。本申请就是在为了克服上述模拟试验装置的缺陷，提出一种新型的多相流腐蚀及流态模拟实验管路装置，其采用管径为IOcm的透明PVC管道，通过设计不同的倾角以模拟起伏管路，并采用电阻探针实时记录腐蚀速率的变化；在水平管段采用与管道内部直径相同的环状试样，采用失重法与电化学方法监测管道的内部腐蚀，能够真实模拟工业现场的流动状态及多相流腐蚀。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是通过设计透明PVC实验管路系统以观察管道内的流态变化，通过设计不同的倾角以模拟起伏管路，并采用电阻探针实时记录腐蚀速率的变化；在水平管段采用与管道内部直径相同的环状试样，采用失重法与电化学方法监测管道内部的腐蚀，能够真实模拟工业现场的流动状态及多相流腐蚀，解决了室内动态腐蚀模拟不能真实反映工业现场流动管道内部流动特征及腐蚀行为等技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种多相流腐蚀及流态模拟实验管路装置，其包括管路、支架、耐腐蚀储罐、耐腐蚀泵、球阀、电磁流量计、电阻探针、温度计、PH计、溶氧仪，所述管路上包括起伏管路腐蚀测试区和水平管路腐蚀测试区。其中，在起伏管路腐蚀测试区上的倾角处安装有电阻探针，用于实时监测不同倾角处的腐蚀行为，电阻探针平齐管路的管壁设置。其中，在耐腐蚀储罐上底部具有气体入口、顶部具有气体出口，在耐腐蚀储罐的上侧壁上具有实验液体入口，在下侧壁上具有实验液体出口，气体入口和气体出口连接到耐腐蚀储罐上。其中，耐腐蚀泵安装在管路上，通过球阀与耐腐蚀储罐相连接，所述电磁流量计用于显示管路的流量，其通过管路与耐腐蚀泵相连接。其中，起伏管路腐蚀测试区的管路倾角可通过不同长度的PVC管段之间的连接进行调整，获得O?90度内的倾角，呈现水平，倾斜和垂直等流动状态。其中，实验管路采用PVC管制作，管径为10cm。其中，水平管路腐蚀测试区主管路内试样采用与管道内径相同的环形试样，试样之间采用O型圈绝缘，环形试样可用于失重测试和电化学测试，在主管路上与试样对应的部位打孔，采用不锈钢螺钉与试样接触，导出试样的电信号，临近的试样作为参比电极，采用双电极体系逐个测试试样的电化学信号。其中，耐腐蚀储罐内装有电加热管和热电偶，可根据设定的温度保持罐内介质恒温。高速摄像仪观察管路中不同部位的流态。本专利技术还提供了采用上述的多相流腐蚀及流态模拟实验管路装置进行模拟实验的方法，具体为:第一步，在耐腐蚀储罐I内添加实验溶液介质,溶液体积约为耐腐蚀储罐I总体积的I / 2?2 / 3，若模拟含砂的体系，需加入砂；第二步，对所述模拟实验管路装置除氧；第三步，当第二步除氧量达到要求后，关闭水平管路腐蚀测试区的管路旁路上的第二球阀16，开启主管路上的第三球阀17和第四球阀19，开启耐腐蚀泵3使耐腐蚀储罐I内的实验溶液介质在管路内流动，通过电磁流量计4测量实验溶液介质流量，采用高速摄像仪观察管路中不同部位的流态；第四步，实验结束后，关闭耐蚀泵3，第一球阀2，第二球阀16，第三球阀17和第四球阀19，拆卸起伏管路部分和水平管路部分的腐蚀试样。所述第二步进一步具体为开启气体入口 8，通过增压泵从气体入口 8向耐腐蚀储罐I中充入非氧气体，如氮气，开启气体出口 11和第一球阀2，采用溶氧仪7测量实验介质的溶氧量，当除氧量达到要求后，关闭气体出口 11的球阀，从气体入口 8向实验溶液介质内充入实验用气体，达到实验压力后结束充气，并采用PH计6测试溶液pH值。本专利技术的有益效果:本专利技术提供的可模拟多相流腐蚀及流态的管路装置及模拟实验方法，与现有的腐蚀模拟实验装置及模拟实验方法比较存在以下优点:(I)采用透明PVC管路，便于观察管道内的流态；(2)水平管路腐蚀测试区采用与管道内部直径相同的环状试样，不影响管道内的流态，能更真实模拟管道内部腐蚀状态；(3)采用不同的倾角模拟起伏管路，倾角在O?90度内调整，更能模拟工业管道的起伏状态；采用与管壁平齐的电阻探针，由于电阻探针的金属测试部分与管壁不直接接触，避免边缘效应；(4)容易拆卸和安装，可以模拟不同倾角条件下管道内部的流态和腐蚀行为。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的结构示意图；图2为水平管路腐蚀测试区内试样的安装示意图。图中，1-耐腐蚀储罐，2-第一球阀，3-耐蚀泵，4-电磁流量计，5-温度计，6-pH计，7-溶氧仪，8-气体入口，9-实验液体本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多相流腐蚀及流态模拟实验管路装置，其特征在于：包括管路、支架、耐腐蚀储罐、耐腐蚀泵、球阀、电磁流量计、电阻探针、温度计、pH计、溶氧仪，所述管路上包括起伏管路腐蚀测试区和水平管路腐蚀测试区。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋秀，屈定荣，刘小辉，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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