一种模拟原油船货油舱体钢板腐蚀环境的实验系统技术方案

一种模拟原油船货油舱体钢板腐蚀环境的实验系统，包含：原油舱腐蚀试验箱，内部注入原油；挂片模块，安装在原油舱腐蚀试验箱内；箱体水浴模块，原油舱腐蚀试验箱设在其内；上盖水浴模块，覆盖在原油舱腐蚀试验箱上；温控模块，分别与箱体水浴模块和上盖水浴模块连接；摇摆模块，与箱体水浴模块连接，驱动其摇摆；曝气模块，与原油舱腐蚀试验箱连接，将不同气体混合后输入原油舱腐蚀试验箱内；测量模块，设在原油舱腐蚀试验箱内，测量模拟过程中的温度、湿度和压力；控制模块，分别与箱体水浴模块、上盖水浴模块、温控模块、测量模块连接，控制启停。本发明专利技术能真实模拟原油船货油舱体钢板在海上运输中受到温度、气体、波浪等综合因素的腐蚀环境。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种模拟原油船货油舱体钢板腐蚀环境的实验系统,具体是指一种用于模拟原油运输船舶在航行过程中，对位于原油舱内不同位置的舱体钢板所处油汽腐蚀环境的模拟加速测试系统；以及用于船舶在航行过程中对船舶压载舱内不同位置舱体钢板所处水汽腐蚀环境的模拟加速测试系统。
技术介绍
当今世界，石油是社会发展的能源支柱，原油的海上运输对石油产业至关重要。近年来，由于油轮遭受腐蚀而导致的原油泄漏等重大事件频频发生，在造成巨大经济损失的同时，对海洋生态环境也造成了严重的污染，所以油轮货油舱的腐蚀问题的受重视程度也日益增强。据统计，我国油轮用钢的年需求量不低于200万吨，因此对油轮货油舱钢板的腐蚀环境及腐蚀机理的研究，对研究油轮货油舱钢板的腐蚀规律是非常重要且迫切需要的。原油船货油舱的腐蚀环境相对复杂，货油舱的舱顶与舱底处于两种不同的腐蚀环境，舱顶所处的是O2-CO2-SO2-H2S湿气腐蚀的均匀腐蚀环境，而舱底与原油接触部分所处的为强酸性Cl--溶液腐蚀点蚀环境。货油舱的腐蚀是随着昼夜温差变化在装载和空载的循环过程中发生，同时原油船在航行过程中会随着海浪发生摇摆，原油舱内原油及油泥也会产生移动，众多因素的耦合会对原油船货油舱的舱壁的腐蚀带来叠加效应。因此，开展模拟原油船在运输航行过程中的货油舱在昼夜温差变化、多种腐蚀气体、海浪摇摆、原油及油泥移动等多种腐蚀环境复合的情况下，对货油舱的舱壁在不同位置的腐蚀环境进行模拟监测的研究有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种模拟原油船货油舱体钢板腐蚀环境的实验系统，能够真实模拟原油船货油舱的舱体钢板在海上航行运输过程中受到温度、气体、波浪等综合因素的腐蚀环境。为实现上述目的，本专利技术提供一种模拟原油船货油舱体钢板腐蚀环境的实验系统，其包含：原油舱腐蚀试验箱，其内部注入原油，模拟原油船的货油舱内部运行环境；挂片模块，其安装在所述的原油舱腐蚀试验箱的内部，模拟原油船货油舱内的舱体钢板；箱体水浴模块，所述的原油舱腐蚀试验箱设置在该箱体水浴模块内，该箱体水浴模块模拟原油船在航行运输过程中货油舱的舱体钢板的外部腐蚀环境；上盖水浴模块，其覆盖在所述的原油舱腐蚀试验箱的上方，模拟原油船在航行运输过程中货油舱的上盖钢板随着昼夜变化产生的温度变化环境；温控模块，其分别与所述的箱体水浴模块和上盖水浴模块相连接，设置并模拟不同季节、不同海域、不同时间的温度；摇摆模块，其与所述的箱体水浴模块相连接，驱动该箱体水浴模块及其内部的原油舱腐蚀试验箱进行摇摆，模拟原油船货油舱在海上航行过程中遇到波浪所产生的摇摆海况；曝气模块，其与所述的原油舱腐蚀试验箱相连接，将多种不同气体混合后输入原油舱腐蚀试验箱内，模拟原油船货油舱在航行运输过程中的气体环境；测量模块，其设置在所述的原油舱腐蚀试验箱的内部，测量模拟过程中原油舱腐蚀试验箱内的温度、湿度和压力；控制模块，其分别与所述的箱体水浴模块、上盖水浴模块、温控模块、测量模块相连接，用于控制上述模块的启停。所述的箱体水浴模块包含：水浴箱，所述的原油舱腐蚀试验箱设置在该水浴箱内，并通过法兰与其连接，且连接处采用橡胶密封圈密封；第一水循环机构，包含：由水浴箱与原油舱腐蚀试验箱之间设置间隔而形成的第一循环水通道；设置在所述的水浴箱侧壁顶端且与第一循环水通道连通的箱体进水口，设置在所述的水浴箱侧壁底端且与第一循环水通道连通的箱体出水口，通过法兰分别与所述的箱体进水口和箱体出水口相连接的第一软管，以及设置在所述的第一软管上的第一循环泵，通过通入循环水以实现箱体水循环；在所述的箱体进水口和箱体出水口处分别设置有阀门。所述的上盖水浴模块包含：上盖，其覆盖设置在所述的原油舱腐蚀试验箱的上方，并通过法兰与其连接；第二水循环机构，包含：设置在所述的上盖内的第二循环水通道；设置在所述的上盖一端的且与第二循环水通道连通的上盖进水口，设置在所述的上盖另一端的且与第二循环水通道连通的上盖出水口，通过法兰分别与所述的上盖进水口和上盖出水口相连接的第二软管，以及设置在所述的第二软管上的第二循环泵，通过通入循环水以实现上盖水循环；在所述的上盖进水口和上盖出水口处分别设置有阀门。所述的上盖上设置有通过法兰连接的观察窗，在观察窗与法兰之间设置橡胶密封垫密封。所述的温控模块包含：加热棒，其分别与所述的第一软管和第二软管相连接，用于加热第一水循环机构和第二水循环机构内的水浴温度；第一温度传感器，其通过法兰固定设置在水浴箱内的第一循环水通道上，用于测量水浴箱内的水浴温度；第二温度传感器，其通过法兰固定设置在上盖内的第二循环水通道上，用于测量上盖内的水浴温度；温控表，其与所述的加热棒相连接，用于设定加热温度并控制加热棒供电的接通和断开。所述的挂片模块包含：若干挂片架，一端通过挂片架安装板固定设置在所述的上盖的下部表面上，另一端通过挂片架安装板固定设置在所述的原油舱腐蚀模拟箱的底部内表面上；若干侧面挂片，其分别设置在所述的挂片架上；若干上部挂片，其分别设置在所述的上盖的底部外表面上；若干底部挂片，其分别设置在所述的原油舱腐蚀模拟箱的底部内表面上；所述的侧面挂片与挂片架之间、上部挂片与上盖的底部外表面之间、底部挂片与原油舱腐蚀模拟箱的底部内表面之间，均设置有挂片绝缘板。所述的摇摆模块包含：摇摆支撑机构，其用于支撑所述的水浴箱，包含：底座；分别设置在水浴箱两侧的轴承座，其底部固定设置在所述的底座上；分别设置在水浴箱两端中线位置处的摇摆轴底座，每个摇摆轴底座通过支撑轴分别与对应的轴承座相连接；摇摆驱动机构，其用于驱动所述的水浴箱摆动，包含：电机；与电机相连接的减速箱；与减速箱的输出轴相连接的曲柄；一端通过销轴与曲柄相连接的连杆，所述的连杆的另一端通过固定轴与水浴箱相连接；减速箱的输出轴每旋转一周，其通过曲柄和连杆带动水浴箱以及位于其内部的原油舱腐蚀模拟箱沿摇摆轴底座完成一个轴向摇摆的循环，以模拟原油在船舶航行过程中遇到波浪情况下的海况；所述的水浴箱的摆动幅度位于-30°～ +30°之间，摇摆频率位于0～10HZ之间。所述的曝气模块包含：若干气体钢瓶，分别用于放置氧气、二氧化碳、二氧化硫以及硫化氢气体；动态配气系统，其分别与各个气体钢瓶相连接，根据所设定的进气参数调整各个气体钢瓶的流量进行动态配气；进气口，其设置在所述的上盖上，与动态配气系统通过第三软管连接，将配气后的混合气体通入原油舱腐蚀模拟箱内，以模拟不同气体、不同压力下的腐蚀环境。所述的测量模块包含：若干温度计，设置在所述的原油舱腐蚀模拟试验箱内，且分别位于原油舱腐蚀模拟试验箱的底部、中部和上部，用于测量箱内各个不同位置处的温度；湿度计，设置在所述的原油舱腐蚀模拟试验箱内，且位于所述的上盖的底部外表面上，用于测量箱内靠近上盖区域处的气体湿度；压力表，设置在所述的原油舱腐蚀模拟试验箱内，且位于所述的上盖的底部外表面上，用于测量箱内气体的压力值。所述的控制模块分别与第一循环泵、第二循环泵、电机相连接，分别用于控制第一循环泵和第二循环泵的启动和停止，控制电机的启动、停止以及转速；所述的控制模块还通过传感器接口分别与第一温度传感器、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟原油船货油舱体钢板腐蚀环境的实验系统，其特征在于，包含：原油舱腐蚀试验箱（6），其内部注入原油（24），模拟原油船的货油舱内部运行环境；挂片模块，其安装在所述的原油舱腐蚀试验箱（6）的内部，模拟原油船货油舱内的舱体钢板；箱体水浴模块，所述的原油舱腐蚀试验箱（6）设置在该箱体水浴模块内，该箱体水浴模块模拟原油船在航行运输过程中货油舱的舱体钢板的外部腐蚀环境；上盖水浴模块，其覆盖在所述的原油舱腐蚀试验箱（6）的上方，模拟原油船在航行运输过程中货油舱的上盖钢板随着昼夜变化产生的温度变化环境；温控模块，其分别与所述的箱体水浴模块和上盖水浴模块相连接，设置并模拟不同季节、不同海域、不同时间的温度；摇摆模块，其与所述的箱体水浴模块相连接，驱动该箱体水浴模块及其内部的原油舱腐蚀试验箱（6）进行摇摆，模拟原油船货油舱在海上航行过程中遇到波浪所产生的摇摆海况；曝气模块，其与所述的原油舱腐蚀试验箱（6）相连接，将多种不同气体混合后输入原油舱腐蚀试验箱（6）内，模拟原油船货油舱在航行运输过程中的气体环境；测量模块，其设置在所述的原油舱腐蚀试验箱（6）的内部，测量模拟过程中原油舱腐蚀试验箱（6）内的温度、湿度和压力；控制模块，其分别与所述的箱体水浴模块、上盖水浴模块、温控模块、测量模块相连接，用于控制上述模块的启停。...

【技术特征摘要】
1.一种模拟原油船货油舱体钢板腐蚀环境的实验系统，其特征在于，包含：
原油舱腐蚀试验箱（6），其内部注入原油（24），模拟原油船的货油舱内部运行环境；
挂片模块，其安装在所述的原油舱腐蚀试验箱（6）的内部，模拟原油船货油舱内的舱体钢板；
箱体水浴模块，所述的原油舱腐蚀试验箱（6）设置在该箱体水浴模块内，该箱体水浴模块模拟原油船在航行运输过程中货油舱的舱体钢板的外部腐蚀环境；
上盖水浴模块，其覆盖在所述的原油舱腐蚀试验箱（6）的上方，模拟原油船在航行运输过程中货油舱的上盖钢板随着昼夜变化产生的温度变化环境；
温控模块，其分别与所述的箱体水浴模块和上盖水浴模块相连接，设置并模拟不同季节、不同海域、不同时间的温度；
摇摆模块，其与所述的箱体水浴模块相连接，驱动该箱体水浴模块及其内部的原油舱腐蚀试验箱（6）进行摇摆，模拟原油船货油舱在海上航行过程中遇到波浪所产生的摇摆海况；
曝气模块，其与所述的原油舱腐蚀试验箱（6）相连接，将多种不同气体混合后输入原油舱腐蚀试验箱（6）内，模拟原油船货油舱在航行运输过程中的气体环境；
测量模块，其设置在所述的原油舱腐蚀试验箱（6）的内部，测量模拟过程中原油舱腐蚀试验箱（6）内的温度、湿度和压力；
控制模块，其分别与所述的箱体水浴模块、上盖水浴模块、温控模块、测量模块相连接，用于控制上述模块的启停。
2.如权利要求1所述的模拟原油船货油舱体钢板腐蚀环境的实验系统，其特征在于，所述的箱体水浴模块包含：
水浴箱（5），所述的原油舱腐蚀试验箱（6）设置在该水浴箱（5）内，并通过法兰与其连接，且连接处采用橡胶密封圈密封；
第一水循环机构，包含：由水浴箱（5）与原油舱腐蚀试验箱（6）之间设置间隔而形成的第一循环水通道；设置在所述的水浴箱（5）侧壁顶端且与第一循环水通道连通的箱体进水口（15），设置在所述的水浴箱（5）侧壁底端且与第一循环水通道连通的箱体出水口（13），通过法兰分别与所述的箱体进水口（15）和箱体出水口（13）相连接的第一软管，以及设置在所述的第一软管上的第一循环泵，通过通入循环水（22）以实现箱体水循环；
其中，在所述的箱体进水口（15）和箱体出水口（13）处分别设置有阀门。
3.如权利要求2所述的模拟原油船货油舱体钢板腐蚀环境的实验系统，其特征在于，所述的上盖水浴模块包含：
上盖（11），其覆盖设置在所述的原油舱腐蚀试验箱（6）的上方，并通过法兰与其连接；
第二水循环机构，包含：设置在所述的上盖（11）内的第二循环水通道；设置在所述的上盖（11）一端的且与第二循环水通道连通的上盖进水口（7），设置在所述的上盖（11）另一端的且与第二循环水通道连通的上盖出水口（12），通过法兰分别与所述的上盖进水口（7）和上盖出水口（12）相连接的第二软管，以及设置在所述的第二软管上的第二循环泵，通过通入循环水以实现上盖水循环；
其中，在所述的上盖进水口（7）和上盖出水口（12）处分别设置有阀门。
4.如权利要求3所述的模拟原油船货油舱体钢板腐蚀环境的实验系统，其特征在于，所述的上盖（11）上设置有通过法兰连接的观察窗（10），在观察窗（10）与法兰之间设置橡胶密封垫密封。
5.如权利要求4所述的模拟原油船货油舱体钢板腐蚀环境的实验系统，其特征在于，所述的温控模块包含：
加热棒，其分别与所述的第一软管和第二软管相连接，用于加热第一水循环机构和第二水循环机构内的水浴温度；
第一温度传感器（31），其通过法兰固定设置在水浴箱（5）内的第一循环水通道上，用于测量水浴箱（5）内的水浴温度；
第二温度传感器（32），其通过法兰固定设置在上盖（11）内的第二循环水通道上，用于测量上盖（11）内的水浴温度；
温控表，其与所述的加热棒相连接，用于设定...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东胜，郭娜，刘涛，董耀华，朱孟星，周桐，董丽华，尹衍升，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：上海;31