一种快速检测酸性介质中金属腐蚀速率的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于检测腐蚀速率领域，公开了一种快速检测酸性介质中金属腐蚀速率的装置，包括主体容器(1)、带有挂钩(4)的密封塞(3)和标有刻度的中空圆管(2)；其中，主体容器(1)用于容纳酸性介质溶液；密封塞(3)用于形成密封环境；中空圆管(2)贯穿密封塞(3)，其上端开放、下端用于被酸性介质溶液所淹没；中空圆管(2)用于利用其刻度检测测试用金属片(5)与酸性介质溶液反应前后该反应体系产生的H

A device for rapid detection of metal corrosion rate in acid medium

【技术实现步骤摘要】
一种快速检测酸性介质中金属腐蚀速率的装置
本技术属于检测腐蚀速率领域，更具体地，涉及一种快速检测酸性介质中金属腐蚀速率的装置。
技术介绍
在生产实践中，腐蚀不仅会造成巨大的经济损失，还会导致安全事故以及环境破坏，金属存在于酸性介质中时往往会发生严重的腐蚀，例如在高酸性油气田的开发过程中，由于H2S、CO2、Cl-以及S元素等介质的存在，会对地面管线和设备的腐蚀造成很大影响，因此对这些管线和设备的内部腐蚀状况进行实时监测，从而掌握腐蚀状况和防腐效果，对油气田的安全生产具有重要的意义。同时，采用化学清洗技术清除金属设备表面的污垢时，例如冶金和机械行业中金属管道、线路板、基材和制品的酸洗除锈，电力以及交通运输行业中热交换器和锅炉等的除垢、除锈等，都会存在酸洗液对金属的腐蚀问题。因此，应当合理利用各种工具和分析方法，确定金属材料在工艺介质环境中的腐蚀速率，实时掌握设备的腐蚀信息，从而采取有效措施减缓腐蚀，避免腐蚀事故的发生。但是目前常采用的失重挂片的分析方法操作繁琐，实验周期比较长，所测得的数据为装置设备在一段时间内的平均腐蚀速率，不能反应设备的实时腐蚀信息，因此无法用于在线分析；而电化学方法成本高昂，同时得到的腐蚀速度与真实值存在一定的偏差。当前，亟需一种操作简单方便实时监测在酸性介质中金属腐蚀速率的装置。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本技术的目的在于提供一种快速检测酸性介质中金属腐蚀速率的装置，基于金属在酸性介质中会与H+反应产生H2、而金属的腐蚀量与氢气的产生量成正比这一原理，通过对装置关键组件的结构及其设置方式、以及相应的腐蚀速率检测机理等改进，与现有技术相比能够有效解决腐蚀检测装置及方法操作步骤繁琐、耗时长等一系列问题，有效简化了装置，并且该装置携带方便，反应直观，可以解决如何实时掌控腐蚀体系中腐蚀速率的问题，可在现场应用实时检测在酸性介质中金属的腐蚀速率，是一种快捷直观的腐蚀速率检测装置。为实现上述目的，按照本技术，提供了一种快速检测酸性介质中金属腐蚀速率的装置，其特征在于，该装置包括主体容器(1)、带有挂钩(4)的密封塞(3)和标有刻度的中空圆管(2)；其中，所述主体容器(1)用于容纳酸性介质溶液；所述挂钩(4)与所述密封塞(3)相连，用于悬挂需被所述酸性介质溶液淹没的测试用金属片(5)；所述密封塞(3)用于密封所述主体容器(1)，使所述主体容器(1)内容纳的酸性介质溶液其液面以上的区域形成密封环境；所述中空圆管(2)贯穿所述密封塞(3)，该中空圆管(2)的上端开放并暴露于外界环境中，下端位于所述主体容器(1)内并用于被所述酸性介质溶液所淹没；所述中空圆管(2)用于利用其刻度检测所述测试用金属片(5)与所述酸性介质溶液反应前后该反应体系产生的H2的量，该H2的量与所述酸性介质中金属腐蚀速率相对应。作为本技术的进一步优选，所述中空圆管(2)具体是利用其刻度检测所述测试用金属片(5)与所述酸性介质溶液反应前后该反应体系产生的H2的体积，所述中空圆管(2)的刻度精确到0.1mL的H2体积。作为本技术的进一步优选，所述挂钩(4)为玻璃挂钩。作为本技术的进一步优选，所述主体容器(1)为圆柱体形的主体容器。作为本技术的进一步优选，所述测试用金属片(5)具体为测试用钢片。作为本技术的进一步优选，所述主体容器(1)的体积与所述中空圆管(2)的内径两者之比不小于1000cm2：1。通过本技术所构思的以上技术方案，利用金属在酸性溶液中腐蚀反应产生氢气的特点，从而根据产生气体的体积来判断金属腐蚀的程度，通过对比腐蚀反应前后液面的上升值来监测体系的腐蚀速率，是一种实时监测的装置，可用于现场快速评价酸性介质中金属腐蚀速率。金属在酸性介质中会与H+反应产生H2，金属的腐蚀量与氢气的产生量成正比；本技术利用快速检测酸性介质中金属腐蚀速率的装置中标有刻度的中空圆管，可以通过液面上升高度读取出来氢气产生量(例如，可通过比较反应前后圆管中液面的上升高度进一步换算得到氢气产生量，氢气产生量与液面的上升高度呈正比关系)，从而提供了一种快速检测腐蚀速率的装置及相应方法。本技术能够检测在酸性介质中金属腐蚀速率，其中的中空圆管为带有刻度的圆管，能够测量出腐蚀反应前后圆管中液面的变化值，即反应所产生的氢气体积。在使用时，标有刻度的中空圆管底部须插入溶液之中，通过使主体容器内容纳的酸性介质溶液其液面以上的区域形成密封环境，并利用上端开放、下端被所述酸性介质溶液淹没的中空圆管平衡内外压强，中空圆管上标有的刻度可便于读取实验前后的液面数据，通过液面的上升数值计算反应体系的腐蚀速率。例如，可根据理想气体状态方程PV＝nRT，通过代入一段反应时间内金属片(如钢片)腐蚀所产生的氢气体积量，计算出氢气的物质的量，从而得出相应的钢片的腐蚀速率。此外，本技术中快速检测酸性介质中金属腐蚀速率的装置，可有效缩短检测周期。例如，通过将主体容器的体积与中空圆管的内径两者之比控制为不小于1000cm2：1，可将实验装置的实验周期缩短低到数秒即可实现检测。本技术具有装置简单，成本低，易操作和反应直观等优点，适用各种不同场合金属腐蚀速率的监测。附图说明图1是本技术中实时监测在酸性介质中金属腐蚀速率的装置及其结构示意图。图中各附图标记的含义如下：1为主体容器，2为中空圆管，3为密封塞，4为挂钩(如玻璃挂钩)，5为测试用金属片(如测试用钢片)。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。实施例1如图1所示，本实施例中用于监测在酸性介质中金属的腐蚀速率的装置，包括圆柱体主体容器1、带挂钩4的密封塞3和标有刻度的中空圆管2。其中，主体容器1用于容纳酸性介质溶液；挂钩4用于悬挂测试用钢片5并与密封塞3相连，密封塞3用于密封，使得主体容器1内部构成密封环境；标有刻度的中空圆管2用于读取实验前后的液面数据，通过液面的上升数值计算反应体系的腐蚀速率。另外，主体容器1具有耐酸性、耐腐蚀性及耐压性；挂钩4可以为玻璃挂钩并与密封塞3相连；中空圆管2为带有刻度的圆管，能够测量出腐蚀反应前后圆管中液面的变化值，即反应所产生的氢气体积；中空圆管的体积读数可精确到0.1mL。在具体应用时，用量筒量取一定量的酸性介质溶液加入主体容器1中，把钢片(即，测试用钢片5)挂在挂钩4上放入酸性溶液中并迅速塞紧密封塞3后读取中空圆管2上的刻度值，经过一段反应时间后，再次读取中空圆管2上的读数，两次读数的差值即对应腐蚀反应所产生氢气的体积，结合理想气体状态方程PV＝nRT计算出氢气的物质的量。假定环境压力为一个大气压P0(由于中空圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速检测酸性介质中金属腐蚀速率的装置，其特征在于，该装置包括主体容器(1)、带有挂钩(4)的密封塞(3)和标有刻度的中空圆管(2)；其中，所述主体容器(1)用于容纳酸性介质溶液；所述挂钩(4)与所述密封塞(3)相连，用于悬挂需被所述酸性介质溶液淹没的测试用金属片(5)；所述密封塞(3)用于密封所述主体容器(1)，使所述主体容器(1)内容纳的酸性介质溶液其液面以上的区域形成密封环境；/n所述中空圆管(2)贯穿所述密封塞(3)，该中空圆管(2)的上端开放并暴露于外界环境中，下端位于所述主体容器(1)内并用于被所述酸性介质溶液所淹没；所述中空圆管(2)用于利用其刻度检测所述测试用金属片(5)与所述酸性介质溶液反应前后该反应体系产生的H

【技术特征摘要】
1.一种快速检测酸性介质中金属腐蚀速率的装置，其特征在于，该装置包括主体容器(1)、带有挂钩(4)的密封塞(3)和标有刻度的中空圆管(2)；其中，所述主体容器(1)用于容纳酸性介质溶液；所述挂钩(4)与所述密封塞(3)相连，用于悬挂需被所述酸性介质溶液淹没的测试用金属片(5)；所述密封塞(3)用于密封所述主体容器(1)，使所述主体容器(1)内容纳的酸性介质溶液其液面以上的区域形成密封环境；
所述中空圆管(2)贯穿所述密封塞(3)，该中空圆管(2)的上端开放并暴露于外界环境中，下端位于所述主体容器(1)内并用于被所述酸性介质溶液所淹没；所述中空圆管(2)用于利用其刻度检测所述测试用金属片(5)与所述酸性介质溶液反应前后该反应体系产生的H2的量，该H2的量与所述酸性介质中金属腐蚀速率相对应。


2.如权利要求1所述快速检测酸性介质中...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈振宇，陈萌，魏莉莎，邱于兵，曹娇娇，
申请(专利权)人：武汉楚博士科技股份有限公司，华中科技大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42