【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及管道试验，具体涉及一种掺氢天然气管道氢、co2致损伤试验装置及试验方法。
技术介绍
1、我国天然气管道输送技术成熟，为天然气掺氢提供了实践基础，天然气掺氢被认为是很有发展前途的应用。
2、不过，由于天然气掺氢产业在国内尚处于起步阶段，国外相关研究进展也不大，掺氢后管道存在氢损伤、超压等可能性或安全隐患，掺氢对天然气钢制管道的抗疲劳性、抗拉强度、延展性及塑性等性能也可能有较大影响，对设备的适应性存在较大挑战；此外，掺氢后若管道内有co2及水分的存在，管道内壁的腐蚀问题也不容忽视。总的来看，天然气掺氢产业在技术上面临安全隐患不明晰、标准规范缺乏、设备适用性待考等诸多难题，开展有针对性的研究国内外都存在不确定性。
3、为了研究天然气掺氢致管道损伤，目前已有从其他化工实验借用而来的或新开发试验装置，但是这些装置并没有依据天然气掺氢管道的特性进行全面的改进而具有以下缺点：第一，这类试验装置不是专为天然气掺氢管道实验设计，结构相对复杂精密，售价昂贵，容积较小，内流场类型单一，不能完全模拟实际生产工况所需的容积、流量和流场等参数；如常用高压实验釜体与现有天然气管道材质、形状完全不同，其容积仅几升～几十升，可能需要用较为昂贵的c276哈氏合金锻造釜体制造，还要求无焊缝、无内衬等，增加了制造成本；同时内置的磁力搅拌器仅能做到转速连续可调，而不能完全模拟出实际生产工况所需的流量和流场，需结合固定或旋转式挂片支架开展试验，并不能真实再现天然气掺氢后对管道内壁的影响。第二，用途单一，这类试验装置仅能进行损伤腐蚀性能
技术实现思路
1、为了解决上述的天然气掺氢致管道损伤试验装置的问题，本专利技术提供了一种掺氢天然气管道氢、co2致损伤试验装置，并提供了试验方法，以克服以上缺点和问题，同时较大程度上降低了成本，提高了易用性和可复用性。
2、本专利技术的第一个目的在于提供一种掺氢天然气管道氢、co2致损伤试验装置，包括第一掺混氢输送模块、第二掺混氢输送模块以及连接于二者之间的试验段；
3、所述第一掺混氢输送模块中的天然气来气管路、制氢系统、氮气来气管路分别经过增压机连接至缓冲罐，所述缓冲罐的出口连接有混氢随动定比试验箱、色谱分析仪、气动增压泵和检测仪，所述混氢随动定比试验箱、色谱分析仪、检测仪的出口均通过管路连接至真空泵或分离系统，所述真空泵的后端连接有放空管路，所述气动增压泵的出口经管路连接至试验段；
4、所述第二掺混氢输送模块具有试验段连接端、分离系统连接端及相应的快装接头；
5、所述第二掺混氢输送模块还通过可拆卸连接管段连接至第一掺混氢输送模块的缓冲罐；
6、所述装置的各管路上还设有相应的阀门。
7、在一可选的实施例中，所述第二掺混氢输送模块还包括缓冲罐、检测模块，所述检测模块位于缓冲罐的后端。
8、在一可选的实施例中，第一掺混氢输送模块、第二掺混氢输送模块中的缓冲罐的出口管路上还设有就地放散管。
9、在一可选的实施例中，所述混氢随动定比试验箱连通有循环泵，所述第二掺混氢输送模块的缓冲罐的出口管路上连通有循环泵。
10、在一可选的实施例中，所述第一掺混氢输送模块、第二掺混氢输送模块中的缓冲罐上还设有就地排污管。
11、在一可选的实施例中，所述连接管段为高压管。
12、在一可选的实施例中，所述试验段包括试验腔、连接管和密封腔，所述试验腔包括动环、密封壳体、观察实验管段，所述密封壳体固定套在所述观察实验管段的外部，所述动环固定套在所述观察实验管段的两端，所述观察实验管段的两端连通所述连接管，两个所述连接管分别固定连接所述第一掺混氢输送模块、第二掺混氢输送模块，所述密封腔固定套在所述连接管的外部，所述动环与所述密封腔转动式配合。
13、在一可选的实施例中，所述密封腔包括分别固定套在所述连接管外部的小密封静环ⅰ、小密封静环ⅱ、骨架油封、大密封静环，所述小密封静环ⅰ、小密封静环ⅱ、骨架油封、大密封静环依次排列在所述连接管的外部。
14、在一可选的实施例中，所述大密封静环、骨架油封、小密封静环ⅱ、小密封静环ⅰ的外部还套有吊耳，所述吊耳的一侧固定连接有密封件。
15、在一可选的实施例中，所述吊耳、密封件、小密封静环ⅰ、小密封静环ⅱ、骨架油封、大密封静环之间的缝隙内填充有密封脂；
16、所述观察实验管段内还设有试片挂钩。
17、在一可选的实施例中，所述第一掺混氢输送模块与第二掺混氢输送模块之间设置有多个并行的试验段。
18、在一可选的实施例中，所述试验段为标准化试验段。
19、本专利技术的第二个目的在于提供一种掺氢天然气管道氢、co2致损伤试验方法，包括：
20、(1)搭建所述第一掺混氢输送模块、第二掺混氢输送模块及连接管段；
21、(2)开启氮气进行吹扫、验漏、升压试压，以进行所述装置气密性pm和强度试压pq检测；
22、(3)保压，待无氮气泄漏，且整个试验管路压降不超过0.1％后，放空至常压，卸下连接管段；
23、(4)安装试验段，重复步骤(2)以进行气密性pm检测；
24、(5)通入定比掺氢天然气至试验压力p，按照试验要求，开展标准化检测评价。
25、在一可选的实施例中，所述步骤(5)后，对所述第一掺混氢输送模块、第二掺混氢输送模块进行放空，并用氮气对整个装置进行置换，待确认安全无残留后，拆卸标准化试验段，以进行下一次试验。
26、本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
27、本专利技术提出了一种通用的天然气管道掺氢暨氢、co2致损伤特性标准化在线评价试验装置及方法，能够标准化地开展定量掺氢实验，氢、co2致管道(设备)损伤性能分析等实验，简化了试验装置，改善了单一功能，做到试验的可重复性强、安全可靠，试验效率高，可准确真实模拟实际工况。
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1.一种掺氢天然气管道氢、CO2致损伤试验装置，其特征在于，包括第一掺混氢输送模块、第二掺混氢输送模块以及连接于二者之间的试验段；
2.根据权利要求1所述的一种掺氢天然气管道氢、CO2致损伤试验装置，其特征在于，所述第二掺混氢输送模块还包括缓冲罐、检测模块，所述检测模块位于缓冲罐的后端。
3.根据权利要求1所述的一种掺氢天然气管道氢、CO2致损伤试验装置，其特征在于，第一掺混氢输送模块、第二掺混氢输送模块中的缓冲罐的出口管路上还设有就地放散管。
4.根据权利要求1所述的一种掺氢天然气管道氢、CO2致损伤试验装置，其特征在于，所述混氢随动定比试验箱连通有循环泵，所述第二掺混氢输送模块的缓冲罐的出口管路上连通有循环泵。
5.根据权利要求1所述的一种掺氢天然气管道氢、CO2致损伤试验装置，其特征在于，所述第一掺混氢输送模块、第二掺混氢输送模块中的缓冲罐上还设有就地排污管。
6.根据权利要求1所述的一种掺氢天然气管道氢、CO2致损伤试验装置，其特征在于，所述连接管段为高压管。
7.根据权利要求1所述的一种掺氢天然气管
8.根据权利要求7所述的一种掺氢天然气管道氢、CO2致损伤试验装置，其特征在于，所述密封腔包括分别固定套在所述连接管外部的小密封静环Ⅰ、小密封静环Ⅱ、骨架油封、大密封静环，所述小密封静环Ⅰ、小密封静环Ⅱ、骨架油封、大密封静环依次排列在所述连接管的外部。
9.根据权利要求8所述的一种掺氢天然气管道氢、CO2致损伤试验装置，其特征在于，所述大密封静环、骨架油封、小密封静环Ⅱ、小密封静环Ⅰ的外部还套有吊耳，所述吊耳的一侧固定连接有密封件。
10.根据权利要求9所述的一种掺氢天然气管道氢、CO2致损伤试验装置，其特征在于，所述吊耳、密封件、小密封静环Ⅰ、小密封静环Ⅱ、骨架油封、大密封静环之间的缝隙内填充有密封脂；
11.根据权利要求1所述的一种掺氢天然气管道氢、CO2致损伤试验装置，其特征在于，所述第一掺混氢输送模块与第二掺混氢输送模块之间设置有多个并行的试验段。
12.根据权利要求1所述的一种掺氢天然气管道氢、CO2致损伤试验装置，其特征在于，所述试验段为标准化试验段。
13.基于权利要求1～12任一项所述的一种掺氢天然气管道氢、CO2致损伤试验装置的试验方法，其特征在于，包括：
14.根据权利要求13所述的一种掺氢天然气管道氢、CO2致损伤试验装置的试验方法，其特征在于，所述步骤(5)后，对所述第一掺混氢输送模块、第二掺混氢输送模块进行放空，并用氮气对整个装置进行置换，待确认安全无残留后，拆卸标准化试验段，以进行下一次试验。
...【技术特征摘要】
1.一种掺氢天然气管道氢、co2致损伤试验装置，其特征在于，包括第一掺混氢输送模块、第二掺混氢输送模块以及连接于二者之间的试验段；
2.根据权利要求1所述的一种掺氢天然气管道氢、co2致损伤试验装置，其特征在于，所述第二掺混氢输送模块还包括缓冲罐、检测模块，所述检测模块位于缓冲罐的后端。
3.根据权利要求1所述的一种掺氢天然气管道氢、co2致损伤试验装置，其特征在于，第一掺混氢输送模块、第二掺混氢输送模块中的缓冲罐的出口管路上还设有就地放散管。
4.根据权利要求1所述的一种掺氢天然气管道氢、co2致损伤试验装置，其特征在于，所述混氢随动定比试验箱连通有循环泵，所述第二掺混氢输送模块的缓冲罐的出口管路上连通有循环泵。
5.根据权利要求1所述的一种掺氢天然气管道氢、co2致损伤试验装置，其特征在于，所述第一掺混氢输送模块、第二掺混氢输送模块中的缓冲罐上还设有就地排污管。
6.根据权利要求1所述的一种掺氢天然气管道氢、co2致损伤试验装置，其特征在于，所述连接管段为高压管。
7.根据权利要求1所述的一种掺氢天然气管道氢、co2致损伤试验装置，其特征在于，所述试验段包括试验腔、连接管和密封腔，所述试验腔包括动环、密封壳体、观察实验管段，所述密封壳体固定套在所述观察实验管段的外部，所述动环固定套在所述观察实验管段的两端，所述观察实验管段的两端连通所述连接管，两个所述连接管分别固定连接所述第一掺混氢输送模块、第二掺混氢输送模块，所述密封腔固定套在所述连接管的外部，所述动环...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄海，陈敬东，毛洪光，罗敏，张文艳，廖欣，李晓霜，侯胜，刘良果，蒋伟，范小霞，李潇，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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