【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于牺牲阳极保护，涉及一种测试牺牲阳极速率的实验装置及实验方法。
技术介绍
1、牺牲阳极的阴极保护法，是利用原电池的原理，防止金属腐蚀的方法。具体方法是将还原性强的金属作为保护极，与被保护的金属相连构成原电池，还原性强的金属将作为负极发生氧化还原反应而牺牲消耗，被保护的金属作为正极，免于被腐蚀。这种方法是消耗牺牲了作为阳极(原电池的负极)的金属，保护了阴极(原电池的正极)金属。
2、牺牲阳极通常是用一种不太贵重的材料制成的，使用的时候通过金属导体连接到要保护的结构上。用于生产牺牲阳极的材料有镁、铝和锌等，它们通过向被保护结构提供电子以保护他们不受腐蚀，但是阳极自身会被腐蚀掉。一般情况下，牺牲阳极阴极保护用于保护电流要求较低且土壤或水电阻率较低的涂层区域。牺牲阳极也常用于表面面积相对较小的设备。其优点是(1)不需要独立的电源；(2)对邻近结构的影响有限；(3)选用正确的材料，以确保没有过度保护，可以避免金属脆化和涂层损坏；(4)不可能由于不正确的连接造成设备损坏；(5)易于安装、操作和维护。
3、牺牲阳极保护技术在许多设备结构、工程建和设施工中，防止或减缓钢铁等金属材料的腐蚀应用非常广泛，诸如石油、石化、天然气输送管道和贮罐，港口、桥梁、船舰、海底电缆管道，水处理厂、石化厂、炼油厂、水闸、水库等设备，施工和运转过程都需要考虑和进行牺牲阳极来保护设备、管道、闸门、船舰等。牺牲阳极保护是一项系统工程，需要进行详细工程计算、阳极金属材料选取，搭配方式等设计施工，才能达到最佳的阳极牺牲保护阴极设备、管道等
4、但是，针对实际工况，特别是复杂工况，通过理论计算得出的数据往往受各种因素影响而产生误差。此外，对于不同形状的阳极块，很难对比其腐蚀速率。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种测试牺牲阳极速率的实验装置及实验方法，该方法通过实际工况进行模拟得出阳极腐蚀速率，解决了传统中只能通过理论计算阳极腐蚀速率的问题。该方法不仅可操作性强，且可以针对不同合金及形状的阳极材料进行计算对比其腐蚀速率。
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现：
3、一种测试牺牲阳极速率的实验装置，包括阳极工装和挂片；所述挂片悬挂于阳极工装上，所述阳极工装的材质采用阳极材料；所述挂片采用阴极材料。
4、优选的，所述阳极材料包括铝基合金、锌基合金和镁基合金中的至少一种。
5、优选的，所述挂片包括碳钢挂片和不锈钢挂片中的一种。
6、优选的，实验时，阳极材料与反应釜接触的部位采用不导电材料进行包裹；所述不导电材料采用生胶带。
7、优选的，所述挂片与阳极工装通过螺丝固定连接。
8、一种测试牺牲阳极速率的实验方法，包括：
9、实验前对阳极工装称重并计算其表面积，将挂片悬挂于阳极工装上置于反应釜中，将腐蚀介质加入到反应釜中，设置反应釜中的总压强和反应温度后，再进行腐蚀实验，实验结束后，再次对阳极工装称重，计算出阳极材料的腐蚀速率。
10、优选的，所述反应釜中的总压强为1-70mpa，反应温度为0℃-200℃。
11、优选的，所述腐蚀介质包括液相介质或气相介质。
12、优选的，所述液相介质采用水，所述气相介质包括h2s，co2和水蒸气中的至少一种。
13、优选的，若腐蚀介质采用气相介质，则在反应釜通入气相介质气体；其中，h2s为0-100ppm，co2的分压压强为0-30mpa。
14、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
15、本专利技术介绍了一种测试牺牲阳极腐蚀速率的装置及方法，通过将阳极材料制备成可以悬挂挂片的工装，并置于反应釜中，将腐蚀介质倒入反应釜中，模拟实际工况来计算牺牲阳极的速率该方法通过实际工况进行模拟得出阳极腐蚀速率，解决了传统中只能通过理论计算阳极腐蚀速率的问题。该方法不仅可操作性强，且可以针对不同合金及形状的阳极材料进行计算对比其腐蚀速率。
16、此外，本专利技术提供了一种针对实验室内模拟牺牲阳极反应的装置，该装置的特点是操作简单，可对不同材料、形状的阳极块进行实际工况下的模拟。不仅可以对比阳极材料的耐蚀性能，还可以通过失重计算阳极材料的腐蚀速率，对于需要更换阳极块的设施可以预估所需更换阳极块的时间。
17、进一步，本专利技术是使用阳极材料代替传统的悬挂工装，不仅可操作性强，成本低，还可以对不同成分，不同性质的阳极块进行性能比对及寿命预估。
18、进一步，挂片使用目标阴极材料，将挂片悬挂于阳极工装上置于反应釜内即可构建成亦微型原电池，在设置的工况下，可以对阳极的腐蚀速率进行评估，对于需要更换阳极块的设施可以提前预估更换时间，解决了实际生产中无法预知阳极块反应速率的问题。
19、进一步，本专利技术的阳极工装可以是铝基合金、锌基合金和镁基合金等任意阳极材料，其形状亦可以根据实际工况进行设计。因为阳极材料的耐蚀性能主要取决于其合金成分及其形状。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种测试牺牲阳极速率的实验装置，其特征在于，包括阳极工装和挂片；所述挂片悬挂于阳极工装上，所述阳极工装的材质采用阳极材料；所述挂片采用阴极材料。
2.根据权利要求1所述的一种测试牺牲阳极速率的实验装置，其特征在于，所述阳极材料包括铝基合金、锌基合金和镁基合金中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种测试牺牲阳极速率的实验装置，其特征在于，所述挂片包括碳钢挂片和不锈钢挂片中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种测试牺牲阳极速率的实验装置，其特征在于，实验时，阳极材料与反应釜接触的部位采用不导电材料进行包裹；所述不导电材料采用生胶带。
5.根据权利要求1所述的一种测试牺牲阳极速率的实验装置，其特征在于，所述挂片与阳极工装通过螺丝固定连接。
6.一种测试牺牲阳极速率的实验方法，基于权利要求1-5任一项所述的测试牺牲阳极速率的实验装置，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的一种测试牺牲阳极速率的实验方法，其特征在于，所述反应釜中的总压强为1-70MPa，反应温度为0℃-200℃。
8.根据权利
9.根据权利要求8所述的一种测试牺牲阳极速率的实验方法，其特征在于，所述液相介质采用水，所述气相介质包括H2S，CO2和水蒸气中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的一种测试牺牲阳极速率的实验方法，其特征在于，若腐蚀介质采用气相介质，则在反应釜通入气相介质气体；其中，H2S为0-100ppm，CO2的分压压强为0-30MPa。
...【技术特征摘要】
1.一种测试牺牲阳极速率的实验装置，其特征在于，包括阳极工装和挂片；所述挂片悬挂于阳极工装上，所述阳极工装的材质采用阳极材料；所述挂片采用阴极材料。
2.根据权利要求1所述的一种测试牺牲阳极速率的实验装置，其特征在于，所述阳极材料包括铝基合金、锌基合金和镁基合金中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种测试牺牲阳极速率的实验装置，其特征在于，所述挂片包括碳钢挂片和不锈钢挂片中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种测试牺牲阳极速率的实验装置，其特征在于，实验时，阳极材料与反应釜接触的部位采用不导电材料进行包裹；所述不导电材料采用生胶带。
5.根据权利要求1所述的一种测试牺牲阳极速率的实验装置，其特征在于，所述挂片与阳极工装通过螺丝固定连接。
6.一种测试...
【专利技术属性】
技术研发人员：王邃，付安庆，徐秀清，魏蓉，冯大成，刘天乐，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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