高温高压气液两相腐蚀模拟实验装置及其实验方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种高温高压气液两相腐蚀模拟实验装置及其实验方法，包括保温加热装置（１），高温高压反应釜（２），高温高压反应釜（２）内的第一测温电阻（４），高温高压反应釜上盖（３），进气管（５），其特征在于，所述模拟实验装置还包括冷凝系统，液相腐蚀测试系统和气相冷凝液腐蚀测试系统，在一套装置内同时进行液相和气相冷凝液环境的腐蚀模拟研究，解决了工业中管道、设备同时遭受液相和气相冷凝液腐蚀但不能同时、在线测量的问题，对管道或设备中液相腐蚀和气相冷凝液腐蚀的腐蚀行为，规律和机理，气（液）相缓蚀剂的缓蚀效率评价研究有重要的意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高温高压气液两相腐蚀模拟实验装置，特别涉及一种在液相和气 相冷凝液共存的环境下，可以同时进行高温高压液相腐蚀和气相冷凝液腐蚀模拟实验的模 拟实验装置。如原油储罐的底部液相腐蚀和罐顶气相冷凝液腐蚀，湿天然气输送管道底部液相 腐蚀和顶部气相冷凝液腐蚀等，也可以用于气相(液相)缓蚀剂对设备顶部(底部)腐蚀 的缓蚀效率评价。
技术介绍
管道和设备处于气液相共存环境是工业中一种常见的现象，因此，这些管道和设 备同时遭受到底部液相腐蚀和顶部气相冷凝液腐蚀。液相和气相冷凝液所处的腐蚀环境不 同，如温度、腐蚀性介质含量等。因此，液相和气相冷凝液的腐蚀规律和机理完全不同。一般 气相冷凝液的腐蚀环境受液相环境所控制，因此，只有能同时实现液相腐蚀和气相冷凝液 腐蚀的实验装置才能客观、准确地模拟整个管道、设备的腐蚀行为。以湿天然气输送为例。在湿天然气输送过程中，由于昼夜温差，保温层破坏，保温层保温效果差等原因， 在管壁与外界有明显热交换的管段，管壁温度常常低于天然气温度导致天然气中的水蒸汽 和挥发性介顶(如C02，H2S, HAc等)在管壁冷凝，导致顶部气相冷凝液腐蚀。冷凝液在重 力作用下滴落，汇集于管道底部，和天然气开采过程的产出水一起造成管道底部液相腐蚀。 然而，现有的实验模拟装置只能实现液相腐蚀模拟或冷凝液腐蚀模拟，目前还没有能同时 模拟液相和气相冷凝液腐蚀的实验装置。中国专利技术专利200510011461. X( “高温高压冷凝水腐蚀模拟实验装置”)公开了一 种模拟高温高压下冷凝水腐蚀的实验装置，该实验装置存在以下不足(1)设计方式由于 外部冷凝器内的冷凝水会随冷凝器的转动而逐渐甩入高压釜内，不能进行长时间的模拟实 验；(2)最大工作压力只能达到2Mpa，而湿天然气输送过程的实际工作压力通常远远高于 2Mpa ； (3)只能进行失重实验，不能读取腐蚀过程的腐蚀数据，也不能同时进行液相腐蚀模 拟研究。中国专利技术专利200510011477. 0( “动态高温高压电化学测试实验装置”)公开了一 种动态高温条件下高压电化学的实验装置，但其工作试样的夹持方式和电导线的连接方式 复杂，不方便使用和更换。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提供一种高温高压气液两相腐蚀模 拟实验装置，在一套装置内同时进行液相和气相冷凝液环境的腐蚀模拟研究，可以用于模 拟任何同时存在的液相腐蚀和气相冷凝液腐蚀的管道、设备的腐蚀行为，解决了工业中管 道、设备同时遭受液相和气相冷凝液腐蚀但不能同时、在线测量的问题，对管道或设备中液 相腐蚀和气相冷凝液腐蚀的腐蚀行为，规律和机理，气(液)相缓蚀剂的缓蚀效率评价研究有重要的意义。且本专利技术提供的模拟实验装置在气相试样中安装冷凝器，实现气相试样的 冷凝并通过电阻探针对气相冷凝液的腐蚀进行原位监测，最大工作压力达到lOMpa。同时， 本专利技术中的试样夹持方式和电连接方式都更简单，可以方便地实现液相试样的旋转和电化 学测试。本专利技术提供一种高温高压气液两相腐蚀模拟实验装置，包括保温加热装置，高温 高压反应釜，高温高压反应釜内的第一测温电阻，高温高压反应釜上盖，进气管，所述模拟 实验装置还包括冷凝系统，液相腐蚀测试系统和气相冷凝液腐蚀测试系统，其中，冷凝系统包括位于高温高压反应釜中的冷凝器； 液相腐蚀测试系统包括磁力驱动装置，旋转轴，圆柱电极，辅助电极和参比电极， 旋转轴位于冷凝器中，包括一金属杆，该金属杆向上穿过冷凝器的顶板和高温高压反应釜 上盖，向下穿过冷凝器的底板，其末端与圆柱电极固定，，磁力驱动装置位于旋转轴的顶 端；气相冷凝液腐蚀测试系统包括电阻探针，金属试样和扇叶，电阻探针位于冷凝器 中，并穿过冷凝器的顶板和高温高压反应釜上盖，冷凝器的底板上安装金属试样，扇叶安装 在冷凝器底板下方的旋转轴上。冷凝系统还包括冷凝器内的第二测温电阻和冷却水盘管，测温电阻穿过冷凝器的 顶板和高温高压反应釜上盖并与高温高压反应釜上盖紧固。所述冷却水盘管通过外置水箱 循环泵实现对冷凝器内的冷却，循环速度根据需要进行调节。所述金属杆的下端与圆柱电极固定，聚四氟套管对位于高温高压反应釜上盖以下 的金属杆的外部进行电绝缘保护。所述金属杆顶端放置一金属半球，并与金属半球的球面 电接触，金属半球的平面焊接压簧，压簧上端焊接金属轴。所述模拟实验装置还包括电化学测试系统，其工作电极接口连接金属轴，使所述 圆柱电极，辅助电极和参比电极构成电化学三电极系统。优选地，所述辅助电极为钼电极，参比电极为Ag/AgCl电极。所述电阻探针与金属试样的下表面均与冷凝器底板的外表面位于同一水平面。所述模拟实验装置还包括高压气瓶，电信号传导系统，控制箱，所述高压气瓶内的 气体通过进气管通入高温高压反应釜内。一种高温高压气液两相腐蚀模拟实验装置的实验方法，包括，向高温高压反应釜内加入液体实验介质，盖上高温高压反应釜上盖，高压气瓶通 过进气管向高温高压反应釜通入实验气体并通过保温加热装置加热到设定温度；所述磁力驱动装置驱动旋转轴旋转，并带动扇叶对电阻探针和金属试样表面的冷 凝液吹动以模拟气相流动；通过冷凝器对电阻探针进行冷却，在其工作表面形成冷凝水，电阻探针通过导线 与外部的信号接收器连接输出信号，实现气相冷凝液腐蚀的在线监测；辅助电极、参比电极和旋转轴下端的圆柱电极构成电化学三电极系统，将信号输 出至外部的电化学测试装置，实现液相腐蚀的在线测试。本专利技术的有益效果为一、本专利技术的模拟实验装置能同时实现高温高压下液相腐蚀和气相冷凝液腐蚀的 实验模拟，真正模拟管道和设备同时遭受液相腐蚀和气相冷凝液腐蚀的状况。二、本专利技术的模拟实验装置能够实现高温高压下液相的电化学测试和气相冷凝液 腐蚀的原位腐蚀监测，并能长时间的进行模拟实验，且最高承受压力达lOMpa，最高使用温 度可达250°C，更有利于腐蚀规律和腐蚀机理研究和模拟整个管道、设备的腐蚀状况。三、本专利技术的试样夹持方式和电导线的连接方式简单，使用方便。附图说明图1为本专利技术中模拟实验装置的结构示意图；图2为图1中部件A放大的结构示意图；图3为图1中冷凝器6底板的仰视图，其中，保温加热装置1，高温高压反应釜2，高温高压反应釜上盖3，第一测温电阻4，进气 管5，冷凝器6，第二测温电阻7，电阻探针8，金属夹套9，冷却水盘管进口 10，冷却水进口 11，磁力驱动装置12，冷却水出口 13，冷却水盘管出口 14，磁力驱动装置轴套15，外压帽16， 金属轴17，辅助电极18，参比电极19，聚四氟套管20，金属杆21，固定螺钉22，台阶状的金 属试样23，扇叶24，聚四氟垫片25，端盖26，圆柱电极27，盖板28，金属半球29，压簧30具体实施例方式本专利技术提供一种高温高压气液两相腐蚀模拟实验装置，包括保温加热装置，高温 高压反应釜，高温高压反应釜内的第一测温电阻，高温高压反应釜上盖，进气管，所述模拟 实验装置还包括冷凝系统，液相腐蚀测试系统和气相冷凝液腐蚀测试系统。冷凝系统包括位于高温高压反应釜中的冷凝器，冷凝器内的第二测温电阻和冷却水盘管等。液相腐蚀测试系统包括磁力驱动装置，旋转轴，圆柱电极，辅助电极和参比电极 等。所述旋转轴包括金属杆，聚四氟套管等。气相冷凝液腐蚀测试系统包括电阻探针，金属试样和扇叶。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温高压气液两相腐蚀模拟实验装置，包括保温加热装置（１），高温高压反应釜（２），高温高压反应釜（２）内的第一测温电阻（４），高温高压反应釜上盖（３），进气管（５），其特征在于，所述模拟实验装置还包括冷凝系统，液相腐蚀测试系统和气相冷凝液腐蚀测试系统，其中，冷凝系统包括位于高温高压反应釜（２）中的冷凝器（６）；液相腐蚀测试系统包括磁力驱动装置（１２），旋转轴，圆柱电极（２７），辅助电极（１８）和参比电极（１９），旋转轴位于冷凝器（６）中，包括一金属杆（２１），该金属杆（２１）向上穿过冷凝器（６）的顶板和高温高压反应釜上盖（３），向下穿过冷凝器（６）的底板，其末端与圆柱电极（２７）固定，磁力驱动装置（１２）位于旋转轴的顶端；气相冷凝液腐蚀测试系统包括电阻探针（８），金属试样（２３）和扇叶（２４），电阻探针（８）位于冷凝器（６）中，并穿过冷凝器（６）的顶板和高温高压反应釜上盖（３），冷凝器（６）的底板上安装金属试样（２３），扇叶（２４）安装在冷凝器（６）底板下方的旋转轴上。

【技术特征摘要】
1.一种高温高压气液两相腐蚀模拟实验装置，包括保温加热装置(1)，高温高压反应 釜(2)，高温高压反应釜(2)内的第一测温电阻(4)，高温高压反应釜上盖(3)，进气管(5)， 其特征在于，所述模拟实验装置还包括冷凝系统，液相腐蚀测试系统和气相冷凝液腐蚀测 试系统，其中，冷凝系统包括位于高温高压反应釜(2)中的冷凝器(6)；液相腐蚀测试系统包括磁力驱动装置(12)，旋转轴，圆柱电极(27)，辅助电极(18)和 参比电极(19)，旋转轴位于冷凝器(6)中，包括一金属杆(21)，该金属杆(21)向上穿过冷 凝器(6)的顶板和高温高压反应釜上盖(3)，向下穿过冷凝器(6)的底板，其末端与圆柱电 极(27)固定，，磁力驱动装置(12)位于旋转轴的顶端；气相冷凝液腐蚀测试系统包括电阻探针(8)，金属试样(23)和扇叶(24)，电阻探针(8) 位于冷凝器(6)中，并穿过冷凝器(6)的顶板和高温高压反应釜上盖(3)，冷凝器(6)的底 板上安装金属试样(23)，扇叶(24)安装在冷凝器(6)底板下方的旋转轴上。2.如权利要求1所述的模拟实验装置，其特征在于，冷凝系统还包括冷凝器(6)内的第 二测温电阻(7)和冷却水盘管，第二测温电阻(7)穿过冷凝器(6)的顶板和高温高压反应 釜上盖(3)并与高温高压反应釜上盖(3)紧固。3.如权利要求2所述的模拟实验装置，其特征在于，所述冷却水盘管通过外置水箱循 环泵实现对冷凝器(6)内的冷却，循环速度根据需要进行调节。4.如权利要求1所述的模拟实验装置，其特征在于，所述金属杆(21)的下端通过端盖 (26)对圆柱电极(27)固定，聚四氟套管(20)对位于高温高压反应釜上盖(3)以下的金属 杆(21)的外部进行电绝缘保护。5.如权利要求4所...

【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：11[中国|北京]