CN102928331A - 一种评价原油油船货油舱上甲板用钢腐蚀性能的实验系统 - Google Patents

一种评价原油油船货油舱上甲板用钢腐蚀性能的实验系统 Download PDF

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杨超
路民旭
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Abstract

一种评价原油油船货油舱上甲板用钢腐蚀性能的实验系统，属于湿气腐蚀模拟实验领域，由冷热水循环系统、温度控制系统、气体流量控制系统、外接数据记录系统、实验测试系统、管线及气体缓冲装置、废气吸收装置组成。实验测试系统包含温度传感器、实验容器、带水槽的容器封盖、试样夹具、恒温水浴、密封圈；利用试样夹具（6），将金属试样（7）、试样温度传感器（8）紧固在带水槽（3）的容器封盖（4）上，试样温度传感器（8）采集试样夹具（6）上金属试样（7）的温度信号，反馈到温度控制系统，再由温度控制系统对冷热水循环系统发出信号，控制流入容器封盖中的水的温度，达到对试样进行加热、保温、冷却的效果，从而达到实验要求。

Description

一种评价原油油船货油舱上甲板用钢腐蚀性能的实验系统
 
技术领域
本发明属于湿气腐蚀模拟实验领域，本发明提供了一种使钢试样处在原油油船货油舱腐蚀性气体环境干湿交替条件下的腐蚀实验系统，适用于含有多种腐蚀性气体的原油油船货油舱上甲板湿气腐蚀行为及机理研究，尤其适用于耐蚀船板钢货油舱上甲板腐蚀性能评价研究。
 
背景技术
    原油油船是原油海洋运输的主要工具之一，由于原油油船货油舱腐蚀造成的油船失效不仅造成巨大经济损失，而且对海洋环境也造成严重危害。货油舱顶部上甲板及梁架用钢，长期处于含有原油挥发产生的CO2、H2S、SO2及空气中O2的多种腐蚀性气体的湿气环境中。由于昼夜变换，造成上甲板及附近环境温度的变化，导致上甲板用钢发生多种腐蚀性气体的薄液膜腐蚀。进行货油舱上甲板干湿交替下耐蚀钢的腐蚀研究，对开发原油船货油舱用耐蚀钢具有重大意义。由于货油舱上甲板腐蚀环境非常独特，研究货油舱上甲板用耐蚀钢的腐蚀机理时，缺乏可用于模拟货油舱上甲板多种腐蚀气体冷凝液腐蚀的实验装置，从而影响了对货油舱上甲板腐蚀研究，同时也影响了对用于货油舱上甲板的耐蚀钢的腐蚀性能评价工作。
 
发明内容
本发明的目的在于提供一种模拟原油油船货油舱上甲板湿气腐蚀环境的实验系统，解决了含有多种腐蚀性气体干湿交替的货油舱上甲板环境中钢的腐蚀模拟实验问题，可以有效的进行货油舱上甲板腐蚀环境中钢的腐蚀性能评价实验。
一种评价原油油船货油舱上甲板用钢腐蚀性能的实验系统，由冷热水循环系统、温度控制系统、气体流量控制系统、外接数据记录系统、实验测试系统、管线及气体缓冲装置、废气吸收装置等部分组成。
实验测试系统包含有温度传感器、实验容器、带水槽的容器封盖、试样夹具、恒温水浴、密封圈等。实验测试系统利用试样夹具，将金属试样、试样温度传感器紧固在带水槽的容器封盖上，试样温度传感器采集夹具上试样的温度信号，反馈到温度控制系统，再由温度控制系统对冷热水循环系统发出信号，从而控制流入容器封盖中的水的温度，由此达到对试样进行加热、保温、冷却的效果。本装置采用耐腐蚀的聚四氟密封圈，来对容器进行密封。采用具有良好导热效果的材料制作成的容器封盖，来保证水温对试样的热传导作用。
实验过程中，可以通过外接数据记录系统中的记录仪来记录试样温度传感器和溶液温度传感器输出的信号，并对温度进行实时监测、记录和超高温和低温报警。
气体流量控制系统通过管线及气体缓冲装置与实验测试系统相连。废气吸收装置通过实验测试系统中的排气管线与实验测试系统相连。
实验测试系统由1进气管线，2水槽进水口，3封盖水槽，4容器封盖，5密封圈，6试样夹具，7试样，8试样温度传感器，9溶液温度传感器，10实验容器，11试验测试小样，12紧固螺栓，13.封盖紧固螺栓，14.水槽出水口，15.排气管线构成。试样7和试样温度传感器8放置在圆形的试样夹具6上，试样夹具通过紧固螺栓12固定在容器封盖4背面，保证试样与容器封盖紧密接触。将聚四氟密封圈5放置在实验容器10上，盖上容器封盖4，利用封盖紧固螺栓13将封盖与实验容器密封。将水槽进水口2和水槽出水口14分别与冷热水循环系统的出水口和进水口相连。通过导线，将试样温度传感器8与温度控制系统相连接，再将试样温度传感器8和溶液温度传感器9与外接数据记录系统相连接。
本装置的有益效果是，可以通过温度控制系统和冷热水循环系统，精确的控制目标试样的温度，从而达到实验要求。实验过程中，数据记录系统可以记录实验过程中的数据，如试样的温度、容器中的水温、气体流量，以及环境的温度和湿度。本装置可以用来对钢在含有多种腐蚀性气体的原油油船上甲板腐蚀环境中腐蚀性能评价研究。
 
附图说明
    下面结合图1对本发明专利进一步说明。
图1是本发明实验测试系统的结构示意图。
图1中1进气管线，2水槽进水口，3封盖水槽，4容器封盖，5密封圈，6试样夹具，7试样，8试样温度传感器，9溶液温度传感器，10实验容器，11试验测试小样，12紧固螺栓，13.封盖紧固螺栓，14.水槽出水口，15.排气管线。 
图1说明：容器封盖的水槽进水口和出水口管与冷热循环水系统连接，冷热水循环系统中有水泵可以使水在封盖水槽内循环。试样与容器封盖内表面紧密相贴，循环水可以将热量通过封盖传导给试样，从而对试样加热或冷却。图1中冷热水循环系统、温度控制系统、气体流量控制系统、外接数据记录系统和废气回收系统在图1中略去。
具体实施方式：
打开容器封盖4，向容器内倒入实验用溶液，溶液液面的位置要距离容器底部180mm。将试样7和试样温度传感器8放置在圆形的试样夹具6上，将试样夹具通过紧固螺栓12固定在容器封盖4背面，保证试样与容器封盖紧密接触。将聚四氟密封圈5放置在实验容器10上，盖上容器封盖4，利用封盖紧固螺栓13将封盖与实验容器密封。将水槽进水口2和水槽出水口14分别与冷热水循环系统的出水口和进水口相连。通过导线，将试样温度传感器8与温度控制系统相连接，再将试样温度传感器8和溶液温度传感器9与外接数据记录系统相连接。通过进气管线1通入实验用气体（如CO2-O2-H2S-SO2-N2），通过排气管线15排除容器内的气体，以保证实验环境中的饱和气氛。试样7和溶液的温度可以通过温度控制系统和外接数据记录系统显示在数字屏幕上。通过循环水的加热和冷却，试样7的温度与水的温度产生差异，低于容器内的水温时，水汽在试样表面凝结成冷凝水；高于容器内的水温时，试样表面冷凝水蒸发。该实验装置可有效模拟原油油船货油舱上甲板含有多种腐蚀气体的湿气环境。

Claims (3)

1.一种评价原油油船货油舱上甲板用钢腐蚀性能的实验系统，其特征是由冷热水循环系统、温度控制系统、气体流量控制系统、外接数据记录系统、实验测试系统、管线及气体缓冲装置、废气吸收装置组成；其中实验测试系统包含有温度传感器、实验容器、带水槽的容器封盖、试样夹具、恒温水浴、密封圈；实验测试系统利用试样夹具，将金属试样（7）、试样温度传感器（8）紧固在带水槽的容器封盖（4）上，试样温度传感器（8）采集试样夹具上试样的温度信号，反馈到温度控制系统，再由温度控制系统对冷热水循环系统发出信号，从而控制流入容器封盖中的水的温度，由此达到对试样进行加热、保温、冷却的效果；
实验过程中，通过外接数据记录系统中的记录仪来记录试样温度传感器（8）和溶液温度传感器（9）输出的信号，并对温度进行实时监测、记录和超高温和低温报警；
气体流量控制系统通过管线及气体缓冲装置与实验测试系统相连，废气吸收装置通过实验测试系统中的排气管线与实验测试系统相连。
2.根据权利要求1所述一种评价原油油船货油舱上甲板用钢腐蚀性能的实验系统，其特征是实验测试系统由进气管线（1）、水槽进水口（2）、封盖水槽（3）、容器封盖（4）、密封圈（5）、试样夹具（6）、试样（7）、试样温度传感器（8）、溶液温度传感器（9）、实验容器（10）、试验测试小样（11）、紧固螺栓（12）、.封盖紧固螺栓（13）、.水槽出水口（14）、.排气管线（15）构成；试样（7）和试样温度传感器（8）放置在圆形的试样夹具（6）上，试样夹具通过紧固螺栓（12）固定在容器封盖（4）背面，保证试样与容器封盖紧密接触；将密封圈（5）放置在实验容器（10）上，盖上容器封盖（4），利用封盖紧固螺栓（13）将封盖与实验容器密封；将水槽进水口（2）和水槽出水口（14）分别与冷热水循环系统的出水口和进水口相连；通过导线将试样温度传感器（8）与温度控制系统相连接，再将试样温度传感器（8）和溶液温度传感器（9）与外接数据记录系统相连接。
3.根据权利要求1或2所述评价原油油船货油舱上甲板用钢腐蚀性能的实验系统，其特征是密封圈(5)的材料是采用耐腐蚀的聚四氟来对容器进行密封。
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