CN103808648A - 高含硫天然气净化厂大气环境腐蚀测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高含硫天然气净化厂大气环境腐蚀测试装置，主要解决现有技术中大气腐蚀暴露试验周期长、速度慢、电化学测试数据与实际情况存在较大差距的问题。本发明通过采用一种高含硫天然气净化厂大气环境腐蚀测试装置，包括零阻电流计（1）、固定支架（2）、失重试验试片（3）、双电极原电池阳极片（4）、绝缘螺栓（5）、绝缘层（6）、双电极原电池阴极片（7）、绝缘隔膜（8）、电极引出端（9），双电极原电池阳极片（4）和阴极片（7）上分别引出电极引出端（9），电极引出端（9）通过引线与零阻电流计（1）连接，整体上构成双电极原电池的技术方案较好地解决了上述问题，可用于高含硫天然气净化厂大气环境腐蚀测试中。

Description

高含硫天然气净化厂大气环境腐蚀测试装置

技术领域

本发明涉及一种高含硫天然气净化厂大气环境腐蚀测试装置。

技术背景

随着能源的日益短缺和对能源，特别是对绿色能源天然气需求的日益增长，我国已经开始了对高含硫化氢气田的开发利用，今后，对高含硫天然气的开发和利用将是油气工业新的效益增长点和发展趋势。

高含硫天然气净化厂大气环境中，SO₂、SO₃、H₂S含量高，使得装置钢结构、设备和仪器仪表本体、控制室表面等大气腐蚀严重。可见，针对高含硫天然气净化厂大气污染环境，开发一种大气腐蚀测试装置具有重要的现实意义。

大气腐蚀研究方法多种多样，CN200920189161.4涉及一种用于大气腐蚀测试的薄液膜控制装置，它包括托架、支柱、防水透气膜、薄液膜，其特征是若干根支柱连接托架，托架底端连接防水透气膜，防水透气膜底部连接薄液膜。

每种方法都有自己的优缺点，各种分析手段都从某个角度对金属大气腐蚀进行分析，因此，采用多种手段相结合，从多种角度获得大气腐蚀的信息，尤其是多种原位监测方法在线联用，必将为研究金属大气腐蚀过程和机理提供更加可靠的信息。

目前看来，现场自然环境下的大气腐蚀暴露试验，是一种接近使用环境的较可靠的腐蚀试验方法，得出的结果也接近真实使用情况，得到的数据具有较高的准确性和实用价值，但试验周期长、速度慢。

从本质上讲，金属大气腐蚀是发生在薄液膜下的电化学腐蚀，比在全浸状态下腐蚀更为严重，应用电化学测试技术研究金属大气腐蚀，能够使测试周期短、速度快，但是，由于大气腐蚀的复杂性及大气腐蚀环境监测技术尚不太成熟，使得电化学测试数据与实际情况存在较大差距，而且单凭电化学本身无法深入、全面了解腐蚀过程。

本发明有针对性的解决了上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中大气腐蚀暴露试验周期长、速度慢、电化学测试数据与实际情况存在较大差距、单凭电化学本身无法深入了解大气腐蚀过程的问题，提供一种新的高含硫天然气净化厂大气环境腐蚀测试装置。该装置用于高含硫天然气净化厂大气环境腐蚀测试中，具有试验周期短、测试结果准确可靠的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种高含硫天然气净化厂大气环境腐蚀测试装置，包括零阻电流计（1）、固定支架（2）、失重试验试片（3）、双电极原电池阳极片（4）、绝缘螺栓（5）、绝缘层（6）、双电极原电池阴极片（7）、绝缘隔膜（8）和电极引出端（9），失重试验试片（3）通过绝缘螺栓（5）安装在固定支架（2）上，双电极原电池阳极片（4）、绝缘隔膜（8）、双电极原电池阴极片（7）的合体也通过绝缘螺栓（5）安装在固定支架（2）上，绝缘隔膜（8）位于双电极原电池阳极片（4）和阴极片（7）之间，双电极原电池阳极片（4）和阴极片（7）上分别引出电极引出端（9），电极引出端（9）通过引线与零阻电流计（1）连接，整体上构成双电极原电池。

上述技术方案中，优选地，所述固定支架（2）主要用于该大气腐蚀测试装置在现场测试部位的固定，根据实际需要可以选取普通聚氯乙烯硬塑、聚氯乙烯树脂或优质玻璃纤维等高强度、绝缘好、易加工的板材制成，可以根据安装试片的大小、数量等实际需要来确定尺寸。

上述技术方案中，优选地，所述失重试验试片（3）材质与现场待研究材料的材质一致，按失重试验的要求，可以选取25×50×2mm碳钢标准试片尺寸，也可以按照其他标准要求确定，用环氧树脂或聚氨酯类树脂密封试片端部，明确暴露面积。

上述技术方案中，优选地，所述双电极原电池是基于试片自行设计的双电极原电池，电极片材质根据需要可以设计为Fe/Cu、Fe/Zn或其它，电极片尺寸与失重试验试片可以一致，也可以按照其他标准要求确定，电极片上可以开孔增加透气性，开孔的数目、孔径和孔间距根据其尺寸和采用的绝缘材料具体确定。

上述技术方案中，优选地，所述绝缘隔膜（8）采用聚乙烯、聚氯乙烯或玻璃纤维等透气性好的绝缘材料，绝缘隔膜与电极片尺寸相同。

上述技术方案中，优选地，所述绝缘螺栓（5）可以采用聚四氟乙烯、高分子材料复合或金属与非金属材料复合体等绝缘性能良好又便于拆卸的规范的绝缘螺栓，螺栓规格与标准试片安装孔相匹配。

上述技术方案中，优选地，所述零阻电流计（1）采用精度高、性能稳定的专用测量电偶腐蚀电流的仪器，具有自动记录储存数据的功能。。

本发明针对高含硫天然气净化厂大气污染环境，能够同时进行多个平行试片的大气腐蚀失重试验，以及双电极原电池的电化学测试，获得的数据可以相互印证和补充，同时结合大气温度、湿度及其他理化参数，实现对大气腐蚀性及影响因素的更加准确的评价。该测试装置设计基于试片，结构简单，制作方便，成本低；测试装置可以固定在现场自然环境中确定的试验地点，可以是装置钢结构、设备和仪器仪表本体、控制室表面等大气腐蚀严重的任何部位；试验过程中，可以随时安装或拆卸失重试验试片，获得更多时间段的腐蚀速率和腐蚀产物理化检验等数据；基于试片自行设计的双电极原电池，电极片材质可以根据需要设计为Fe/Cu、Fe/Zn或其他，为提高双电极原电池的精度可以在一个安装部位多增加几组电极，或延长固定支架增设安装位置；原电池双电极表面上冲孔，增加了气体接触面积，减少了电极片数量，提高了利用率，同时缩短了大气腐蚀暴露试验周期，取得了较好的技术效果。

附图说明

图1为本发明所述装置的正视图；

图2为本发明所述装置的背视图；

图3为失重试验试片安装侧视图；

图4为双电极原电池安装侧视图。

1—零阻电流计；          2—固定支架；  3—失重试验试片；

4—双电极原电池阳极片；  5—绝缘螺栓；  6—绝缘层；

7—双电极原电池阴极片；  8—绝缘隔膜；  9—电极引出端。

下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。

具体实施方式

【实施例1】

在如图1、图2所示的装置上，失重试验试片通过绝缘螺栓安装在固定支架上，双电极原电池阳极片、绝缘隔膜、双电极原电池阴极片也通过绝缘螺栓安装在固定支架上，双电极原电池阳极片和阴极片上分别引出电极引出端，电极引出端通过引线与零阻电流计电连接，整体上构成双电极原电池。固定支架主要用于该大气腐蚀测试装置在现场测试部位的固定，选取聚氯乙烯硬塑、聚氯乙烯树脂或优质玻璃纤维等高强度、绝缘好、易加工的板材制成，可以根据安装试片的大小、数量等实际需要来确定尺寸。失重试验试片材质与现场待研究钢材一致，按失重试验的要求，可以选取25×50×2mm碳钢标准试片尺寸，也可以按照其他标准要求确定，用环氧树脂或聚氨酯类树脂密封试片端部，明确暴露面积。所述双电极原电池是基于试片自行设计的双电极原电池，电极片材质根据需要可以设计为Fe/Cu、Fe/Zn或其他，电极片尺寸与失重试验试片可以一致，也可以按照其他标准要求确定，电极片上可以开孔增加透气性，开孔的数目、孔径和孔间距根据其尺寸和采用的绝缘材料具体确定，针对25×50×0.5mm电极片，表面可以设计均匀对称分布Ф4mm圆孔6个，用环氧树脂或聚氨酯类树脂密封电极片四周及端面，统一明确暴露面积。绝缘隔膜介于原电池阴极片与阳极片之间，可采用聚乙烯、聚氯乙烯或玻璃纤维等透气性好的绝缘材料，绝缘隔膜厚度取0.5mm，绝缘隔膜与电极片尺寸相同。绝缘螺栓可以采用聚四氟乙烯、高分子材料复合或金属与非金属材料复合体等绝缘性能良好又便于拆卸的规范的绝缘螺栓，螺栓规格与标准试片安装孔相匹配。所述零阻电流计采用精度高、性能稳定的专用测量电偶腐蚀电流的仪器，具有自动记录储存数据的功能，如：ZX7M-LZ－1A型。

按照GB/T14165及其他相关标准，将失重试验试片和原电池电极片经过加工、打磨、清洗、安装及调试后组装成大气腐蚀测试装置，固定在净化厂现场环境中确定的试验地点，可以是装置钢结构、设备和仪器仪表本体、控制室表面等大气腐蚀严重的任何部位，进行大气腐蚀测试试验。同时，可以辅助以自动记录式温度计、湿度计等仪器来记录大气温度、湿度等其他理化参数的变化。可以根据需要设计几个不同时间段的几组失重试验试片，每组试片保证3个平行试样，在试验过程中，随时取下不同时间段不同组的试片，采集并理化检验试片表面腐蚀产物，则可以确定腐蚀类型和机理，将试片清洗、称重及计算，则可以获得不同时间段的平均腐蚀速率。双电极原电池回流中的零阻电流计会自动记录储存原电池电流的变化，结合记录的大气温度、湿度变化数据，应用数理统计方法，分析环境因素对大气腐蚀的影响规律。此外，可以对比不同时间段的分析结果，了解大气腐蚀规律发展趋势等等。

综合分析失重试验及原电池测试数据，同时结合大气温度、湿度及其他理化参数，从而实现对大气腐蚀性及影响因素的更加准确的评价。

Claims (7)

1.一种高含硫天然气净化厂大气环境腐蚀测试装置，包括零阻电流计（1）、固定支架（2）、失重试验试片（3）、双电极原电池阳极片（4）、绝缘螺栓（5）、绝缘层（6）、双电极原电池阴极片（7）、绝缘隔膜（8）和电极引出端（9），失重试验试片（3）通过绝缘螺栓（5）安装在固定支架（2）上，双电极原电池阳极片（4）、绝缘隔膜（8）、双电极原电池阴极片（7）的合体也通过绝缘螺栓（5）安装在固定支架（2）上，绝缘隔膜（8）位于双电极原电池阳极片（4）和阴极片（7）之间，双电极原电池阳极片（4）和阴极片（7）上分别引出电极引出端（9），电极引出端（9）通过引线与零阻电流计（1）连接，整体上构成双电极原电池。

2.根据权利要求1所述高含硫天然气净化厂大气环境腐蚀测试装置，其特征在于所述固定支架（2）主要用于该大气腐蚀测试装置在现场测试部位的固定，根据实际需要可以选取普通聚氯乙烯硬塑、聚氯乙烯树脂或优质玻璃纤维等高强度、绝缘好、易加工的板材制成，可以根据安装试片的大小、数量等实际需要来确定尺寸。

3.根据权利要求1所述高含硫天然气净化厂大气环境腐蚀测试装置，其特征在于所述失重试验试片（3）材质与现场待研究材料的材质一致，按失重试验的要求，可以选取25×50×2mm碳钢标准试片尺寸，也可以按照其他标准要求确定，用环氧树脂或聚氨酯类树脂密封试片端部，明确暴露面积。

4.根据权利要求1所述高含硫天然气净化厂大气环境腐蚀测试装置，其特征在于所述双电极原电池是基于试片自行设计的双电极原电池，电极片材质根据需要可以设计为Fe/Cu、Fe/Zn或其它，电极片尺寸与失重试验试片可以一致，也可以按照其他标准要求确定，电极片上可以开孔增加透气性，开孔的数目、孔径和孔间距根据其尺寸和采用的绝缘材料具体确定。

5.根据权利要求1所述高含硫天然气净化厂大气环境腐蚀测试装置，其特征在于所述绝缘隔膜（8）采用聚乙烯、聚氯乙烯或玻璃纤维等透气性好的绝缘材料，绝缘隔膜与电极片尺寸相同。

6.根据权利要求1所述高含硫天然气净化厂大气环境腐蚀测试装置，其特征在于所述绝缘螺栓（5）可以采用聚四氟乙烯、高分子材料复合或金属与非金属材料复合体等绝缘性能良好又便于拆卸的规范的绝缘螺栓，螺栓规格与标准试片安装孔相匹配。

7.根据权利要求1所述高含硫天然气净化厂大气环境腐蚀测试装置，其特征在于所述零阻电流计（1）采用精度高、性能稳定的专用测量电偶腐蚀电流的仪器，具有自动记录储存数据的功能。

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