CN105158149A - 铵盐腐蚀实验装置及其实验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属腐蚀实验技术领域，尤其是涉及本发明涉及金属腐蚀实验技术领域，尤其是涉及一种铵盐腐蚀实验装置及其实验方法。该装置包括盐雾实验箱和铵盐池；盐雾实验箱内设置有用于喷洒盐雾的密闭的盐雾室，铵盐池设置在盐雾室，铵盐池内用于放置金属片。将金属片放置在铵盐池中，将铵盐池放入盐雾室内，铵盐从被雾化的实验介质气氛中吸湿来模拟实际的铵盐腐蚀环境，从而达到测试金属耐铵盐腐蚀能力等数据，通过该装置及其实验方法来评价金属材料耐腐蚀性能，更加方便、快捷，所得数据更加可靠有效，可有效指导金属材料在铵盐腐蚀环境中的应用。

Description

铵盐腐蚀实验装置及其实验方法

技术领域

本发明涉及金属腐蚀实验技术领域，尤其是涉及一种铵盐腐蚀实验装置及其实验方法。

背景技术

近年来，由于原油劣质化日趋严重，炼油厂设备铵盐结晶及垢下腐蚀问题也日益增多。原油中的腐蚀元素氯化物、氮化物与硫化物在炼制过程中生成的氯化铵与硫氢氨结晶堵塞塔盘、设备、管道与转动设备，铵盐吸湿或溶于水中形成酸性极强的酸性水腐蚀环境，造成设备、管道严重的局部腐蚀甚至穿孔开裂，对生产安全带来危险，同时也造成处理量下降，换热器传热效率降低等情况。

而现有技术中的实验装置，如专利CN202757870U和CN102680382A公开了一种垢下腐蚀实验支架及其实验方法用于评价油气输送介质中的砂、硫元素以及CaCO₃、BaSO₄等垢层一起在管道内部表面沉积造成的垢下腐蚀。《循环干湿条件下C22合金的垢下腐蚀研究》记载了分别利用Mg盐的混合溶液和处置场环境岩石渗水浓缩液，在160℃下对C22合金样品进行干湿交替处理，并研究C22合金的垢下腐蚀行为。

上述实验方法及其配套装置所模拟的腐蚀环境与铵盐腐蚀环境差异较大，不适用于评价材料耐铵盐腐蚀能力，评价出的结果误差大。

发明内容

本发明的目的在于提供铵盐腐蚀实验装置及其实验方法，以解决现有技术中存在的不适用于评价材料耐铵盐腐蚀能力，评价出的结果误差大的技术问题。

本发明提供的一种铵盐腐蚀实验装置，包括盐雾实验箱和铵盐池；盐雾实验箱内设置有用于喷洒盐雾的密闭的盐雾室，铵盐池设置在盐雾室，铵盐池内用于放置金属片。

进一步地，盐雾实验箱包括实验箱本体、储液池、输液泵和喷头；盐雾室、输液泵和所述储液池均设置在实验箱本体内，且储液池位于盐雾室的下方；喷头设置在盐雾室内，且通过输液泵与储液池连通，储液池内设置有实验介质。

进一步地，实验介质包括NaCl溶液或者有机酸的一种。

进一步地，实验箱本体上还设置有控制器；输液泵的进液口与储液池连通，其出液口与喷头连通；输液泵与控制器电连接，控制器用于控制输液泵的液体输出率。

进一步地，盐雾室内还设置有加热器和温度传感器，加热器和温度传感器均与控制器电连接。

进一步地，铵盐池为上端开口的中空壳体，其内设置有铵盐。

进一步地，铵盐包括NH₄Cl、(NH4)₂SO₄或NH₄NO₃中的一种。

本发明实施例还提供了一种铵盐腐蚀实验方法，具体包括如下步骤：

准备待测的金属片，并测量金属片的面积以及称量金属片的质量；

将金属片间隔的放置在垢盐池中，将垢盐池放入至盐雾室内中，在预设温度下对金属片进行腐蚀实验；

经预设实验时间后，将金属片从垢盐池内取出并称重，计算出金属片的腐蚀率。

进一步地，准备待测的金属片的步骤中，具体包括如下步骤：

将金属材料制作单面面积大于2cm²方形或者圆形的金属片；

打磨金属片的表面，并用丙酮清洗去油；

将去油后的金属片用污水乙醇清洗并吹干。

进一步地，将金属片间隔的放置在垢盐池中，将金属片间隔的放置在垢盐池中，将垢盐池放入至盐雾室内中，对金属片进行腐蚀实验的步骤中，所述金属片为多个，多个所述金属片间隔的设置在垢盐池中，相邻的两个所述金属片之间的距离为0.2mm-10mm。

本发明提供的铵盐腐蚀实验装置及其实验方法，将金属片放置在铵盐池中，将铵盐池放入盐雾室内，铵盐从被雾化的实验介质气氛中吸湿来模拟实际的铵盐腐蚀环境，从而达到测试金属耐铵盐腐蚀能力等数据，通过该装置及其实验方法来评价金属材料耐腐蚀性能，更加方便、快捷，所得数据更加可靠有效，可有效指导金属材料在铵盐腐蚀环境中的应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的铵盐腐蚀实验装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的铵盐腐蚀实验方法的流程示意图；

图3为本发明另一实施例提供的铵盐腐蚀实验方法的流程示意图。

附图标记：

1-盐雾实验箱；2-控制面板；3-储液池；

4-喷头；5-盐雾室；6-铵盐池；

7-铵盐；8-金属片。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例提供的铵盐腐蚀实验装置的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的一种铵盐腐蚀实验装置，包括盐雾实验箱1和铵盐池6；盐雾实验箱1内设置有用于喷洒盐雾的密闭的盐雾室5，铵盐池6设置在盐雾室5，铵盐池6内用于放置金属片8。

其中，盐雾实验箱1的结构形式可以为多种，例如：盐雾实验箱1包括第一箱体、雾化器和储液箱；盐雾室5设置在第一箱体内，雾化器和储液箱均设置在第一箱体内，且雾化器的雾化出口与盐雾室5连通，雾化器的进口与储液箱连通。当然，为了便于储液箱内的液体进入雾化器内，将储液箱设置在雾化器的上方。

铵盐池6为上端开口的中空壳体，其内设置有铵盐7。铵盐7的种类可以为多种，例如：铵盐7包括NH₄Cl、(NH4)₂SO₄或NH₄NO₃中的一种。

另外，为了便于实验人员放入或者取出铵盐池6，在盐雾室5上设置有供铵盐池6进出的通过口，在通过口上设置有密闭门，密闭门与通过口的一个边沿枢接，利用密闭门将盐雾室5密封。当然，还可以在密闭门的边沿上设置有密封条，从而增加了密闭门的密封性能，使得实验结果更加精准。

本实施例提供的铵盐腐蚀实验装置及其实验方法，将金属片8放置在铵盐池6中，将铵盐池6放入盐雾室5内，铵盐7从被雾化的实验介质气氛中吸湿来模拟实际的铵盐7腐蚀环境，从而达到测试金属耐铵盐7腐蚀能力等数据，通过该装置及其实验方法来评价金属材料耐腐蚀性能，更加方便、快捷，所得数据更加可靠有效，可有效指导金属材料在铵盐7腐蚀环境中的应用。

如图1所示，在上述实施例的基础上，进一步地，盐雾实验箱1包括实验箱本体、储液池3、喷头4和输液泵；盐雾室5、输液泵和所述储液池3均设置在实验箱本体内，且储液池3位于盐雾室5的下方；喷头4设置在盐雾室5内，且通过输液泵与储液池3连通，储液池3内设置有实验介质。

其中，实验介质包括NaCl溶液或者有机酸的一种。

输液泵的种类可以为多种，例如：乳液泵、叶轮泵或者离心泵等等。

当实验人员利用本实施例中的铵盐腐蚀实验装置时，将准备好的金属片8插入铵盐池6内，并将铵盐池6放入盐雾室5内，利用输液泵以及喷头4将储液池3内的实验介质雾化，从而模拟了铵盐7腐蚀环境。该雾化形式结构简单，不易发生堵塞，使用寿命长，能够降低实验成本。

如图1所示，在上述实施例的基础上，进一步地，实验箱本体上还设置有控制器；输液泵的进液口与储液池3连通，其出液口与喷头4连通；输液泵与控制器电连接，控制器用于控制输液泵的液体输出率。

在本实施例中，利用控制器控制输液泵的功率，从而控制输液泵的液体输出率，进而控制了实验介质进入盐雾室5内的速度，这样，实验人员即可根据需要来控制实验介质喷射速度，以模拟不同铵盐7腐蚀环境。

如图1所示，在上述实施例的基础上，进一步地，盐雾室5内还设置有加热器和温度传感器，加热器和温度传感器均与控制器电连接。

其中，加热器的种类可以为多种，例如：电热丝或者加热灯等等。

在本实施例中，温度传感器获取盐雾室5内的温度信息，并将温度信息传达给控制器，控制器将温度信息转换成电信号，并传达给加热器，从而控制加热器升高或者降低温度，以控制盐雾室5内的温度，使得盐雾室5在进行铵盐腐蚀实验的过程中，处于温度恒定的状态。

另外，盐雾实验箱1上还可以设置有控制面板2，控制面板2上设置有屏幕、温度调节键以及实验介质喷射速度调节键，控制面板2与控制器电连接，这样，便于实验人员根据其所要模拟的环境来调整盐雾室5内的条件参数。

图2为本发明实施例提供的铵盐腐蚀实验方法的流程示意图；图3为本发明另一实施例提供的铵盐腐蚀实验方法的流程示意图。如图2和图3所示，本实施例还提供了一种铵盐腐蚀实验方法，具体包括如下步骤：

步骤100，准备待测的金属片8，并测量金属片8的面积以及称量金属片8的质量；

步骤200，将金属片8间隔的放置在垢盐池中，将垢盐池放入至盐雾室5内中，在预设温度下对金属片8进行腐蚀实验；

步骤300，经预设实验时间后，将金属片8从垢盐池内取出并称重，计算出金属片8的腐蚀率。

进一步地，步骤100中准备待测的金属片8具体包括如下步骤：

步骤101，将金属材料制作单面面积大于2cm²方形或者圆形的金属片8；

步骤102，打磨金属片8的表面，并用丙酮清洗去油；

步骤103，将去油后的金属片8用污水乙醇清洗并吹干。

其中，将金属片8间隔的放置在垢盐池中，将垢盐池放入至盐雾室5内中，在预设温度下对金属片8进行腐蚀实验的步骤中，金属片8为多个，多个金属片8间隔的设置在垢盐池中，相邻的两个金属片8之间的距离为0.2mm-10mm。

如图1-3所示，实验人员在进行金属材料在铵盐7垢下腐蚀实验时，准备多个单面面积大于2cm²的圆形或者方形的金属片8，并对金属片8用于丙酮清洗去除污油，再用污水乙醇清洗并吹干，然后记录下每个金属片8的单面面s和重量m₀，备用；实验人员根据模拟环境的不同，配制相应的实验介质以及根据模拟环境的不同选择铵盐7。

实验人员先将铵盐7放置在铵盐池6中，将上述准备好的多个金属片8间隔的插入铵盐池6中，保证相邻的两个金属片8之间的距离在0.2mm-10mm之间。将配置好的实验介质注入至储液池3内，并把铵盐池6放置在盐雾室5内。

调节盐雾实验箱1至模拟环境温度，并在实验过程中保持温度恒定。调节盐雾实验箱1中盐雾喷射速度，并记录实验开始的时间。

实验时间t持续24-72小时后结束，取出实验后的金属片813，观察并记录金属片813的腐蚀形貌，以及记录实验时间t。实验后的金属片813经过后处理后，称量并记录实验后重量m，按下述公式(1)计算出金属片813的腐蚀率X1：

$X_1=8760\×\frac{m-m_0}{s\mathrm{\ρ}t}---\left(1\right)$

式中：

m—实验后试片质量，g；

m₀—实验前试片质量，g；

s—金属片表面积，mm²；

t—实验时间，h；

ρ—材料密度，g/mm³；

X₁—腐蚀率，mm/a。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种铵盐腐蚀实验装置，其特征在于，包括盐雾实验箱和铵盐池；

所述盐雾实验箱内设置有用于喷洒盐雾的密闭的盐雾室，所述铵盐池设置在所述盐雾室，所述铵盐池内用于放置金属片。

2.根据权利要求1所述的铵盐腐蚀实验装置，其特征在于，所述盐雾实验箱包括实验箱本体、储液池、输液泵和喷头；

所述盐雾室、所述输液泵和所述储液池均设置在所述实验箱本体内，且所述储液池位于所述盐雾室的下方；所述喷头设置在所述盐雾室内，且通过输液泵与所述储液池连通，所述储液池内设置有实验介质。

3.根据权利要求2所述的铵盐腐蚀实验装置，其特征在于，所述实验介质包括NaCl溶液或者有机酸的一种。

4.根据权利要求2所述的铵盐腐蚀实验装置，其特征在于，所述实验箱本体上还设置有控制器；

所述输液泵的进液口与所述储液池连通，其出液口与所述喷头连通；所述输液泵与所述控制器电连接，所述控制器用于控制所述输液泵的液体输出率。

5.根据权利要求4所述的铵盐腐蚀实验装置，其特征在于，所述盐雾室内还设置有加热器和温度传感器，所述加热器和所述温度传感器均与所述控制器电连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的铵盐腐蚀实验装置，其特征在于，所述铵盐池为上端开口的中空壳体，其内设置有铵盐。

7.根据权利要求6所述的铵盐腐蚀实验装置，其特征在于，所述铵盐包括NH₄Cl、(NH4)₂SO₄或NH₄NO₃中的一种。

8.一种铵盐腐蚀实验方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

准备待测的金属片，并测量金属片的面积以及称量金属片的质量；

将所述金属片间隔的放置在垢盐池中，将垢盐池放入至盐雾室内中，在预设温度下对所述金属片进行腐蚀实验；

经预设实验时间后，将金属片从垢盐池内取出并称重，计算出金属片的腐蚀率。

9.根据权利要求8所述的铵盐腐蚀实验方法，其特征在于，所述准备待测的金属片的步骤中，具体包括如下步骤：

将金属材料制作单面面积大于2cm²方形或者圆形的所述金属片；

打磨所述金属片的表面，并用丙酮清洗去油；

将去油后的所述金属片用污水乙醇清洗并吹干。

10.根据权利要求9所述的铵盐腐蚀实验方法，其特征在于，所述将所述金属片间隔的放置在垢盐池中，将垢盐池放入至盐雾室内中，对所述金属片进行腐蚀实验的步骤中，所述金属片为多个，多个所述金属片间隔的设置在垢盐池中，相邻的两个所述金属片之间的距离为0.2mm-10mm。