CN105866018B - 用于评价油气管道在高流速下冲刷腐蚀的试验装置及方法 - Google Patents

用于评价油气管道在高流速下冲刷腐蚀的试验装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105866018B
CN105866018B CN201610245352.2A CN201610245352A CN105866018B CN 105866018 B CN105866018 B CN 105866018B CN 201610245352 A CN201610245352 A CN 201610245352A CN 105866018 B CN105866018 B CN 105866018B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sample
valve
installing port
liquid layer
fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610245352.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105866018A (zh
Inventor
付安庆
龙岩
袁军涛
宋成立
李磊
李岩
宋文文
谢俊峰
王�华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China National Petroleum Corp
CNPC Tubular Goods Research Institute
Original Assignee
China National Petroleum Corp
CNPC Tubular Goods Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China National Petroleum Corp, CNPC Tubular Goods Research Institute filed Critical China National Petroleum Corp
Priority to CN201610245352.2A priority Critical patent/CN105866018B/zh
Publication of CN105866018A publication Critical patent/CN105866018A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105866018B publication Critical patent/CN105866018B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
    • G01N17/02—Electrochemical measuring systems for weathering, corrosion or corrosion-protection measurement
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/56—Investigating resistance to wear or abrasion

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)

Abstract

本发明公开了用于评价油气管道在高流速下冲刷腐蚀的试验装置及方法，包括薄液层冲刷通道以及流体储罐，薄液层冲刷通道的流体入口和流体出口分别于流体储罐的出口和入口相连通，形成流体循环；薄液层冲刷通道中设置有若干试样安装口，电化学试样安装口和剪切力安装口分别与电化学工作站和剪切力传感器电连接，电化学工作站和剪切力传感器的信号输出端均与计算机相交互。本发明实现了在薄液层中高流速冲刷下的腐蚀测试及表征技术；通过电化学测试系统实现了在高流速冲刷状态下的电化学动力学和热力学测试；通过改变试样的表面状态和试样表面的几何形状实现模拟实际工况中管线内表面的冲刷行为。

Description

用于评价油气管道在高流速下冲刷腐蚀的试验装置及方法
【技术领域】
本发明属于油气管线腐蚀评价领域，具体涉及一种用于评价油气管道在高流速下冲刷腐蚀的试验装置及方法。
【背景技术】
在我国西部的新疆地区油田，如塔里木油田、新疆油田、塔河油田等，由于介质普遍具有“高含水、高含CO2、高矿化度、高含Cl-”的“四高”特点，在油气输量不断增大的情况下，流动和腐蚀介质协同作用引起的冲刷腐蚀(Erosion-Corrosion)已成为威胁石油管材安全生产的重要因素之一。冲刷腐蚀是金属表面与流体之间由于高速相对运动而引起的金属损坏现象，是管道受冲刷和腐蚀交互作用的结果。冲刷腐蚀容易在管道的变径、弯头、法兰、三通、阀门、内表面缺陷处等部位造成腐蚀失效，冲刷腐蚀的形貌一般呈现沟槽、凹谷、泪滴状及马蹄状，表面光亮且无腐蚀产物积存，与流向有明显的依赖关系，通常是沿着流体的局部流动方向或表面不规则所形成的紊流。
高压气田地面集输系统管线在输送天然气的过程中，其产出水随着高流速天然气造成管道底部发生冲刷腐蚀，目前模拟石油管材冲刷腐蚀最理想的方式是在油气田现场安装全尺寸管段的撬装实验装置，但是现场实验不仅耗费大，而且不便于操作，很多研究类仪器设备无法在现场长期使用。因此，研究人员设计了旋转电机式(一种模拟管道内壁冲刷腐蚀的旋转式实验装置，201020678306X；旋转式环管多相流冲刷腐蚀模拟试验装置，201410017976X；一种试样轴向冲刷腐蚀试验装置及方法，2014105916156)、冲击射流式(一种喷射式冲刷腐蚀试验装置，201320661171X；可变入射角模拟测量流体对管道冲刷腐蚀速率的装置及方法，2012102644061)、管路循环式等冲刷试验系统(工程用管材实物冲刷腐蚀试验装置，201420323933X)，对于高流速气田地面集输管道系统，显然旋转式和冲击射流式的流体流动方式不同于实际集输管道的流体流动方式，而现有的管路循环式大部分是全尺寸的大型管道系统，由于其实验过程中需要测试介质量大，除氧非常困难，而且系统运行成本非常高，不宜作为实验室研究。
【发明内容】
本发明的目的在于解决上述现有技术中的问题，提供一种用于评价油气管道在高流速下冲刷腐蚀的试验装置及方法，该装置针对油气管道在油气输送过程中高流速状态下(10～20m/s)管道底部薄液层(1～3mm)的冲刷腐蚀，通过不同的测试探头可以实现高流速状态下薄液层介质中腐蚀行为测试，为管道在高流速薄液层冲刷条件下提供全面的腐蚀热力学信息、动力学信息、平均腐蚀速率信息、流体对试样表面的力学信息。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
用于评价油气管道在高流速下冲刷腐蚀的试验装置，包括薄液层冲刷通道以及流体储罐，薄液层冲刷通道的流体入口和流体出口分别与流体储罐的出口和入口相连通，形成流体循环；流体储罐的CO2入口上连接有CO2气瓶；薄液层冲刷通道与流体储罐之间的管路上设置有用于调节循环管路中流体流速的真空泵和流量控制器，薄液层冲刷通道中设置有若干试样安装口，试样安装口包括至少一个电化学试样安装口、一个剪切力安装口以及多个腐蚀失重试样安装口；电化学试样安装口和剪切力安装口分别与电化学工作站和剪切力传感器电连接，电化学工作站和剪切力传感器的信号输出端均与计算机相交互。
本发明进一步的改进在于：
所述薄液层冲刷通道包括溶液池，溶液池四周侧壁的顶部设置有矩形的密封垫，密封垫和溶液池四周侧壁顶部的对应位置均开设有若干螺孔，密封垫上安装密封盖板，并通过螺栓密封。
所述薄液层冲刷通道的流体出口与流体储罐入口之间的管路上设置有与计算机相连的pH计。
所述薄液层冲刷通道的流体出口和流体入口处，分别连接第一阀门和第二阀门；流体储罐的入口和真空泵出口之间通过第三阀门连接；在关闭第一阀门和第二阀门，打开第三阀门时，流体储罐内的流体经出口、真空泵以及第三阀门流回至流体储罐的入口，完成循环。
所述流体储罐上还安装有压力表。
所述溶液池中，液层厚度不大于3mm。
一种用于评价油气管道在高流速下冲刷腐蚀的试验方法，包括以下步骤：
1)样品准备：
采用碳钢管加工光滑试样、圆孔缺陷试样、凹槽缺陷试样、凸起缺陷试样以及电化学试样；电化学式样安装于电化学式样安装口，光滑试样、圆孔缺陷试样、凹槽缺陷试样和凸起缺陷试样安装于腐蚀失重安装口；剪切力安装口内安装有剪切力探头；
2)模拟溶液配制：
以质量份数计，将50～100份的NaCl、10～23份的MgSO4、25～58份的CaCl2、4～10份的NaHCO3以及2～6份的KHCO3与10升去离子水混合均匀，配制模拟溶液；
3)试样安装及介质加注：
将加工好的各试样安装在薄液层冲刷通道的试样安装口中，向流体储罐中加入配置好的模拟溶液，然后通过CO2气瓶向流体储罐中缓慢注入CO2气体，待压力表显示数值为2MPa时停止注入；
3)开始实验：
首先，关闭第一阀门和第二阀门，打开第三阀门，开启真空泵，通过流量控制器在1m/s的低流速下对流体储罐中的模拟溶液和CO2气体进行充分混合溶解；然后同时打开第一阀门和第二阀门，关闭第三阀门，通过流量控制器调节流速到10m/s～20m/s，开启CO2气瓶保持测试系统的CO2压力在2MPa，待流体循环系统稳定后，通过电化学工作站、剪切力传感器以及计算机进行测量；
5)实验结束及数据采集处理：
在实验测试完成后，依次关闭电化学工作站、计算机、CO2气瓶、流量控制器和真空泵，取下试样，对极化曲线和电化学阻抗谱进行数据处理。
本发明进一步的改进在于：
所述步骤1)中，试样表面采用200#、400#、800#及1200#的砂纸逐级打磨，采用万用表测试确保工作电极、参比电极和对电极之间电绝缘。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明根据流量控制器设定的流速冲刷试样表面，腐蚀失重探头可实现管材试样在高流速冲刷条件下的平均腐蚀速率和局部点蚀速率测试，其中设计的圆形缺陷、凹槽缺陷试样、凸起缺陷试样可以模拟管道内变径、弯头、法兰和阀门等不规则部位的腐蚀行为特征；电化学探头可实现管材试样在高流速冲刷条件下管材腐蚀电位、腐蚀电流、极化曲线和阻抗谱等瞬时腐蚀信息的测试；剪切应力探头可测试流体在管材试样表面的剪切应力，为定量表征力学因素对腐蚀的影响提供基础数据。本发明实现了在薄液层中高流速冲刷下的腐蚀测试及表征技术；通过电化学测试系统实现了在高流速冲刷状态下的电化学动力学和热力学测试；通过改变试样的表面状态和试样表面的几何形状实现模拟实际工况中管线内表面的冲刷行为。
【附图说明】
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明薄液层冲刷通道的俯视图；
图3为本发明薄液层冲刷通道的侧视图；
图4为不同流速下碳钢管线在油气产出水介质中的腐蚀速率图；
图5(a)为在10m/s的流速下碳钢管线在油气产出水介质中的形貌图；
图5(b)为在15m/s的流速下碳钢管线在油气产出水介质中的形貌图；
图5(c)为在20m/s的流速下碳钢管线在油气产出水介质中的形貌图；
图6为带缺陷碳钢管线在油气产出水介质中的腐蚀速率图；
图7(a)为带凹槽缺陷的碳钢管线在油气产出水介质中的形貌图；
图7(b)为带凸起缺陷的碳钢管线在油气产出水介质中的形貌图；
图8(a)为高流速下碳钢管线在油气产出水介质中的极化曲线图；
图8(b)为高流速下碳钢管线在油气产出水介质中的电化学阻抗谱图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1，本发明
包括薄液层冲刷通道1以及流体储罐4，薄液层冲刷通道1的流体入口14和流体出口16分别与流体储罐4的出口和入口相连通，形成流体循环；流体储罐4上还安装有压力表5。流体储罐4的CO2入口上连接有CO2气瓶13；薄液层冲刷通道1与流体储罐4之间的管路上设置有用于调节循环管路中流体流速的真空泵11和流量控制器12，薄液层冲刷通道1中设置有若干试样安装口15，试样安装口15包括至少一个电化学试样安装口、一个剪切力安装口以及多个腐蚀失重试样安装口；电化学试样安装口和剪切力安装口分别与电化学工作站6和剪切力传感器8电连接，电化学工作站6和剪切力传感器8的信号输出端均与计算机7相交互。
薄液层冲刷通道1包括溶液池18，溶液池18中液层厚度不大于3mm。溶液池18四周侧壁的顶部设置有矩形的密封垫19，密封垫19和溶液池18四周侧壁顶部的对应位置均开设有若干螺孔17，密封垫19上安装密封盖板21，并通过螺栓密封。薄液层冲刷通道1的流体出口16与流体储罐4入口之间的管路上设置有与计算机7相连的pH计3。薄液层冲刷通道1的流体出口16和流体入口14处，分别连接第一阀门2和第二阀门9；流体储罐4的入口和真空泵11出口之间通过第三阀门10连接；在关闭第一阀门2和第二阀门9，打开第三阀门10时，流体储罐4内的流体经出口、真空泵11以及第三阀门10流回至流体储罐4的入口，完成循环。
实施例1：
碳钢管线在高流速下油气产出水介质中的腐蚀行为
步骤一，样品准备：将碳钢管段加工为光滑试样，试样表面采用200#、400#、800#及1200#的砂纸逐级打磨，对试样进行尺寸测量和称重；
步骤二，模拟溶液配制：以质量份数计，将50份的NaCl、23份的MgSO4、25份的CaCl2、10份的NaHCO3以及2份的KHCO3与10升去离子水混合均匀，配制模拟溶液；
步骤三，试样安装及介质加注：将3个加工好的试样作为一组平行样安装在薄液层冲刷通道1的试样安装口中，向流体储罐4中加入配置好的盐溶液，然后通过CO2气瓶13向流体储罐4中缓慢注入CO2气体，待压力表5显示数值为2MPa时停止注入；
步骤四，开始实验：在实验开始之前，关闭第一阀门2和第二阀门9，打开第三阀门10，开启真空泵11通过流量控制器12在1m/s的低流速下对流体储罐4中的盐溶液和CO2气体进行充分混合溶解，然后同时打开第一阀门2和第二阀门9，关闭第三阀门10，通过流量控制器12调节流速到10m/s，开启CO2气瓶13保持测试系统的CO2压力在2MPa，实验测试周期为7天；
步骤五，实验结束及数据采集处理：在实验测试7天后，依次关闭CO2气瓶13、流量控制器12和真空泵11，取下试样，进行腐蚀产物清洗和失重测量，计算腐蚀速率和表面腐蚀形貌观察，腐蚀速率及表面腐蚀形貌如图5(a)所示。
实施例2：
碳钢管线在高流速下油气产出水介质中的腐蚀行为
步骤一，样品准备：将碳钢管段加工为光滑试样，试样表面采用200#、400#、800#及1200#的砂纸逐级打磨，对试样进行尺寸测量和称重；
步骤二，模拟溶液配制：以质量份数计，将60份的NaCl、20份的MgSO4、33份的CaCl2、8份的NaHCO3以及3份的KHCO3与10升去离子水混合均匀，配制模拟溶液；
步骤三，试样安装及介质加注：将3个加工好的试样作为一组平行样安装在薄液层冲刷通道1的试样安装口中，向流体储罐4中加入配置好的盐溶液，然后通过CO2气瓶13向流体储罐4中缓慢注入CO2气体，待压力表5显示数值为2MPa时停止注入；
步骤四，开始实验：在实验开始之前，关闭第一阀门2和第二阀门9，打开第三阀门10，开启真空泵11通过流量控制器12在1m/s的低流速下对流体储罐4中的盐溶液和CO2气体进行充分混合溶解，然后同时打开第一阀门2和第二阀门9，关闭第三阀门10，通过流量控制器12调节流速到15m/s，开启CO2气瓶13保持测试系统的CO2压力在2MPa，实验测试周期为7天；
步骤五，实验结束及数据采集处理：在实验测试7天后，依次关闭CO2气瓶13、流量控制器12和真空泵11，取下试样，进行腐蚀产物清洗和失重测量，计算腐蚀速率和表面腐蚀形貌观察，腐蚀速率及表面腐蚀形貌如图5(b)所示。
实施例3：
碳钢管线在高流速下油气产出水介质中的腐蚀行为
步骤一，样品准备：将碳钢管段加工为光滑试样，试样表面采用200#、400#、800#及1200#的砂纸逐级打磨，对试样进行尺寸测量和称重；
步骤二，模拟溶液配制：以质量份数计，将70份的NaCl、18份的MgSO4、39份的CaCl2、7份的NaHCO3以及4份的KHCO3与10升去离子水混合均匀，配制模拟溶液；
步骤三，试样安装及介质加注：将3个加工好的试样作为一组平行样安装在薄液层冲刷通道1的试样安装口中，向流体储罐4中加入配置好的盐溶液，然后通过CO2气瓶13向流体储罐4中缓慢注入CO2气体，待压力表5显示数值为2MPa时停止注入；
步骤四，开始实验：在实验开始之前，关闭第一阀门2和第二阀门9，打开第三阀门10，开启真空泵11通过流量控制器12在1m/s的低流速下对流体储罐4中的盐溶液和CO2气体进行充分混合溶解，然后同时打开第一阀门2和第二阀门9，关闭第三阀门10，通过流量控制器12调节流速到20m/s，开启CO2气瓶13保持测试系统的CO2压力在2MPa，实验测试周期为7天；
步骤五，实验结束及数据采集处理：在实验测试7天后，依次关闭CO2气瓶13、流量控制器12和真空泵11，取下试样，进行腐蚀产物清洗和失重测量，计算腐蚀速率和表面腐蚀形貌观察，腐蚀速率及表面腐蚀形貌如图5(c)所示。
实施例4：
带缺陷碳钢管线在高流速油气产出水介质中的腐蚀行为
步骤一，样品准备：将碳钢管段加工为凹槽缺陷试样，试样表面采用200#、400#、800#及1200#的砂纸逐级打磨，对试样进行尺寸测量和称重；
步骤二，模拟溶液配制：以质量份数计，将80份的NaCl、15份的MgSO4、47份的CaCl2、6份的NaHCO3以及5份的KHCO3与10升去离子水混合均匀，配制模拟溶液；
步骤三，试样安装及介质加注：将3个加工好的试样作为一组平行样安装在薄液层冲刷通道1的试样安装口中，向流体储罐4中加入配置好的盐溶液，然后通过CO2气瓶13向流体储罐4中缓慢注入CO2气体，待压力表5显示数值为2MPa时停止注入；
步骤四，开始实验：在实验开始之前，关闭第一阀门2和第二阀门9，打开第三阀门10，开启真空泵11通过流量控制器12在1m/s的低流速下对流体储罐4中的盐溶液和CO2气体进行充分混合溶解，然后同时打开第一阀门2和第二阀门9，关闭第三阀门10，通过流量控制器12调节流速到15m/s，开启CO2气瓶13保持测试系统的CO2压力在2MPa，实验测试周期为7天；
步骤五，实验结束及数据采集处理：在实验测试7天后，依次关闭CO2气瓶13、流量控制器12和真空泵11，取下试样，进行腐蚀产物清洗和失重测量，计算腐蚀速率和表面腐蚀形貌观察，腐蚀速率及表面腐蚀形貌如图6所示。
实施例5：
带缺陷碳钢管线在高流速油气产出水介质中的腐蚀行为
步骤一，样品准备：将碳钢管段加工为凸起缺陷试样，试样表面采用200#、400#、800#及1200#的砂纸逐级打磨，对试样进行尺寸测量和称重；
步骤二，模拟溶液配制：以质量份数计，将90份的NaCl、13份的MgSO4、53份的CaCl2、5份的NaHCO3以及6份的KHCO3与10升去离子水混合均匀，配制模拟溶液；
步骤三，试样安装及介质加注：将3个加工好的试样作为一组平行样安装在薄液层冲刷通道1的试样安装口中，向流体储罐4中加入配置好的盐溶液，然后通过CO2气瓶13向流体储罐4中缓慢注入CO2气体，待压力表5显示数值为2MPa时停止注入；
步骤四，开始实验：在实验开始之前，关闭第一阀门2和第二阀门9，打开第三阀门10，开启真空泵11通过流量控制器12在1m/s的低流速下对流体储罐4中的盐溶液和CO2气体进行充分混合溶解，然后同时打开第一阀门2和第二阀门9，关闭第三阀门10，通过流量控制器12调节流速到15m/s，开启CO2气瓶13保持测试系统的CO2压力在2MPa，实验测试周期为7天；
步骤五，实验结束及数据采集处理：在实验测试7天后，依次关闭CO2气瓶13、流量控制器12和真空泵11，取下试样，进行腐蚀产物清洗和失重测量，计算腐蚀速率和表面腐蚀形貌观察，腐蚀速率及表面腐蚀形貌如图7所示。
实施例6：
碳钢管线在高流速油气产出水介质中的电化学腐蚀行为
步骤一，样品准备：将碳钢管段加工为电化学试样，试样表面采用200#、400#、800#及1200#的砂纸逐级打磨，采用万用表测试确保工作电极、参保电极和对电极之间电绝缘；
步骤二，以质量份数计，将100份的NaCl、10份的MgSO4、58份的CaCl2、4份的NaHCO3以及3份的KHCO3与10升去离子水混合均匀，配制模拟溶液；
步骤三，试样安装及介质加注：将加工好的电化学试样安装在薄液层冲刷通道1的试样安装口中，向流体储罐4中加入配置好的盐溶液，然后通过CO2气瓶13向流体储罐4中缓慢注入CO2气体，待压力表5显示数值为2MPa时停止注入；
步骤四，开始实验：在实验开始之前，关闭第一阀门2和第二阀门9，打开第三阀门10，开启真空泵11通过流量控制器12在1m/s的低流速下对流体储罐4中的盐溶液和CO2气体进行充分混合溶解，然后同时打开第一阀门2和第二阀门9，关闭第三阀门10，通过流量控制器12调节流速到10m/s，开启CO2气瓶13保持测试系统的CO2压力在2MPa，待流体循环系统稳定后，开启图1中的电化学工作站6和计算机7进行电化学极化曲线和电化学阻抗谱测量；
步骤五，实验结束及数据采集处理：在实验测试完成后，依次关闭电化学工作站6、计算机7系统CO2气瓶13、流量控制器12和真空泵11，取下试样，对极化缺陷和电化学阻抗谱进行数据处理。
重复以上步骤一至步骤五，分别在15m/s和20m/s流速下进行重复测试，三个流速下的电化学极化曲线及阻抗谱如图8所示。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (6)

1.用于评价油气管道在高流速下冲刷腐蚀的试验装置，其特征在于，包括薄液层冲刷通道(1)以及流体储罐(4)，薄液层冲刷通道(1)的流体入口(14)和流体出口(16)分别与流体储罐(4)的出口和入口相连通，形成流体循环；流体储罐(4)的CO2入口上连接有CO2气瓶(13)；薄液层冲刷通道(1)与流体储罐(4)之间的管路上设置有用于调节循环管路中流体流速的真空泵(11)和流量控制器(12)，薄液层冲刷通道(1)中设置有若干试样安装口(15)，试样安装口(15)包括至少一个电化学试样安装口、一个剪切力安装口以及多个腐蚀失重试样安装口；电化学试样安装口和剪切力安装口分别与电化学工作站(6)和剪切力传感器(8)电连接，电化学工作站(6)和剪切力传感器(8)的信号输出端均与计算机(7)相交互；
所述薄液层冲刷通道(1)包括溶液池(18)，溶液池(18)四周侧壁的顶部设置有矩形的密封垫(19)，密封垫(19)和溶液池(18)四周侧壁顶部的对应位置均开设有若干螺孔(17)，密封垫(19)上安装密封盖板(21)，并通过螺栓密封；
所述薄液层冲刷通道(1)的流体出口(16)与流体储罐(4)入口之间的管路上设置有与计算机(7)相连的pH计(3)。
2.根据权利要求1所述的用于评价油气管道在高流速下冲刷腐蚀的试验装置，其特征在于，所述薄液层冲刷通道(1)的流体出口(16)和流体入口(14)处，分别连接第一阀门(2)和第二阀门(9)；流体储罐(4)的入口和真空泵(11)出口之间通过第三阀门(10)连接；在关闭第一阀门(2)和第二阀门(9)，打开第三阀门(10)时，流体储罐(4)内的流体经出口、真空泵(11)以及第三阀门(10)流回至流体储罐(4)的入口，完成循环。
3.根据权利要求2所述的用于评价油气管道在高流速下冲刷腐蚀的试验装置，其特征在于，所述流体储罐(4)上还安装有压力表(5)。
4.根据权利要求1所述的用于评价油气管道在高流速下冲刷腐蚀的试验装置，其特征在于，所述溶液池(18)中，液层厚度不大于3mm。
5.一种采用权利要求3所述试验装置用于评价油气管道在高流速下冲刷腐蚀的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)样品准备：
采用碳钢管加工光滑试样、圆孔缺陷试样、凹槽缺陷试样、凸起缺陷试样以及电化学试样；电化学式样安装于电化学式样安装口，光滑试样、圆孔缺陷试样、凹槽缺陷试样和凸起缺陷试样安装于腐蚀失重安装口；剪切力安装口内安装有剪切力探头；
2)模拟溶液配制：
以质量份数计，将50～100份的NaCl、10～23份的MgSO4、25～58份的CaCl2、4～10份的NaHCO3以及2～6份的KHCO3与10升去离子水混合均匀，配制模拟溶液；
3)试样安装及介质加注：
将加工好的各试样安装在薄液层冲刷通道的试样安装口中，向流体储罐中加入配置好的模拟溶液，然后通过CO2气瓶向流体储罐中缓慢注入CO2气体，待压力表显示数值为2MPa时停止注入；
4)开始实验：
首先，关闭第一阀门和第二阀门，打开第三阀门，开启真空泵，通过流量控制器在1m/s的低流速下对流体储罐中的模拟溶液和CO2气体进行充分混合溶解；然后同时打开第一阀门和第二阀门，关闭第三阀门，通过流量控制器调节流速到10m/s～20m/s，开启CO2气瓶保持测试系统的CO2压力在2MPa，待流体循环系统稳定后，通过电化学工作站、剪切力传感器以及计算机进行测量；
5)实验结束及数据采集处理：
在实验测试完成后，依次关闭电化学工作站、计算机、CO2气瓶、流量控制器和真空泵，取下试样，对极化曲线和电化学阻抗谱进行数据处理。
6.根据权利要求5所述的用于评价油气管道在高流速下冲刷腐蚀的试验方法，其特征在于，所述步骤1)中，试样表面采用200#、400#、800#及1200#的砂纸逐级打磨，采用万用表测试确保工作电极、参比电极和对电极之间电绝缘。
CN201610245352.2A 2016-04-19 2016-04-19 用于评价油气管道在高流速下冲刷腐蚀的试验装置及方法 Active CN105866018B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610245352.2A CN105866018B (zh) 2016-04-19 2016-04-19 用于评价油气管道在高流速下冲刷腐蚀的试验装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610245352.2A CN105866018B (zh) 2016-04-19 2016-04-19 用于评价油气管道在高流速下冲刷腐蚀的试验装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105866018A CN105866018A (zh) 2016-08-17
CN105866018B true CN105866018B (zh) 2018-10-16

Family

ID=56633460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610245352.2A Active CN105866018B (zh) 2016-04-19 2016-04-19 用于评价油气管道在高流速下冲刷腐蚀的试验装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105866018B (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106124397B (zh) * 2016-08-29 2018-09-07 黄雨辰 一种油田污水腐蚀结垢特性的测试方法
CN106970020B (zh) * 2017-03-10 2020-03-31 北京科技大学 高温高压液固介质冲刷腐蚀实验及原位电化学测试装置
CN108469390B (zh) * 2018-01-26 2020-10-27 浙江理工大学 可拆卸环道式单相流冲蚀试验装置
CN109238901B (zh) * 2018-10-24 2023-09-22 中国石油大学(华东) 一种多通道冲刷腐蚀测试系统及方法
CN109780448B (zh) * 2018-12-10 2020-09-01 南京工程学院 一种火电厂高温高压疏水管道抗冲刷防磨损爆管的方法
CN109946186B (zh) * 2019-04-19 2024-03-22 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司柳州局 石墨基柔性接地体的冲刷测试装置
CN110132828B (zh) * 2019-05-17 2022-03-01 常州大学 一种防沉砂测速冲刷腐蚀试验机
CN110702595B (zh) * 2019-10-18 2022-06-17 西安石油大学 一种多功能湿气管道顶部腐蚀自动模拟试验装置
CN112213256B (zh) * 2020-10-09 2021-10-08 西南石油大学 一种油气管道阴极极化下细菌对钢材腐蚀影响的测试装置
CN114839233B (zh) * 2021-02-01 2024-03-29 中国石油化工股份有限公司 一种用于模拟大型管道流动及腐蚀的试验管路系统及方法
CN112964791A (zh) * 2021-02-09 2021-06-15 常州大学 基于可视化的恒荷载作用下管道点蚀声学模拟测试装置及方法
CN113702274A (zh) * 2021-08-31 2021-11-26 中国石油化工股份有限公司 一种涂层耐冲刷能力的测试设备及测试方法与应用
CN114963021B (zh) * 2022-06-27 2024-04-26 四川岚强石油天然气工程勘察设计有限责任公司 一种高含硫气田集输管道腐蚀监测预警装置及方法
CN115575308A (zh) * 2022-08-25 2023-01-06 哈尔滨工业大学 一种frp加固缺陷管道的电化学腐蚀装置与测试方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102507420A (zh) * 2011-10-18 2012-06-20 中国石油化工股份有限公司 一种高温高流速腐蚀动态模拟试验罐
EP2469266A1 (fr) * 2010-12-24 2012-06-27 Commissariat À L'Énergie Atomique Et Aux Énergies Alternatives Appareil de recherche des effets de surface sur une éprouvette
CN102589996A (zh) * 2012-01-14 2012-07-18 哈尔滨工程大学 适用于多场耦合条件下的多极端工况冲蚀试验装置
CN205749233U (zh) * 2016-04-19 2016-11-30 中国石油天然气集团公司 用于评价油气管道在高流速下冲刷腐蚀的试验装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2469266A1 (fr) * 2010-12-24 2012-06-27 Commissariat À L'Énergie Atomique Et Aux Énergies Alternatives Appareil de recherche des effets de surface sur une éprouvette
CN102507420A (zh) * 2011-10-18 2012-06-20 中国石油化工股份有限公司 一种高温高流速腐蚀动态模拟试验罐
CN102589996A (zh) * 2012-01-14 2012-07-18 哈尔滨工程大学 适用于多场耦合条件下的多极端工况冲蚀试验装置
CN205749233U (zh) * 2016-04-19 2016-11-30 中国石油天然气集团公司 用于评价油气管道在高流速下冲刷腐蚀的试验装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
含CO2多相流相态的非均匀性对输油管冲刷腐蚀的影响;魏丹等;《科技导报》;20091231;第27卷(第16期);第1实验研究部分 *
气液两相流在油气弯管处冲刷腐蚀的数值模拟;李洋等;《石油机械》;20151231;第43卷(第12期);第104-108页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105866018A (zh) 2016-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105866018B (zh) 用于评价油气管道在高流速下冲刷腐蚀的试验装置及方法
CN201594066U (zh) 模拟石化管路冲刷腐蚀监检测实验装置
CN105806772B (zh) 双立柱旋转型腐蚀磨损试验机
CN109444236A (zh) 一种管路冲刷腐蚀及电化学测试装置
CN202433273U (zh) 卧式磨蚀试验装置
US6621263B2 (en) High-speed corrosion-resistant rotating cylinder electrode system
CN202974789U (zh) 一种模拟天然气气相冲刷腐蚀的回路试验装置
CN110702595B (zh) 一种多功能湿气管道顶部腐蚀自动模拟试验装置
WO2016180215A1 (zh) 一种基于ct数字岩心的微观驱替实验系统及微观驱替实验方法
CN103161455B (zh) 高温高压泥页岩井壁稳定性评价装置
CN104865179B (zh) 一种集输管道缓蚀剂膜层评价试验装置
CN106248570A (zh) 一种高温高压多相流动态可视化环路腐蚀测试装置及方法
CN104515730A (zh) 高温高压实时监测溶氧、pH的缓蚀剂评价装置及检测方法
Hu et al. Performance study of erosion resistance on throttle valve of managed pressure drilling
CN110887757A (zh) 一种气液固多相流管路冲蚀实验装置及其测试方法
CN113324865A (zh) 一种液固两相流管路冲刷腐蚀试验装置
CN111474110B (zh) 弯管可视化图像监测流动腐蚀试验装置
CN103940727A (zh) 一种模拟地面管线高温高压流动腐蚀测试装置
CN110542649A (zh) 一种多功能液体单相流流动腐蚀测试环道
CN107246262A (zh) 一种模拟抽油泵工作环境的漏失量检测装置及方法
CN108896741A (zh) 一种分析流体速率与性质对页岩储层伤害性的系统及其使用方法
CN205749233U (zh) 用于评价油气管道在高流速下冲刷腐蚀的试验装置
CN111239032A (zh) 一种多相流多相位可视化腐蚀试验装置及方法
CN111141630A (zh) 一种用于检测异径管冲刷腐蚀的装置及其检测方法
CN208568542U (zh) 一种压水试验模拟钻孔试验段

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant