CN105928867A - 一种高温高压缓蚀性能评价装置及其评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高温高压缓蚀性能评价装置及其评价方法。该装置包括高压钢瓶、过滤器和流量计，高压活塞容器和高压柱塞泵，主反应釜、加热哈氏储罐和搅拌电机，哈氏取样器、多个压力传感器以及多个温度传感器；其中，高压钢瓶与过滤器相连，过滤器与流量计相连；流量计与高压活塞容器相连，高压活塞容器与高压柱塞泵相连；高压活塞容器与加热哈氏储罐相连，加热哈氏储罐与主反应釜相连，搅拌电机置于主反应釜中，搅拌电机的底部设置有挂片接口；主反应釜与哈氏取样器相连；加热哈氏储罐上分别设置有压力传感器和温度传感器，主反应釜上分别设置有压力传感器和温度传感器，以上相连关系通过管线连接实现。
Description
技术领域
本发明属于防腐药剂的缓蚀性能评价技术领域，涉及一种高温高压缓蚀性能评价装置及其评价方法。
背景技术
目前，管道运输方式广泛应用在工业生产运输中，而管道流体中含有的酸性气体(CO2、H2S等)、溶解氧、无机盐等物质容易与管道管壁的金属材质发生电化学反应，从而产生腐蚀，导致管道穿孔、破裂，造成经济损失，同时对生命安全造成了威胁。对此，常用的处理方法是在管道流体中加入抑制腐蚀的防腐药剂，特别是加入缓蚀剂，该缓蚀剂只需少量使用便能显著减轻管道的腐蚀速率。
常用的评价防腐药剂缓蚀性能的方法是使用高温高压旋转腐蚀挂片装置，实验时先固定腐蚀挂片，用氮气驱替空气后，在氮气保护下通过进液管将腐蚀介质压入反应釜中，随后调整反应系统温度、压力和转速等进行测试评价。然而，目前市面上的高温高压旋转腐蚀挂片装置，大多只设置一个装有腐蚀挂片装置的高温高压反应釜，在高温环境的评价实验中，腐蚀介质的升温过程和腐蚀介质与挂片的反应过程均在同一反应釜中进行，从而使腐蚀介质温度还未升到指定温度、系统还未开始计时，腐蚀介质与挂片已经开始反应，若系统依然按照腐蚀介质温度达到指定温度后才开始计时，势必会造成实验误差。另外，现有的高温高压缓蚀性能评价装置，只能通过测试腐蚀挂片反应前后的质量损失，计算动态均匀缓蚀率，而不能实现反应过程的动态实时监测，无法建立防腐药剂缓蚀性能在实验周期内随时间的变化曲线，从而失去评价其性能的重要依据。因此，设计一种可克服以上问题的新型高温高压缓蚀性能评价装置，对准确评价防腐药剂的缓蚀性能，以及对工业用防腐药剂的筛选都有重要的意义。
发明内容
鉴于上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高温高压缓蚀性能评价装置及其评价方法。该高温高压缓蚀性能评价装置能够用于高温高压环境下防腐药剂的评价及筛选，克服腐蚀介质升温过程带来的误差，并且可以实现腐蚀介质与挂片反应过程的随时检测。
该评价方法能够在腐蚀介质温度达到指定温度后才开始计时，从而减少实验误差，并能实现腐蚀介质与挂片的反应过程的动态实时监测，建立防腐药剂缓蚀性能在实验周期内随时间的变化曲线，得到动态腐蚀速率。
为达到上述发明目的，本发明提供一种高温高压缓蚀性能评价装置，其包括配气系统、增压系统、反应系统和数据采集系统，
所述配气系统包括高压钢瓶、过滤器和流量计，所述增压系统包括高压活塞容器和高压柱塞泵，所述反应系统包括主反应釜、加热哈氏储罐和搅拌电机，所述数据采集系统包括哈氏取样器、多个压力传感器以及多个温度传感器；其中，
所述高压钢瓶的出口与所述过滤器相连，所述过滤器的出口与所述流量计相连；
所述流量计与所述高压活塞容器的顶部相连，所述高压活塞容器的底部与所述高压柱塞泵的出口相连；
所述高压活塞容器的顶部与所述加热哈氏储罐的顶部相连，所述加热哈氏储罐的底部与所述主反应釜相连，所述搅拌电机置于所述主反应釜中，所述搅拌电机的底部设置有挂片接口；
所述主反应釜的底部与所述哈氏取样器的顶部相连；
所述加热哈氏储罐上分别设置有所述压力传感器和温度传感器，所述主反应釜上分别设置有所述压力传感器和温度传感器；以上相连关系通过管线连接实现。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，优选地，所述高压活塞容器的顶部与所述主反应釜的顶部相连。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，将所述高压活塞容器的顶部与所述主反应釜的顶部相连，可以利用增压系统将所述主反应釜中的分析介质压入所述哈氏取样器中进行分析，然后评价防腐蚀药剂的缓蚀性能。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，优选地，所述过滤器的出口与所述高压活塞容器的顶部相连。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，所述过滤器的出口与所述流量计相连，所述流量计与所述高压活塞容器的顶部相连，同时将所述过滤器的出口与所述高压活塞容器的顶部相连，形成并联结构，可以通过分流保护所述流量计。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，优选地，所述高温高压缓蚀性能评价装置还包括容器双控阀、放空阀、单向阀和闸阀中的一种或几种的组合。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，优选地，所述高温高压缓蚀性能评价装置包括3个容器双控阀，第一容器双控阀设置在所述流量计与所述高压活塞容器相连的管线上，第二容器双控阀设置在所述高压活塞容器与所述高压柱塞泵相连的管线上，第三容器双控阀设置在所述高压活塞容器与所述加热哈氏储罐相连的管线上。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，优选地，所述高温高压缓蚀性能评价装置包括5个放空阀，第一放空阀设置在与所述高压柱塞泵的出口相连的管线上；第二放空阀设置在与所述高压活塞容器的顶部相连的管线上；第三放空阀设置在与所述加热哈氏储罐的底部相连的管线上；第四放空阀设置在与所述主反应釜的底部相连的管线上；第五放空阀设置在与所述哈氏取样器的底部相接的管线上。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，在所述高温高压缓蚀性能评价装置中设置放空阀，可以即时放空该评价装置的介质，使所述高温高压缓蚀性能评价装置处于压力可控的安全状态；同时可以通过控制所述第五放空阀的启闭，实时控制所述哈氏取样器内的分析介质，便于实时分析。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，优选地，所述高温高压缓蚀性能评价装置包括2个单向阀，第一单向阀设置在所述增压系统中，第二单向阀设置在所述配气系统中，所述单向阀的工作压力为0MPa-32MPa。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，优选地，所述第一单向阀设置在所述高压活塞容器与所述高压柱塞泵相连的管线上；所述第二单向阀设置在所述流量计与所述高压活塞容器相连的管线上，或者，所述第二单向阀设置在所述过滤器与所述高压活塞容器相连的管线上。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，在所述高压活塞容器与所述高压柱塞泵相连的管线上设置所述第一单向阀，可以防止所述高压活塞容器中的气体倒流至所述高压柱塞泵中；在所述流量计与所述高压活塞容器相连的管线上设置所述第二单向阀，可以保证气体沿一个方向流出，防止气体倒流损坏所述流量计。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，优选地，所述配气系统包括1个减压阀，所述减压阀设置在所述高压钢瓶与所述过滤器相接的管线上。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，优选地，所述减压阀的出口压力为0-25MPa。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，优选地，所述高温高压缓蚀性能评价装置包括7个闸阀，第一闸阀设置在所述高压活塞容器与所述加热哈氏储罐相连的管线上，第二闸阀设置在所述高压活塞容器与所述主反应釜相连的管线上，第三闸阀设置在所述主反应釜与所述哈氏取样器相连的管线上，第四闸阀设置在所述第三闸阀与所述哈氏取样器相连的管线上，第五闸阀设置在所述过滤器与所述流量计相连的管线上，第六闸阀设置在所述流量计与所述高压活塞容器相连的管线上，第七闸阀设置在过滤器与所述高压活塞容器相连的管线上。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，所述闸阀为哈氏合金C-276的闸阀，优选地，所述闸阀的耐压值为0MPa-50MPa。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，优选地，所述搅拌电机的底部设置有3个挂片接口，所述挂片接口平均分布在所述搅拌电机的底部。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，优选地，所述高温高压缓蚀性能评价装置包括4个压力传感器和2个温度传感器。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，优选地，第一压力传感器设置在与所述高压柱塞泵的出口相连的管线上，第二压力传感器设置在与所述高压活塞容器的顶部相连的管线上，第三压力传感器设置在所述加热哈氏储罐上，第四压力传感器设置在所述主反应釜上。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，优选地，第一温度传感器设置在所述加热哈氏储罐上，第二温度传感器设置在所述主反应釜上。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，设置压力传感器和温度传感器，并通过所述数据采集系统进行实时监测和数据采集，可以实现反应过程的随时检测，得到动态腐蚀速率。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，优选地，所述过滤器的耐压值为0MPa-50MPa，过滤精度为400目-500目。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，通过在所述高压钢瓶的出口与所述流量计之间设置过滤器，可以保护所述流量计，防止其被堵塞。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，所述流量计为耐腐蚀的不锈钢流量计，优选为316L不锈钢流量计，优选地，所述流量计的量程为80mL/min-100mL/min，工作压力为0MPa-10MPa。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，优选地，所述高压柱塞泵的工作压力为0MPa-20MPa，排量为0-30L/h。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，所述高压活塞容器的容积为1L，优选地，所述高压活塞容器的工作压力为0MPa-20MPa。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，所述加热哈氏储罐的容积为1.1L，优选地，所述加热哈氏储罐的工作压力为0MPa-20MPa，工作温度为室温-180℃。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，所述主反应釜的容积为1.0L，优选地，所述主反应釜的工作压力为0MPa-20MPa，工作温度为室温-180℃。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，所述搅拌电机的电机功率为40W，优选地，所述搅拌电机采用磁力搅拌传动机构，调速范围为0-1000r/min。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，所述哈氏取样器的容积为50mL，优选地，所述哈氏取样器的耐压值为0MPa-32MPa。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，所述哈氏取样器用于定时采集所述主反应釜中的液体。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，优选地，所述压力传感器的耐压值为_0MPa-40MPa。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，可以通过设定压力的上限，并通过所述压力传感器进行实时监测，防止整个评价装置的压力过载。
在上述高温高压缓蚀性能评价装置中，采用同步数字体系，通过计算机控制，同步实时采集数据。
本发明还提供采用上述高温高压缓蚀性能评价装置的评价方法，其包括以下步骤：
步骤一：在挂片接口上挂上腐蚀挂片；
步骤二：将反应介质和防腐蚀药剂加入加热哈氏储罐中，加热至指定温度；
步骤三：通过配气系统和增压系统将经加热后的反应介质和防腐蚀药剂通过管线压入主反应釜中，与所述腐蚀挂片开始腐蚀反应；
步骤四：通过配气系统和增压系统将所述腐蚀反应得到的分析介质通过管线压入哈氏取样器中，然后通过实时分析所述哈氏取样器中的分析介质来动态评价防腐蚀药剂的缓蚀性能。
在上述评价方法中，在所述步骤三中，在进行腐蚀反应期间，随时打开第三闸阀和第四闸阀，同时关闭第四放空阀和第五放空阀，将所述腐蚀反应得到的分析介质导流至所述哈氏取样器中进行实时分析，同步采集数据，建立防腐药剂缓蚀性能在实验周期内随时间的变化曲线，动态评价防腐药剂的缓蚀性能。
根据具体实施方案，本发明提供的高温高压缓蚀性能评价装置按如下方式设置：所述高温高压缓蚀性能评价装置包括配气系统、增压系统、反应系统和数据采集系统；
所述高温高压缓蚀性能评价装置包括多条管线、7个闸阀、3个容器双控阀、5个放空阀和2个单向阀，所述配气系统包括1个高压钢瓶、1个过滤器、1个流量计和1个减压阀，所述增压系统包括1个高压活塞容器和1个高压柱塞泵，所述反应系统包括1个主反应釜、1个加热哈氏储罐和1个搅拌电机，所述数据采集系统包括1个哈氏取样器、4个压力传感器以及2个温度传感器；其中，
所述管线连接所述配气系统、增压系统、反应系统和数据采集系统，所述7个闸阀、3个容器双控阀、5个放空阀和2个单向阀均设置在所述管线上；
在所述配气系统中，所述高压钢瓶的出口与所述减压阀连接，所述减压阀与所述过滤器连接，所述过滤器与第五闸阀连接，所述第五闸阀与所述流量计连接，所述流量计与第六闸阀连接，所述第六闸阀与第二单向阀连接；同时，在所述配气系统中，所述过滤器与第七闸阀连接，所述第七闸阀与所述第二单向阀连接；
在所述增压系统中，所述第二单向阀与第一容器双控阀连接，所述第一容器双控阀与所述高压活塞容器的顶部连接，所述高压活塞容器的顶部通过所述第一容器双控阀与第二压力传感器连接，所述高压柱塞泵的出口分别与第一压力传感器、第一放空阀连接和第一单向阀连接，所述第一单向阀与第二容器双控阀连接，所述第二容器双控阀与所述高压活塞容器的底部连接；
在所述反应系统中，所述第一容器双控阀分别与第二放空阀和第一闸阀连接，所述第一闸阀与第三容器双控阀连接，所述第三容器双控阀与所述加热哈氏储罐的顶部连接，所述加热哈氏储罐上设置有第一温度传感器和第三压力传感器，所述加热哈氏储罐的底部分别与第三放空阀和所述主反应釜连接，所述主反应釜上设置有第二温度传感器和第四压力传感器，所述主反应釜的底部分别与第四放空阀和第三闸阀连接，所述搅拌电机置于所述主反应釜中，所述搅拌电机的底部设置有3个挂片接口，且所述挂片接口平均分布在所述搅拌电机的底部；同时，在所述反应系统中，所述第一容器双控阀分别与第二放空阀和第二闸阀连接，所述第二闸阀与所述主反应釜的顶部连接；
在所述数据采集系统中，所述第三闸阀与第四闸阀连接，所述第四闸阀与所述哈氏取样器的顶部连接，所述哈氏取样器的底部与第五放空阀连接；
其中，所述过滤器的耐压值为0MPa-50MPa，过滤精度为400目-500目；所述流量计为316L不锈钢流量计，量程为80mL/min-100mL/min，工作压力为0MPa-10MPa；所述高压柱塞泵的工作压力为0MPa-20MPa，排量为0-30L/h；所述高压活塞容器的容积为1L，工作压力为0MPa-20MPa；所述加热哈氏储罐的容积为1.1L，工作压力为0MPa-20MPa，工作温度为室温-180℃；所述主反应釜的容积为1.0L，工作压力为0MPa-20MPa，工作温度为室温-180℃；所述搅拌电机采用磁力搅拌传动机构，电机功率为40W，调速范围为0-1000r/min；所述哈氏取样器的容积为50mL，耐压值为0MPa-32MPa；所述压力传感器的耐压值为0MPa-40MPa；所述闸阀为哈氏合金C-276的闸阀，耐压值为0MPa-50MPa；所述单向阀的工作压力为0MPa-32MPa；所述减压阀的出口压力为0-25MPa；
所述高温高压缓蚀性能评价装置通过计算机控制，将所述哈氏取样器中的分析介质进行实时分析，并同步采集数据，建立防腐药剂缓蚀性能在实验周期内随时间的变化曲线，动态评价防腐药剂的缓蚀性能。
本发明的有益效果：
(1)本发明提供的高温高压缓蚀性能评价装置可用于高温高压环境下防腐药剂的评价及筛选，在实验室条件下模拟高温高压环境中防腐药剂的作用过程，反应系统的耐压达20MPa，耐温达180℃；
(2)本发明提供的高温高压缓蚀性能评价装置的反应系统设置有加热哈氏储罐和主反应釜两个高温高压釜，通过加热哈氏储罐事先加热反应介质，在达到指定温度后才开始计时，可以克服腐蚀介质在实验升温过程中带来的误差；
(3)本发明提供的高温高压缓蚀性能评价装置的主反应釜底部连接有的哈氏取样器，可以随时采集腐蚀反应得到的分析介质，实现腐蚀反应过程的随时检测，得到动态腐蚀速率，建立防腐药剂缓蚀性能在实验周期内随时间的变化曲线。
附图说明
图1为实施例1高温高压缓蚀性能评价装置结构示意图；
图2为实施例1高温高压缓蚀性能评价装置的配气系统结构示意图；
图3为实施例2空白腐蚀溶液的电导率随时间的变化曲线；
图4为实施例3加入缓蚀剂A后腐蚀溶液的电导率随时间的变化曲线。
附图标号说明:
1 配气系统，2 高压柱塞泵，3 高压活塞容器，4 加热哈氏储罐，5 搅拌电机，6哈氏反应釜，7 哈氏取样器，8 高压钢瓶，9 过滤器，10 流量计，P1 压力传感器，P2压力传感器，P3 压力传感器，P4 压力传感器，T1 温度传感器，T2 温度传感器，V1-V3容器双控阀，V4-V8 放空阀，V9-V12 闸阀，V13-V14 单向阀，V15 减压阀，V16-V18闸阀。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种同步数字体系(SDH-1)高温高压缓蚀性能评价装置，如图1所示，该高温高压缓蚀性能评价装置包括配气系统1、增压系统、反应系统和数据采集系统；
该高温高压缓蚀性能评价装置还包括多条管线、7个闸阀V9-V12，V16-V18、3个容器双控阀V1-V3、5个放空阀V4-V8和2个单向阀V13-V14，所述配气系统1包括1个高压钢瓶8、1个过滤器9、1个流量计10和1个减压阀V15，所述增压系统包括1个高压活塞容器3和1个高压柱塞泵2，所述反应系统包括1个哈氏反应釜6、1个加热哈氏储罐4和1个搅拌电机5，所述数据采集系统包括1个哈氏取样器7、4个压力传感器P1-P4以及2个温度传感器T1、T2；其中，
在该高温高压缓蚀性能评价装置中，所述管线连接所述配气系统1、增压系统、反应系统和数据采集系统，所述7个闸阀V9-V12，V16-V18、3个容器双控阀V1-V3、5个放空阀V4-V8和2个单向阀V13-V14均设置在所述管线上；
如图2所示，在所述配气系统1中，所述高压钢瓶8的出口与所述减压阀V15连接，所述减压阀V15与所述过滤器9连接，所述过滤器9与第五闸阀V16连接，所述第五闸阀V16与所述流量计10连接，所述流量计10与第六闸阀V18连接，所述第六闸阀V18与第二单向阀V14连接；同时，在所述配气系统1中，所述过滤器9与第七闸阀V17连接，所述第七闸阀V17与所述第二单向阀V14连接；
在所述增压系统中，所述第二单向阀V14与第一容器双控阀V1连接，所述第一容器双控阀V1与所述高压活塞容器3的顶部连接，所述高压活塞容器3的顶部通过所述第一容器双控阀V1与第二压力传感器连接P2，所述高压柱塞泵2的出口分别与第一压力传感器P1、第一放空阀V4连接和第一单向阀V13连接，所述第一单向阀V13与第二容器双控阀V2连接，所述第二容器双控阀V2与所述高压活塞容器3的底部连接；
在所述反应系统中，所述第一容器双控阀V1分别与第二放空阀V5和第一闸阀V9连接，所述第一闸阀V9与第三容器双控阀V3连接，所述第三容器双控阀V3与所述加热哈氏储罐4的顶部连接，所述加热哈氏储罐4上设置有第一温度传感器T1和第三压力传感器P3，所述加热哈氏储罐4的底部分别与第三放空阀V6和所述哈氏反应釜6连接，所述哈氏反应釜6上设置有第二温度传感器T2和第四压力传感器P4，用于检测反应系统的温度及压力，所述哈氏反应釜6的底部分别与第四放空阀V7和第三闸阀V11连接，所述搅拌电机5置于所述哈氏反应釜6中，所述搅拌电机5的底部设置有3个挂片接口，且所述挂片接口平均分布在所述搅拌电机5的底部；同时，在所述反应系统中，所述第一容器双控阀V1分别与第二放空阀V5和第二闸阀V10连接，所述第二闸阀V10与所述哈氏反应釜6的顶部连接；
在所述数据采集系统中，所述第三闸阀V11与第四闸阀V12连接，所述第四闸阀V12与所述哈氏取样器7的顶部连接，所述哈氏取样器7的底部与第五放空阀V8连接；
其中，所述过滤器9用于保护流量计10不被堵塞，该过滤器9的耐压值为50MPa，过滤精度为500目；同时，第七闸阀V17与第五闸阀V16、流量计10和第六闸阀V18形成并联结构，可以通过分流保护所述流量计10；第二单向阀V14的工作压力为32MPa，以保证气体沿一个方向流出，防止气体倒流，损坏流量计10；所述流量计10为316L不锈钢流量计，量程为100mL/min，工作压力为10MPa；所述高压柱塞泵2的型号为2J-XZ-30/32，工作压力为20MPa，排量为0-30L/h；所述高压活塞容器3的容积为1L，工作压力为20MPa；所述加热哈氏储罐4的容积为1.1L，工作压力为20MPa，工作温度为室温-180℃；所述哈氏反应釜6的容积为1.0L，工作压力为20MPa，工作温度为室温-180℃；所述搅拌电机5采用磁力搅拌传动机构，电机功率为40W，调速范围为0-1000r/min；所述哈氏取样器7的容积为50mL，耐压值为32MPa，用于定时采集哈氏反应釜6中的分析介质；所述压力传感器P1、P2的耐压值为40MPa，其可通过设定压力上限，防止压力过载；所述闸阀为哈氏合金C-276的闸阀，耐压值为50MPa；所述减压阀V15的出口压力为0-25MPa，用于高压钢瓶8中气体的减压；
本实施例的SDH-1高温高压缓蚀性能评价装置通过计算机控制，同步实时采集数据。
本实施例还提供上述SDH-1高温高压缓蚀性能评价装置的评价方法：
步骤一：在所述3个挂片接口上分别挂上腐蚀挂片，
步骤二：将反应介质和防腐蚀药剂加入加热哈氏储罐4中，然后加热至指定温度；
步骤三：通过配气系统1和增压系统将经加热后的反应介质和防腐蚀药剂通过管线压入哈氏反应釜6中，与所述腐蚀挂片开始腐蚀反应；
步骤四：通过配气系统1和增压系统将所述腐蚀反应得到的分析介质通过管线压入哈氏取样器7中，然后通过实时分析所述哈氏取样器7中的分析介质来动态评价防腐蚀药剂的缓蚀性能；
其中，在所述腐蚀反应过程中，可随时打开第三闸阀V11和第四闸阀V12，并关闭第四放空阀V7和第五放空阀V8，将哈氏反应釜6中的分析介质液体流入哈氏取样器7中，之后再关闭第三闸阀V11和第四闸阀V12，然后通过流入哈氏取样器7中的分析介质(液体)实时分析，同步采集数据，建立防腐药剂缓蚀性能在实验周期内随时间的变化曲线，动态评价防腐药剂的缓蚀性能。
实施例2
本实施例提供一种评价腐蚀介质腐蚀性能的方法，其采用实施例1所述的SDH-1高温高压缓蚀性能评价装置进行评价，具体步骤包括：
步骤一：在所述SDH-1高温高压缓蚀性能评价装置的3个挂片接口上分别挂上腐蚀挂片，
步骤二：采用某油田的采出水作为腐蚀介质，并将该腐蚀介质加入加热哈氏储罐4中，然后加热至50℃；
步骤三：通过配气系统1和增压系统将经加热后的腐蚀介质通过管线压入哈氏反应釜6中，与所述腐蚀挂片开始腐蚀反应，反应压力为2MPa，反应周期为7天；
步骤四：在所述腐蚀反应过程中，随时打开第三闸阀V11和第四闸阀V12，并关闭第四放空阀V7和第五放空阀V8，通过配气系统1和增压系统将哈氏反应釜6中腐蚀反应得到的腐蚀溶液通过管线压入哈氏取样器7中，之后再关闭第三闸阀V11和第四闸阀V12，通过电导率仪实时测定所述哈氏取样器7中的腐蚀溶液的电导率，同步采集数据，然后打开第五放空阀V8，将所述哈氏取样器7中的腐蚀溶液放空；
步骤五：重复上述步骤四，得到空白腐蚀溶液电导率在实验周期内随时间变化的曲线，如图3所示。
由图3可知，在未加缓蚀剂的前提下，该油田采出水的腐蚀速率不稳定，且腐蚀较快，连续腐蚀7天后的腐蚀溶液导电率达71ms/vm。
实施例3
本实施例提供一种评价防腐药剂性能的方法，其采用实施例1所述的SDH-1高温高压缓蚀性能评价装置进行评价，具体步骤包括：
步骤一：在所述SDH-1高温高压缓蚀性能评价装置的3个挂片接口上分别挂上腐蚀挂片，
步骤二：采用实施例2的油田采出水作为腐蚀介质，并加入30mg/L常规使用的缓蚀剂A，将该腐蚀介质和缓蚀剂A加入加热哈氏储罐4中，然后加热至50℃；
步骤三：通过配气系统1和增压系统将经加热后的腐蚀介质和缓蚀剂A通过管线压入哈氏反应釜6中，与所述腐蚀挂片开始腐蚀反应，反应压力为2MPa，反应周期为7天；
步骤四：在所述腐蚀反应过程中，随时打开第三闸阀V11和第四闸阀V12，并关闭第四放空阀V7和第五放空阀V8，通过配气系统1和增压系统将哈氏反应釜6中腐蚀反应得到的腐蚀溶液通过管线压入哈氏取样器7中，之后再关闭第三闸阀V11和第四闸阀V12，通过电导率仪实时测定所述哈氏取样器7中的腐蚀溶液的电导率，同步采集数据，然后打开第五放空阀V8，将所述哈氏取样器7中的腐蚀溶液放空；
步骤五：重复上述步骤四，得到加入和缓蚀剂A后的腐蚀溶液电导率在实验周期内随时间变化的曲线，如图4所示。
由图3、图4可知，在加入缓蚀剂A后，明显减缓了该油田采出水的腐蚀速率，且腐蚀速率趋于稳定，连续腐蚀7天后的腐蚀溶液导电率降至62.5ms/vm，说明该缓蚀剂A有效降低了该腐蚀介质的腐蚀性能。
由实施例1-3可知，本发明提供的高温高压缓蚀性能评价装置，可模拟高温高压腐蚀环境中防腐药剂的作用过程，适用于高温高压环境下防腐药剂的评价及筛选；此外，其主要通过加热哈氏储罐事先将腐蚀介质加热至指定温度，再通过管线(进液管)将腐蚀介质压入主反应釜，避免腐蚀介质在升温过程与挂片接触，克服腐蚀介质在升温过程带来的误差，并且可以实现腐蚀介质与挂片反应过程的随时检测；同时，在主反应釜的釜体下方(底部)安装哈氏取样器，能够随时取样，达到动态实时监测反应的目的。本发明提供的上述高温高压缓蚀性能评价装置的评价方法能够在腐蚀介质温度达到指定温度后才开始计时，从而减少了实验误差，并能实现腐蚀介质与挂片的反应过程的动态实时监测，建立防腐药剂缓蚀性能在实验周期内随时间的变化曲线，得到动态腐蚀速率。因此，本发明提供的高温高压缓蚀性能评价装置具有很高的科研学术价值以及市场前景。
Claims (10)
1.一种高温高压缓蚀性能评价装置，其包括配气系统、增压系统、反应系统和数据采集系统，其特征在于：
所述配气系统包括高压钢瓶、过滤器和流量计，所述增压系统包括高压活塞容器和高压柱塞泵，所述反应系统包括主反应釜、加热哈氏储罐和搅拌电机，所述数据采集系统包括哈氏取样器、多个压力传感器以及多个温度传感器；其中，
所述高压钢瓶的出口与所述过滤器相连，所述过滤器的出口与所述流量计相连；
所述流量计与所述高压活塞容器的顶部相连，所述高压活塞容器的底部与所述高压柱塞泵的出口相连；
所述高压活塞容器的顶部与所述加热哈氏储罐的顶部相连，所述加热哈氏储罐的底部与所述主反应釜相连，所述搅拌电机置于所述主反应釜中，所述搅拌电机的底部设置有挂片接口；
所述主反应釜的底部与所述哈氏取样器的顶部相连；
所述加热哈氏储罐上分别设置有所述压力传感器和温度传感器，所述主反应釜上分别设置有所述压力传感器和温度传感器。
2.根据权利要求1所述的高温高压缓蚀性能评价装置，其特征在于：所述高压活塞容器的顶部与所述主反应釜的顶部相连。
3.根据权利要求1所述的高温高压缓蚀性能评价装置，其特征在于：所述过滤器的出口与所述高压活塞容器的顶部相连。
4.根据权利要求1所述的高温高压缓蚀性能评价装置，其特征在于：所述高温高压缓蚀性能评价装置还包括容器双控阀、放空阀、单向阀和闸阀中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求1或4所述的高温高压缓蚀性能评价装置，其特征在于：所述高温高压缓蚀性能评价装置包括3个容器双控阀，第一容器双控阀设置在所述流量计与所述高压活塞容器相连的管线上，第二容器双控阀设置在所述高压活塞容器与所述高压柱塞泵相连的管线上，第三容器双控阀设置在所述高压活塞容器与所述加热哈氏储罐相连的管线上；
优选地，所述高温高压缓蚀性能评价装置包括5个放空阀，第一放空阀设置在与所述高压柱塞泵的出口相连的管线上；第二放空阀设置在与所述高压活塞容器的顶部相连的管线上；第三放空阀设置在与所述加热哈氏储罐的底部相连的管线上；第四放空阀设置在与所述主反应釜的底部相连的管线上；第五放空阀设置在与所述哈氏取样器的底部相接的管线上；
优选地，所述高温高压缓蚀性能评价装置包括2个单向阀，第一单向阀设置在所述增压系统中，第二单向阀设置在所述配气系统中，所述单向阀的工作压力为0MPa-32MPa；更优选地，所述第一单向阀设置在所述高压活塞容器与所述高压柱塞泵相连的管线上；所述第二单向阀设置在所述流量计与所述高压活塞容器相连的管线上，或者，所述第二单向阀设置在所述过滤器与所述高压活塞容器相连的管线上；
优选地，所述配气系统包括1个减压阀，所述减压阀设置在所述高压钢瓶与所述过滤器相接的管线上；更优选地，所述减压阀的出口压力为0-25MPa。
6.根据权利要求1-4任一项所述的高温高压缓蚀性能评价装置，其特征在于：所述高温高压缓蚀性能评价装置包括7个闸阀，第一闸阀设置在所述高压活塞容器与所述加热哈氏储罐相连的管线上，第二闸阀设置在所述高压活塞容器与所述主反应釜相连的管线上，第三闸阀设置在所述主反应釜与所述哈氏取样器相连的管线上，第四闸阀设置在所述第三闸阀与所述哈氏取样器相连的管线上，第五闸阀设置在所述过滤器与所述流量计相连的管线上，第六闸阀设置在所述流量计与所述高压活塞容器相连的管线上，第七闸阀设置在过滤器与所述高压活塞容器相连的管线上；
优选地，所述闸阀的耐压值为0MPa-50MPa。
7.根据权利要求1所述的高温高压缓蚀性能评价装置，其特征在于：所述搅拌电机的底部设置有3个挂片接口，所述挂片接口平均分布在所述搅拌电机的底部。
8.根据权利要求1所述的高温高压缓蚀性能评价装置，其特征在于：所述高温高压缓蚀性能评价装置包括4个压力传感器和2个温度传感器；
优选地，第一压力传感器设置在与所述高压柱塞泵的出口相连的管线上，第二压力传感器设置在与所述高压活塞容器的顶部相连的管线上，第三压力传感器设置在所述加热哈氏储罐上，第四压力传感器设置在所述主反应釜上；
优选地，第一温度传感器设置在所述加热哈氏储罐上，第二温度传感器设置在所述主反应釜上。
9.根据权利要求1所述的高温高压缓蚀性能评价装置，其特征在于：所述过滤器的耐压值为0MPa-50MPa，过滤精度为400目-500目；
优选地，所述流量计的量程为80mL/min-100mL/min，工作压力为0MPa-10MPa；
优选地，所述高压柱塞泵的工作压力为0MPa-20MPa，排量为0-30L/h；
优选地，所述高压活塞容器的工作压力为0MPa-20MPa；
优选地，所述加热哈氏储罐的工作压力为0MPa-20MPa，工作温度为室温-180℃；
优选地，所述主反应釜的工作压力为0MPa-20MPa，工作温度为室温-180℃；
优选地，所述搅拌电机采用磁力搅拌传动机构，调速范围为0-1000r/min；
优选地，所述哈氏取样器的耐压值为0MPa-32MPa；
优选地，所述压力传感器的耐压值为0MPa-40MPa。
10.采用权利要求1-9任一项所述的高温高压缓蚀性能评价装置的评价方法，其包括以下步骤：
步骤一：在挂片接口上挂上腐蚀挂片；
步骤二：将反应介质和防腐蚀药剂加入加热哈氏储罐中，加热至指定温度；
步骤三：通过配气系统和增压系统将经加热后的反应介质和防腐蚀药剂通过管线压入主反应釜中，与所述腐蚀挂片开始腐蚀反应；
步骤四：通过配气系统和增压系统将所述腐蚀反应得到的分析介质通过管线压入哈氏取样器中，然后通过实时分析所述哈氏取样器中的分析介质来动态评价防腐蚀药剂的缓蚀性能。
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