CN107044951A - 一种天然气输送管线顶部凝析水腐蚀测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及管线材料的腐蚀速率、凝析速率、凝析水中pH值及其Fe2+离子浓度的测试。一种天然气输送管线顶部凝析水腐蚀测试装置，包括容器以及与容器匹配的盖体，容器内存放有腐蚀介质，容器顶端设有液体入口，液体入口设有导入管；容器底端设有液体排放口；所述容器内位于腐蚀介质液面以下的侧壁上设有电加热器；盖体上方设有循环水箱，所述盖体上设有通孔，通孔内设有试样串，模拟测试管线顶部凝析水的腐蚀速率。试样串一端位于容器内，另一端穿过盖体以及循环水箱位于循环水箱内部；盖体下设有凝析水收集系统。本发明用来测试凝析水的pH值及其Fe2+离子浓度，以及根据凝析水质量和测试周期来计算凝析速率。

Description

一种天然气输送管线顶部凝析水腐蚀测试装置
技术领域
本发明属于天然气腐蚀装置研究领域，可适用于气田湿天然气生产过程中管线顶部产生凝析水腐蚀研究，涉及该环境下管线材料的腐蚀速率、凝析速率、凝析水中pH值及其Fe2+离子浓度的测试。
背景技术
在天然气田开发湿气生产过程中，水汽经过内外较大温差的管线时，在管线顶部产生并积聚了凝析水，管线中侵蚀性气体如H2S、CO2和天然气中一些易挥发腐蚀介质如乙酸溶解于凝析水中，从而引起腐蚀现象。凝析水经形成、长大、合并等过程形成液滴，在输气运送过程中与管线底部的液相流动形成的腐蚀环境是完全不同。一般认为腐蚀性物质通过金属表面的液膜比通过体相溶液要容易的多，同时液膜腐蚀还受到膜厚度、流速流态等因素影响，因此管线顶部形成的凝析水膜腐蚀与常规的输送采油液腐蚀有明显不同，管线顶部凝析水腐蚀往往更复杂。因此，加强研究输送管道顶部凝析水腐蚀对天然气的安全、长周期输送具有非常重要的现实意义。鉴于目前国内外对天然气输送管线顶部腐蚀研究开展缓慢及认识不足，开发一种天然气输送管线顶部凝析水腐蚀测试装置来研究湿气管线顶部腐蚀特征、行为及机理是十分必要的。
发明内容
本发明在于提供一种用于天然气输送管线顶部凝析水腐蚀测试的室内试验装置，以研究湿气顶部凝析水腐蚀的特征、行为及机理，从而指导天然气生产过程中的腐蚀控制。
本发明的技术方案在于：
一种天然气输送管线顶部凝析水腐蚀测试装置，包括容器以及与容器匹配的盖体，容器内存放有腐蚀介质，容器顶端设有液体入口，液体入口设有导入管，导入管伸入至腐蚀介质内；容器底端设有液体排放口，通过阀门控制；所述容器内位于腐蚀介质液面以下的侧壁上设有电加热器；盖体上方设有循环水箱，所述盖体上设有通孔，通孔内设有试样串，模拟测试管线顶部凝析水的腐蚀速率。试样串一端位于容器内，另一端穿过盖体以及循环水箱位于循环水箱内部；盖体下设有凝析水收集系统，所述凝析水收集系统包括通过导管连接的位于容器内部的漏斗以及位于容器外部的广口瓶。
所述的试样串包括从下至上依次设置的螺钉、圆环状试样、连接杆以及螺帽，所述连接杆远离螺帽的一端上设有内螺孔，另一端设有外螺纹；所述螺钉从下方穿过圆环状试样的圆环，其凸出圆环状试样的部分穿过内螺孔与连接杆实现连接，连接杆另一端通过螺帽固定在循环水箱内，所述圆环状试样位于容器内。
所述的盖体上还设有贯穿盖体的温度计以及pH酸度计；所述温度计为热套式双金属温度计，用来测介质温度。所述pH酸度计为插入式在线pH酸度计，用来测介质的pH值。
所述的循环水箱设有进冷水管以及出冷水管。
所述的螺钉与圆环状试样之间设有环型小密封圈；所述圆环状试样与连接杆之间依次设有环型大密封圈以及环型小密封圈。
所述的漏斗固定于容器内壁上，且漏斗的直径与盖体上通孔的直径相等。
所述的漏斗穿过支架固定在容器内壁上，所述支架上设有孔，孔的直径大于漏斗截面所在圆形的最小直径并小于漏斗截面所在圆形的最小直径。
所述的广口瓶上设有尾气排放管。
本发明的技术效果在于：
本发明将试样串一端放置在容器内，一端放置在循环水箱内；圆环状试样背面通过冷水一直循环，背面冷却，致使其测试面遇到容器中高温水汽而形成凝析水膜，进而形成凝析水液滴，最终跌落至凝析水收集系统。凝析水是由圆环状试样的测试面形成的凝析水液滴积聚的，主要用来测试凝析水的pH值及其Fe2+离子浓度，以及根据凝析水质量和测试周期来计算凝析速率。
附图说明
图1为本发明一种天然气输送管线顶部凝析水腐蚀测试装置示意图。
图2为本发明试样串爆破图。
其中，1-容器，2-盖体，3-导入管，4-连接管，5-电加热器，6-支架，7-漏斗，8-导管，9-液体排放口，10-阀门，11-腐蚀介质，12-温度计，13-pH酸度计，14-试样，15-循环水箱，16-进冷水管，17-出冷水管，18-尾气排放管，19-广口瓶，20-凝析水，21-螺钉，22-环型大密封圈，23-环型小密封圈，24-内螺孔，25-连接杆，26-螺帽。
具体实施方式
一种天然气输送管线顶部凝析水腐蚀测试装置，包括容器1以及与容器1匹配的盖体2，容器1内存放有腐蚀介质11，容器1顶端设有液体入口，液体入口设有导入管3，导入管3伸入至腐蚀介质11内，所述导入管3位于容器1外部的部分中间还设有连接管4，便于在不试验时连接着外部气瓶的导入管3，用来将外置的CO2气罐导入容器1内腐蚀介质11中；容器1底端设有液体排放口9，通过阀门10控制；所述容器1内位于腐蚀介质11液面以下的侧壁上设有电加热器5；盖体2上方设有循环水箱15，所述盖体2上设有通孔，通孔内设有试样串，模拟测试管线顶部凝析水20的腐蚀速率。试样串一端位于容器1内，另一端穿过盖体2以及循环水箱15位于循环水箱15内部；盖体2下设有凝析水收集系统，所述凝析水收集系统包括通过导管8连接的位于容器1内部的漏斗7以及位于容器1外部的广口瓶19，广口瓶19上设有尾气排放管18。所述的盖体2上还设有贯穿盖体2的温度计12以及pH酸度计13，均一端伸入腐蚀介质11内，另一端位于容器1外。所述温度计12为热套式双金属温度计，用来测介质温度。所述pH酸度计13为插入式在线pH酸度计，用来测介质的PH值。所述的循环水箱15设有进冷水管16以及出冷水管17。所述的试样串包括从下至上依次设置的螺钉21、圆环状试样14、连接杆25以及螺帽26，所述连接杆25远离螺帽26的一端上设有内螺孔24，另一端设有外螺纹；所述螺钉21从下方穿过圆环状试样14的圆环，其凸出圆环状试样14的部分穿过内螺孔24与连接杆25实现连接，连接杆25另一端通过螺帽26固定在循环水箱15内，所述圆环状试样14位于循环水箱15外。所述的螺钉21与圆环状试样14之间设有环型小密封圈23；所述圆环状试样14与连接杆25之间依次设有环型大密封圈22以及环型小密封圈23。所述的漏斗7固定于容器1内壁上，且漏斗7的直径与盖体2上通孔的直径相等。所述的漏斗7穿过支架6固定在容器1内壁上，所述支架6上设有孔，孔的直径大于漏斗7截面所在圆形的最小直径并小于漏斗7截面所在圆形的最小直径。
其中，将圆环状试样14靠近腐蚀介质11的一面为测试面，靠近循环水箱15的一面为背面。容器1的材料为316L耐蚀不锈钢，盖体2材料为耐蚀隔热的聚四氟乙烯材料，导入管3材料为316L不锈钢，螺钉21材料为聚四氟乙酸，环型大密封圈22以及环型小密封圈23材料为防腐耐温的橡胶，连接杆25材料为不锈钢金属，圆环状试样14的圆环侧面以及背面由防腐但导热的硅胶涂覆，循环水箱15材料为不锈钢循环水箱15，支架6为不锈钢支架6，漏斗7以及导管8的材料均为耐温硼硅玻璃。

Claims (7)

1.一种天然气输送管线顶部凝析水腐蚀测试装置，包括容器（1）以及与容器（1）匹配的盖体（2），容器（1）内存放有腐蚀介质（11），容器（1）顶端设有液体入口，液体入口设有导入管（3），导入管（3）伸入至腐蚀介质（11）内；容器（1）底端设有液体排放口（9）；其特征在于：所述容器（1）内位于腐蚀介质（11）液面以下的侧壁上设有电加热器（5）；盖体（2）上方设有循环水箱（15），所述盖体（2）上设有通孔，通孔内设有试样串，试样串一端位于容器（1）内，另一端穿过盖体（2）以及循环水箱（15）位于循环水箱（15）内部；盖体（2）下设有凝析水收集系统，所述凝析水收集系统包括通过导管（8）连接的位于容器（1）内部的漏斗（7）以及位于容器（1）外部的广口瓶（19）。
2.根据权利要求1所述的一种天然气输送管线顶部凝析水腐蚀测试装置，其特征在于：所述的试样串包括从下至上依次设置的螺钉（21）、圆环状试样（14）、连接杆（25）以及螺帽（26），所述连接杆（25）远离螺帽（26）的一端上设有内螺孔（24），另一端设有外螺纹；所述螺钉（21）从下方穿过圆环状试样（14）的圆环，其凸出圆环状试样（14）的部分穿过内螺孔（24）与连接杆（25）实现连接，连接杆（25）另一端通过螺帽（26）固定在循环水箱（15）内；所述圆环状试样（14）位于循环水箱（15）外。
3.根据权利要求2所述的一种天然气输送管线顶部凝析水腐蚀测试装置，其特征在于：所述的盖体（2）上还设有贯穿盖体（2）的温度计（12）以及pH酸度计（13）。
4.根据权利要求3所述的一种天然气输送管线顶部凝析水腐蚀测试装置，其特征在于：所述的循环水箱（15）设有进冷水管（16）以及出冷水管（17）。
5.根据权利要求4所述的一种天然气输送管线管线顶部凝析水腐蚀测试装置，其特征在于：所述的螺钉（21）与圆环状试样（14）之间设有环型小密封圈（23）；所述圆环状试样（14）与连接杆（25）之间依次设有环型大密封圈（22）以及环型小密封圈（23）。
6.根据权利要求5所述的一种天然气输送管线管线顶部凝析水腐蚀测试装置，其特征在于：所述的漏斗（7）固定于容器（1）内壁上，且漏斗（7）的直径与盖体（2）上通孔的直径相等。
7.根据权利要求6所述的一种天然气输送管线管线顶部凝析水腐蚀测试装置，其特征在于：所述的漏斗（7）穿过支架（6）固定在容器（1）内壁上，所述支架（6）上设有孔，孔的直径大于漏斗（7）截面所在圆形的最小直径并小于漏斗（7）截面所在圆形的最小直径。
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