CN107991224A

CN107991224A - 一种金属波纹管耐腐蚀性实验方法

Info

Publication number: CN107991224A
Application number: CN201711156109.4A
Authority: CN
Inventors: 王芳
Original assignee: Wuxi Yongxing Metal Hose Co Ltd
Current assignee: Wuxi Yongxing Metal Hose Co Ltd
Priority date: 2017-11-20
Filing date: 2017-11-20
Publication date: 2018-05-04

Abstract

一种金属波纹管耐腐蚀性实验方法，基于一套装置，装置包括管路、耐腐蚀储罐、耐腐蚀泵、球阀、电磁流量计、电阻探针、温度计、pH计、溶氧仪，所述管路上串接带测试金属波纹管；在金属波纹管上设置有监测装置，用于实时监测金属波纹管内的腐蚀情况。该方法具有能够真实模拟工业现场的流动状态及多相流腐蚀，并且可以对模拟金属波纹管实现原位无损在线监测，无需频繁拆装，适用介质范围广泛，既能提供均匀腐蚀和局部腐蚀信息，又能判断管道的耐蚀性能和腐蚀机理，集监测、分析和管理于一体，实时检测等特点的管道内腐蚀在线监测装置。

Description

一种金属波纹管耐腐蚀性实验方法

技术领域

本发明涉及金属波纹管耐腐蚀实验领域，具体是一种金属波纹管耐腐蚀性实验方法。

背景技术

目前，现役金属波纹管设备在使用过程中始终处于恶劣的工作环境：内部环境强腐蚀介质众多，少量游离水、酸性组分（如二氧化碳、硫化氢等）、盐类、空气氧成分和细菌等都容易对金属波纹管造成内部腐蚀。金属波纹管作为管道连接的重要设备，其安全运营关系重大，管道内腐蚀监测已经成为广泛关注技术问题。

管道内腐蚀监测的主要方法有挂片法、电阻探针法、线性极化电阻法和电化学噪声法。每种方法均有自己的优势，但又存在着一定的局限性。挂片监测法是使用最为广泛、最经济简单的检测方式，适用于电解质溶液、非电解质溶液和气体的各种介质的腐蚀监测。但是挂片监测需要拆装挂片，监测周期较长，且只能确定试验周期中的平均腐蚀速度，不能很好地重现局部腐蚀效应；电阻探针法同样不受腐蚀介质的限制，且测量时不必把试样取出，具有直接、连续、快速、灵敏的优点。但是此方法对试样加工要求严格，不能测定局部腐蚀特征，用于非均匀腐蚀场合，误差也较大；线性极化电阻法是一种非常适用于现场腐蚀监测的方法，它对腐蚀情况变化响应快，能获得均匀腐蚀速率，比较灵敏，可以及时地反映设备操作条件的变化。但是它对水溶液依赖性较强，仅适用于电解质溶液的腐蚀监测；电化学噪声方法是唯一的能提供局部腐蚀信息的方法，缺点是比其他方法复杂，通常不能得到腐蚀速率的绝对信息。总之，目前缺少一种能够针对油气管道内腐蚀进行全面监测的电化学新技术。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出一种金属波纹管耐腐蚀性实验方法，该方法具有能够真实模拟工业现场的流动状态及多相流腐蚀，并且可以对模拟金属波纹管实现原位无损在线监测，无需频繁拆装，适用介质范围广泛，既能提供均匀腐蚀和局部腐蚀信息，又能判断管道的耐蚀性能和腐蚀机理，集监测、分析和管理于一体，实时检测等特点的管道内腐蚀在线监测装置。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种金属波纹管耐腐蚀性实验方法，基于一套装置，该装置包括管路、耐腐蚀储罐、耐腐蚀泵、球阀、电磁流量计、温度计、pH计、溶氧仪，所述管路上串接带测试金属波纹管；在金属波纹管上设置有监测装置，用于实时监测金属波纹管内的腐蚀情况，监测装置包括信号采集模块、信号传输装置、A/D 转换器、数据分析模块、数据管理模块和计算机组成；信号采集模块包括一个三电极监测探针、一个信号产生控制单元和一个信号缓存单元，信号产生控制单元施加电化学激励，并将反馈信号传递给信号缓存单元；信号传输装置为有线或无线传输装置，将数据信号传输至A/D 转换器；数据信号经数据分析模块、数据管理模块进入计算机处理，进行在线监测显示；A/D转换器将信号传输装置传递的电信号转换为数字信号，传输至数据分析模块；数据分析模块连接A/D转换器，由计算机计算分析单元、专家系统单元和数据存储单元组成；专家系统单元的智能来源于腐蚀专家对实验室和现场实验结果的分析和判断，可对电化学的数据分析结果自动做出判断，并通过数据传输装置传递给数据管理模块；

包括以下几个步骤：

第一步，在耐腐蚀储罐内添加实验溶液介质，溶液体积约为耐腐蚀储罐总体积的1／2～2／3，若模拟含砂的体系，需加入砂；

第二步，对所述模拟实验管路装置除氧；

第三步，当第二步除氧量达到要求后，开启球阀、耐腐蚀泵使耐腐蚀储罐内的实验溶液介质在管路内流动，通过电磁流量计测量实验溶液介质流量；

第四步，监测装置开始监测，默认进行电化学噪声监测，当信号采集模块采集到噪声信号时，通过信号产生控制单元切换到线性极化技术，即在工作电极和辅助电极之间施加10mV 电压扰动1小时并采集反馈电信号；信号采集完毕后切换到电化学噪声监测；0.5小时后实施电化学阻抗检测，施加交流幅值为±5mV，扫描频率范围100kHz～10mHz 的正弦电压扰动并采集反馈电信号；完成阻抗扫描后切换到电化学噪声技术继续进行信号采集工作；监测过程中的设置可根据需求进行手动或自动调整；三种电化学技术反馈的电信号经信号传输装置传输至A/D转换器，A/D转换器将其转化为数字信号，进一步传输至计算机分析单元，分别对噪声谱图进行时域分析和频域分析、计算腐蚀速率和分析电极的阻抗谱图，计算分析结果由专家系统单元予以判断，并由电子计算机的人机交互页面显示原始数据、分析计算结果和诊断结果；分析结果最终存储于数据存储单元中，并建立报表导出单元，便于用户导出分析结果。

所述第二步进一步具体为开启气体入口，通过增压泵从气体入口向耐腐蚀储罐中充入非氧气体，开启气体出口和球阀，采用溶氧仪测量实验介质的溶氧量，当测得溶液介质除氧量达到要求后，关闭气体出口的球阀，从气体入口向实验溶液介质内充入实验用气体，达到实验压力后结束充气，并采用pH计测试溶液 pH值。

在耐腐蚀储罐上底部具有气体入口、顶部具有气体出口，在耐腐蚀储罐的上侧壁上具有实验液体入口，在下侧壁上具有实验液体出口，气体入口和气体出口连接到耐腐蚀储罐上。

耐腐蚀泵安装在管路上，通过球阀与耐腐蚀储罐相连接，所述电磁流量计用于显示管路的流量，其通过管路与耐腐蚀泵相连接。

所述三电极监测探针由参比电极、工作电极、辅助电极和探针外壳组成，参比电极采用银/氯化银、高纯锌固体参比电极，辅助电极、工作电极与检测管道的材质相同；三电极监测探针外壳采用塑料或石英材料，三电极间距设计为 10～100um，采用树脂封装在探针上。

耐腐蚀储罐内装有电加热管和热电偶，可根据设定的温度保持罐内介质恒温。

有益效果：

本发明一种金属波纹管耐腐蚀性实验方法，与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1. 基本不受监测介质环境的限制，可广泛应用于各种单相和混相介质；

2. 可实现原位在线无损检测，无需频繁拆装；

3. 实现三种电化学技术的整合，检测获得完整全面的腐蚀信息；

4. 集监测、分析和管理的一体化系统。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图；

其中，1-耐腐蚀储罐，2-球阀，3-耐腐蚀泵，4-电磁流量计，5-温度计，6-pH 计，7-溶氧仪，8-气体入口，9-实验液体出口，10-实验液体入口，11-气体出口，12-金属波纹管，13-电极监测探针，14-信号采集模块，15-A/D 转换器，16-数据分析模块，17-计算机。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的技术内容、特点及功效，兹列举以下实例，并配合附图详细说明如下。

如图1所示，一种金属波纹管耐腐蚀性实验方法，基于一套装置，该装置包括管路、耐腐蚀储罐1、耐腐蚀泵3、球阀2、电磁流量计4、温度计5、pH计6、溶氧仪7，所述管路上串接带测试金属波纹管12；

在金属波纹管12上设置有监测装置，用于实时监测金属波纹管12内的腐蚀情况，监测装置包括信号采集模块14、信号传输装置、A/D 转换器15、数据分析模块16、数据管理模块和计算机17组成；信号采集模块14包括一个三电极监测探针、一个信号产生控制单元和一个信号缓存单元，信号产生控制单元施加电化学激励，并将反馈信号传递给信号缓存单元；信号传输装置为有线或无线传输装置，将数据信号传输至A/D 转换器15；数据信号经数据分析模块、数据管理模块进入计算机17处理，进行在线监测显示；A/D 转换器15将信号传输装置传递的电信号转换为数字信号，传输至数据分析模块；数据分析模块连接A/D转换器15，由计算机17计算分析单元、专家系统单元和数据存储单元组成；专家系统单元的智能来源于腐蚀专家对实验室和现场实验结果的分析和判断，可对电化学的数据分析结果自动做出判断，并通过数据传输装置传递给数据管理模块。

包括以下几个步骤：

第二步，对所述模拟实验管路装置除氧；

作为本发明金属波纹管耐腐蚀性实验方法技术方案的进一步优选，所述第二步进一步具体为开启气体入口，通过增压泵从气体入口向耐腐蚀储罐中充入非氧气体，如氮气，开启气体出口和球阀，采用溶氧仪测量实验介质的溶氧量，当测得溶液介质除氧量达到要求后，关闭气体出口的球阀，从气体入口向实验溶液介质内充入实验用气体，达到实验压力后结束充气，并采用pH计测试溶液 pH值。

作为本发明金属波纹管耐腐蚀性实验方法技术方案的进一步优选，在耐腐蚀储罐上底部具有气体入口、顶部具有气体出口，在耐腐蚀储罐的上侧壁上具有实验液体入口，在下侧壁上具有实验液体出口，气体入口和气体出口连接到耐腐蚀储罐上。

作为本发明金属波纹管耐腐蚀性实验方法技术方案的进一步优选，耐腐蚀泵安装在管路上，通过球阀与耐腐蚀储罐相连接，所述电磁流量计用于显示管路的流量，其通过管路与耐腐蚀泵相连接。

作为本发明金属波纹管耐腐蚀性实验方法技术方案的进一步优选，所述三电极监测探针由参比电极、工作电极、辅助电极和探针外壳组成，参比电极采用银/氯化银、高纯锌固体参比电极，辅助电极、工作电极与检测管道的材质相同；三电极监测探针外壳采用塑料或石英材料，三电极间距设计为 10～100um，采用树脂封装在探针上。

作为本发明金属波纹管耐腐蚀性实验方法技术方案的进一步优选，耐腐蚀储罐内装有电加热管和热电偶，可根据设定的温度保持罐内介质恒温。

Claims

1.一种金属波纹管耐腐蚀性实验方法，基于一套装置，该装置包括管路、耐腐蚀储罐、耐腐蚀泵、球阀、电磁流量计、温度计、pH计、溶氧仪，所述管路上串接带测试金属波纹管；在金属波纹管上设置有监测装置，用于实时监测金属波纹管内的腐蚀情况，监测装置包括信号采集模块、信号传输装置、A/D 转换器、数据分析模块、数据管理模块和计算机组成；信号采集模块包括一个三电极监测探针、一个信号产生控制单元和一个信号缓存单元，信号产生控制单元施加电化学激励，并将反馈信号传递给信号缓存单元；信号传输装置为有线或无线传输装置，将数据信号传输至A/D 转换器；数据信号经数据分析模块、数据管理模块进入计算机处理，进行在线监测显示；A/D转换器将信号传输装置传递的电信号转换为数字信号，传输至数据分析模块；数据分析模块连接A/D转换器，由计算机计算分析单元、专家系统单元和数据存储单元组成；专家系统单元的智能来源于腐蚀专家对实验室和现场实验结果的分析和判断，可对电化学的数据分析结果自动做出判断，并通过数据传输装置传递给数据管理模块；

其特征在于：包括以下几个步骤：

第二步，对所述模拟实验管路装置除氧；

2. 根据权利要求1所述的金属波纹管耐腐蚀性实验方法，其特征在于：所述第二步进一步具体为开启气体入口，通过增压泵从气体入口向耐腐蚀储罐中充入非氧气体，开启气体出口和球阀，采用溶氧仪测量实验介质的溶氧量，当测得溶液介质除氧量达到要求后，关闭气体出口的球阀，从气体入口向实验溶液介质内充入实验用气体，达到实验压力后结束充气，并采用pH计测试溶液 pH值。

3.根据权利要求1所述的金属波纹管耐腐蚀性实验方法，其特征在于：在耐腐蚀储罐上底部具有气体入口、顶部具有气体出口，在耐腐蚀储罐的上侧壁上具有实验液体入口，在下侧壁上具有实验液体出口，气体入口和气体出口连接到耐腐蚀储罐上。

4.根据权利要求1所述的金属波纹管耐腐蚀性实验方法，其特征在于：耐腐蚀泵安装在管路上，通过球阀与耐腐蚀储罐相连接，所述电磁流量计用于显示管路的流量，其通过管路与耐腐蚀泵相连接。

5.根据权利要求1所述的金属波纹管耐腐蚀性实验方法，其特征在于：所述三电极监测探针由参比电极、工作电极、辅助电极和探针外壳组成，参比电极采用银/氯化银、高纯锌固体参比电极，辅助电极、工作电极与检测管道的材质相同；三电极监测探针外壳采用塑料或石英材料，三电极间距设计为 10～100um，采用树脂封装在探针上。

6.根据权利要求1所述的金属波纹管耐腐蚀性实验方法，其特征在于：耐腐蚀储罐内装有电加热管和热电偶，可根据设定的温度保持罐内介质恒温。