CN111239032B - 一种多相流多相位可视化腐蚀试验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多相流多相位可视化腐蚀试验装置及方法，属于输气管线及设备腐蚀监测技术领域。该装置主要由缓蚀剂加注单元、腐蚀监测相区、高速摄像头、流型控制单元、流型识别单元等组成。利用该装置及方法可实现对多相流腐蚀介质各相流速、流量改变来进行腐蚀速率监测和缓蚀剂膜完整性破坏评价：首先通过流型控制单元改变腐蚀介质的各相流量与流速，得到需要监测的流型，流型识别单元和高速摄像头分别对该腐蚀介质的流型进行间接测量和直接识别，再通过腐蚀监测相区多个安装角度的转变实现多相位的腐蚀监测，腐蚀监测相区设有材质为半透明的可视化单元，可实现对管内腐蚀介质情况观察。

Description

一种多相流多相位可视化腐蚀试验装置及方法

技术领域

本发明涉及一种多相流多相位可视化腐蚀试验装置及方法，属于油气集输管线及设备腐蚀监测技术领域。

技术背景

目前，我国的硫气藏在开发过程中面临着一个比较严重的问题，那就是腐蚀问题，腐蚀是金属材料和周围环境发生化学或电化学反应而被破坏的现象，腐蚀问题几乎是于各行各业都存在的问题，但在石油炼化企业中尤为突出，无论是在生产油气田还是正在勘探开发中的油气田，油气管道维修需都要耗费大量的人力、物力、财力，因此，应尽量采取有效的防护技术，预防油气管道腐蚀问题的出现，以延长油气管道的使用寿命，降低维修成本，提高油气管道的经济效益。

在油气生产运输过程中，管道内壁通常采用预膜清管器进行缓蚀剂预膜，或进行连续加注缓蚀剂预防石油管的内腐蚀。通常，缓蚀剂都必须附在材料的表面上形成完整的保护膜才能起到良好的防护作用。而多相流腐蚀介质在管道中流动时，将对壁面产生流体冲刷作用，各相的流速和流量及流型不同对管壁的冲刷效果有着明显的不同，从而对缓蚀剂膜完整性破坏也有着显著性差异。

发明专利CN107764727公开一种可旋转腐蚀挂片装置，该装置通过旋转轮产生涡旋流动，设计预拉伸π形传动杆实现各传动部件紧密连接和π形腐蚀挂片，改变腐蚀挂片的抗弯截面，提高挂片的抗弯性能，避免腐蚀挂片因气流冲击作用出现弯曲屈服现象；发明专利CN105699279公开一种高压金属管道不停产腐蚀挂片监测装置，该装置通过使竖向液缸总成的竖向活塞杆上移到顶点，再使横向液缸总成的横向活塞杆左移到最左端，使通球阀装置阻断本体竖孔下部，本体接口与本体竖孔中部完全密封隔离，取下竖向液缸总成及腐蚀挂片，通过腐蚀挂片的腐蚀状态观察来间接监测管道腐蚀；明专利CN105823703公开一种冲刷工况下评价缓蚀剂膜完整性的装置及方法，主要是通过测量流体的壁面剪切力，从而得到对缓蚀剂膜完整性破坏的评价，上述装置及方法依然存在有待改进的缺陷。

通过分析，常用的腐蚀测试装置主要存在以下不足：

(1)不能对多相流腐蚀介质在各相流速、流量及流型不同的情况下进行对缓蚀剂膜完整性破坏评价和腐蚀监测。

(2)只能单相位对管道进行腐蚀监测，不能全面认识管道整个截面的腐蚀，并在管道积液处和流体冲刷出产生腐蚀监测漏缺。

(3)低压油田管道广泛使用的腐蚀监测方法是腐蚀挂片法，无法反映某一时刻的腐蚀速率。

(4)管内腐蚀监测装置对流体流动产生影响，改变管内流动流场，影响了管内腐蚀模拟的条件，并对预膜清管器的使用产生一定阻碍。

(5)缺乏可视化装置，难以观察到管内液体沉积和硫颗粒析出等现象。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种针对多相流腐蚀介质在不同流速、流型下多相位可视化在线腐蚀监测并对缓蚀剂膜完整性破坏进行评价的装置及方法，它主要存在以下优势：

(1)可对多相流腐蚀介质在不同流速和流型下进行对缓蚀剂膜完整性破坏评价和腐蚀监测。

(2)能对管道内壁的腐蚀进行多个相位在线监测；

(3)对管内流体流过的整个内部空间不会产生任何的改变，而且不会对预膜清管器的通过产生阻碍；

(4)可在半透明材质的可视化单元观察是否有积液、硫颗粒析出等现象。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种多相流多相位可视化腐蚀试验装置，其特征在于包括：监测管路、旁通管路、腐蚀监测相区、数据处理站、监测计算机、高速摄像头、流型控制单元、流型识别单元、缓蚀剂加注单元；

所述的监测管路从左至右分别设有通球阀#1、流型控制单元、缓蚀剂加注单元、通球阀#2、流型识别单元、压力计#1、腐蚀监测相区、通球阀#3，监测管路附近安装数据处理站、监测计算机，并在腐蚀监测相区上设有高速摄像头，其中高速摄像头与监测计算机，流型识别单元与数据处理站都通过线路相连接，所述旁通管路与监测管路连接，旁通管路从左至右包含通球阀#4、压力计#2；

所述腐蚀监测相区由腐蚀监测单元和可视化单元上下两部分构成，并在相区前后设有开口法兰盘，整个腐蚀监测相区上下两部分由6个螺钉连接，并在中间加设密封垫片，所述腐蚀监测单元上安装有电阻腐蚀监测探针和平头圆盘式挂片，可以实现监测数据对比；所述开口法兰盘其上下盘均在30度到150度区间设置开口，开口与管线法兰盘连接；整个腐蚀监测相区在将下半部分设置成为可视化单元，所述可视化单元的制作材料为有机玻璃；腐蚀监测相区由于其安装法兰设置30度到150度区间的开口，在与管线安装时可以将电阻腐蚀监测探针与平头圆盘式挂片置于任意相位，在管道上并排多个安装则可实现多相位腐蚀监测；腐蚀监测相区的可视化单元使用有机玻璃材质，在考虑强度的条件下可实现装置半透明可视化，可对管内腐蚀介质的流态进行观察和识别，液体沉积和硫颗粒析出等现象进行观察。

所述的电阻腐蚀监测探针与连接套筒通过螺纹连接，所述连接套筒与腐蚀监测相区通过螺纹连接，所述电阻腐蚀监测探针的探针头底部为曲面，其曲率于半径与腐蚀监测相区管壁内径相同，且与腐蚀监测相区内管壁处于同一曲面，电阻腐蚀监测探针与腐蚀监测相区管壁内表面间隙使用环氧树脂填充，将电阻丝螺旋环绕于探针头底部，并将其环绕平面设置为曲面，其曲率于半径与腐蚀监测相区管壁内径相同，并将其间隙使用环氧树脂沿管壁内表面填充密封，实现了整个监测探针完全贴合于管壁，解决了腐蚀监测装置对管内流体流动产生影响，改变管内流动流场，影响管内腐蚀模拟的条件的问题，此设计也可对预膜清管器实现无障碍通过。

所述电阻腐蚀监测探针从上至下分为探针配置器、空芯塞套、斜面密封垫、塞套螺母、探针密封垫、探针头、电阻丝；所述探针配置器与空芯塞套通过螺纹连接；空芯塞套与塞套螺母中间布有斜面密封垫并通过螺纹连接，探针配置器与数据处理站相连接，数据处理站通过线路与监测计算机连接，监测计算机可通过程序向数据处理站发送电信号，数据处理站则向电阻腐蚀监测探针通电，对电信号的改变可实现一次腐蚀数据检测，从而实现对管道腐蚀任意时刻的在线监测。

所述电阻腐蚀监测探针的探针头部分采用曲面平头式探针，电阻丝的排列方式为螺旋环绕排列，从圆心向外一共4圈，外壳采用316不锈钢，敏感电阻丝采用与腐蚀监测集输管材相同的材质，其余空间用环氧树脂填充；电阻丝底部与腐蚀介质接触，上部密封与探针头内，其底部被腐蚀时导致整个横截面积减少，整个电阻丝电阻增大，对相同电压的电信号表现为电流增大，从而转化为腐蚀数据。

整个装置通过法兰连接于工作温度为0～150℃，工作压力为0～3.5MPa的地面管路上，其中所述腐蚀监测相区被承重支座托起于地面之上；整个装置分为两条管路，监测管路用于腐蚀监测，旁通管路用于设备维护时旁通。

所述流型控制单元将腐蚀介质分为液相流路和气相流路，其中液相流路从左至右设有离心泵、节流阀#1、电磁流量计，气相流路从左至右设有压缩机、节流阀#2、气体流量计，通过调节气相流路、液相流路的节流阀开度和离心泵、压缩机功率来改变气相和液相的流速、流量，从而得到需要检测的腐蚀介质流型，所述流型识别单元内置多相流量计、压力和压差波动信号提取器，可测量参数压力和压差波动信号并通过线路传递给数据处理站，通过特定的软件来去均值、滤波，提取傅立叶功率谱、总功率谱、均方根等特征参数，最后根据压差总功率谱划分流型。

利用本发明装置进行实验的方法包括如下步骤：

A、将平头圆盘式挂片从腐蚀监测单元上取下，并对其试片进行打磨、清洗、干燥并称重，记下腐蚀前的质量，安装电阻腐蚀监测探针至对应位置并测试其安装状况；

B、调节开口法兰盘安装位置，将腐蚀监测相区旋转至需要监测的相位，安装完毕后，通入N₂除氧试压检查装置的密封性；

C、关闭通球阀#1、通球阀#4，关闭阀门#1，打开通球阀#2、通球阀#3，打开流型识别单元和高速摄像头，打开阀门；

D、将腐蚀介质的液相和气相分别从流型控制单元的液相流路和气相流路通入，并打开离心泵和压缩机，调节节流阀#1与节流阀#2的开度和离心泵与压缩机的功率，并观察电磁流量计与气体流量计读数，通过流量与流速换算，使气相流路与液相流路流速均为0.1m/s；

E、根据Manhane流型图，此时该腐蚀介质流型应为层状流，通过流型识别单元中的多相流量计测量并记录该多相腐蚀介质在多相混流区域各相的实际流量和流速，监测开始；

F、经过72～216小时后，监测完成，停止通入腐蚀介质，关闭所有阀门；

G、取出平头圆盘式挂片内试片进行清洗、干燥并称重，记下腐蚀后的质量并计算该多相腐蚀介质的各相流速流量在此状态下的腐蚀速率，并与电阻腐蚀监测探针得到的数据进行对比，整理分析监测结果；

H、重复步骤A～G，通过调节节流阀#1、节流阀#2开度和离心泵、压缩机功率，使液相流路流速依次从0.1m/s增大至9m/s，气相流路流速依次从0.1m/s增大至20m/s，通过流型识别单元与高速摄像头分别对当前管路中腐蚀介质的实际流型进行间接测量和直接识别，按照Manhane流型图流型划分，流型识别单元将在多相混流区依次监测到流型为层状流、塞状流、泡状流、波状流、弹状流和环状流；

I、通过流型识别单元中的多相流量计测得的混流区域各相的实际流量和流速结果与各次腐蚀监测结果进行综合分析，得到该多相腐蚀介质各相流量与流速与腐蚀速率的关系；

J、执行步骤A～D，停止从流型控制单元通入腐蚀介质，保持节流阀#1、节流阀#2当前开度不改变并记录离心泵、压缩机当前功率然后关闭，关闭阀门#2；

K、打开通球阀#1、通球阀#2、通球阀#3，打开阀门#1，通过缓蚀剂加注单元加入指定种类的缓蚀剂，并释放预膜清管器对监测管路进行缓蚀剂预膜；

L、缓蚀剂预膜完毕后关闭通球阀#1与阀门#1，打开阀门#2，将腐蚀介质的液相和气相分别从流型控制单元的液相流路和气相流路通入，并打开离心泵和压缩机，调节其功率至刚才所记录状态；

M、执行步骤E～G，得到缓蚀剂预膜后该种流体力学工况下的腐蚀监测结果，对比之前没有预膜的监测结果，可评价该种流体力学工况下的缓蚀剂破坏情况；

N、重复步骤I～M，执行步骤H(不重复步骤A～G)，通过流型识别单元中的多相流量计测得的混流区域各相的实际流量和流速结果与各次腐蚀监测结果进行综合分析，得到缓蚀剂预膜后该多相腐蚀介质各相流量与流速与腐蚀速率的关系，并与未进行缓蚀剂预膜时得到的监测结果进行对比，得到该多相腐蚀介质的各相流量、流速与流型对缓蚀剂膜完整性破坏的关系，综合分析各次实验结果，可得到缓蚀剂膜破坏时气相与液相流速和流量的临界值。

附图说明

图1是本发明一种多相流多相位可视化腐蚀试验装置的腐蚀监测相区结构示意图；

图2是腐蚀监测相区的在线监测模块剖面图；

图3是电阻腐蚀监测探针结构示意图；

图4是电阻腐蚀监测探针的探针头结构示意图；

图5是本发明主要装置结构流程示意图。

图中：1为监测管路，2为旁通管路，3为液相流路，4为腐蚀监测相区，5为电阻腐蚀监测探针，7为承重支座，8为2#压力计，9为1#压力计，10为数据处理站，11为2#通球阀，12为3#通球阀，6为4#通球阀，13为气相流路，14为监测计算机，15为腐蚀监测单元，16为螺钉，17为开口法兰盘，18为连接套筒，19为探针配置器，20为空芯塞套，21为斜面密封垫，22为塞套螺母，23为探针密封垫，24为探针头，25为可视化单元，26为探针头外壳，27为电阻丝，28为密封垫片，29为平头圆盘式挂片，30为高速摄像头，31为流型识别单元，32为缓蚀剂加注单元，33为阀门，34为流型控制单元，35为阀门，36为气体流量计，37为2#节流阀，38为压缩机，39为电磁流量计，40为1#节流阀，41为离心泵。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

一种多相流多相位可视化腐蚀试验装置，如图1所示，包括开口法兰盘17，螺钉16，电阻腐蚀监测探针5，平头圆盘式挂片30，连接套筒18，腐蚀监测单元15，可视化单元25，腐蚀监测单元15和可视化单元25由6个螺钉16连接，并在中间加设密封垫片28，开口法兰盘17上下盘均在30度到150度区间设置开口，开口与管线普通法兰盘连接，腐蚀监测相区4由于其安装法兰30度到150度区间的开口，在与管线安装时可以将电阻腐蚀监测探针5和平头圆盘式挂片29置于任意相位，在管道上并排安装则可实现多相位腐蚀监测，挂片探针与电阻探针同时使用可以实现监测数据对比，可视化单元25采用半透明材质，可对管内腐蚀介质的流态进行观察和识别，液体沉积和硫颗粒析出等现象进行观察。

如图2所示，所述电阻腐蚀监测探针5的探针头24底部为曲面，其曲率于半径与腐蚀监测相区4管壁内径相同，且与腐蚀监测相区内管壁处于同一曲面，电阻腐蚀监测探针5与腐蚀监测相区4管壁内表面间隙使用环氧树脂填充，实现了整个腐蚀监测装置完全贴合于管壁，解决了腐蚀监测装置对管内流体流动产生影响，改变管内流动流场，影响管内腐蚀模拟的条件的问题，此设计也可对预膜清管器实现无障碍通过。

如图3所示，所述的电阻腐蚀监测探针5从上至下分为探针配置器19、空芯塞套20、斜面密封垫21、塞套螺母22、探针密封垫23、探针头24，整个电阻腐蚀监测探针5采用分节装卸的形式组成，便于设备的维护与加装。

如图4所示，包括探针头外壳26，电阻丝27，所述电阻丝27螺旋环绕于探针头25底部，并将其环绕平面设置为曲面，其曲率于半径与腐蚀监测相区管壁内径相同，并将其间隙使用环氧树脂沿管壁内表面填充密封，探针头外壳26采用316不锈钢，敏感电阻丝27采用与腐蚀监测集输管材相同的材质，可直接模拟监测管路的腐蚀情况。

如图5所示，包括监测管路1，旁通管路2，液相流路3，腐蚀监测相区4，承重支座7，#1压力计8，#1压力计9，数据处理站10，为#2通球阀11，#3通球阀12，#4通球阀6，气相流路13，监测计算机14，高速摄像头30，流型识别单元31，缓蚀剂加注单元32，#1阀门33，流型控制单元34，#2阀门35，气体流量计36，#1节流阀37，压缩机38，电磁流量计39，#1节流阀40，离心泵41，流型识别单元31内置多相流量计、压力和压差波动信号提取器，可测量参数压力和压差波动信号并通过线路传递给数据处理站，通过特定的软件来去均值、滤波，提取傅立叶功率谱、总功率谱、均方根等特征参数，最后根据压差总功率谱划分流型。利用本发明装置进行实验的方法包括如下步骤：

A、将平头圆盘式挂片(29)从腐蚀监测单元(15)上取下，并对其试片进行打磨、清洗、干燥并称重，记下腐蚀前的质量，安装电阻腐蚀监测探针(5)至对应位置并测试其安装状况；

B、调节开口法兰盘安装位置，将腐蚀监测相区(4)旋转至需要监测的相位，安装完毕后，通入N₂除氧试压检查装置的密封性；

C、关闭通球阀(42)(6)，关闭阀门(33)，打开通球阀(11)(12)，打开流型识别单元(31)和高速摄像头(30)，打开阀门(35)；

D、将腐蚀介质的液相和气相分别从流型控制单元(34)的液相流路(3)和气相流路(13)通入，并打开离心泵(41)和压缩机(38)，调节节流阀(37)与节流阀(40)的开度和离心泵(41)与压缩机(38)的功率，并观察电磁流量计(39)与气体流量计(36)读数，通过流量与流速换算，使气相流路(13)与液相流路(3)流速均为0.1m/s；

E、根据Manhane流型图，此时该腐蚀介质流型应为层状流，通过流型识别单元(34)中的多相流量计测量并记录该多相腐蚀介质在多相混流区域各相的实际流量和流速，监测开始；

F、经过72～216小时后，监测完成，停止通入腐蚀介质，关闭所有阀门；

G、取出平头圆盘式挂片(29)内试片进行清洗、干燥并称重，记下腐蚀后的质量并计算该多相腐蚀介质的各相流速流量在此状态下的腐蚀速率，并与电阻腐蚀监测探针(5)得到的数据进行对比，整理分析监测结果；

H、重复步骤A～G，通过调节节流阀(37)、节流阀(40)开度和离心泵(41)、压缩机(39)功率，使液相流路(3)流速依次从0.1m/s增大至9m/s，气相流路(13)流速依次从0.1m/s增大至20m/s，通过流型识别单元(31)与高速摄像头(30)分别对当前管路中腐蚀介质的实际流型进行间接测量和直接识别，按照Manhane流型图流型划分，流型识别单元(31)将在多相混流区依次监测到流型为层状流、塞状流、泡状流、波状流、弹状流和环状流；

I、通过流型识别单元(34)中的多相流量计测得的混流区域各相的实际流量和流速结果与各次腐蚀监测结果进行综合分析，得到该多相腐蚀介质各相流量与流速与腐蚀速率的关系；

进行缓蚀剂预膜实验：

J、执行步骤A～D，停止从流型控制单元(34)通入腐蚀介质，保持节流阀(37)、节流阀(40)当前开度不改变并记录离心泵(41)、压缩机(38)当前功率然后关闭，关闭阀门(35)；

K、打开通球阀(42)(11)(12)，打开阀门(33)，通过缓蚀剂加注单元(32)加入指定种类的缓蚀剂，并释放预膜清管器对监测管路(1)进行缓蚀剂预膜；

L、缓蚀剂预膜完毕后关闭通球阀(42)与阀门(33)，打开阀门(35)，将腐蚀介质的液相和气相分别从流型控制单元(34)的液相流路(3)和气相流路(13)通入，并打开离心泵(41)和压缩机(38)，调节其功率至刚才所记录状态；

M、执行步骤E～G，得到缓蚀剂预膜后该种流体力学工况下的腐蚀监测结果，对比之前没有预膜的监测结果，可评价该种流体力学工况下的缓蚀剂破坏情况；

N、重复步骤I～M，执行步骤H(不重复步骤A～G)，通过流型识别单元(34)中的多相流量计测得的混流区域各相的实际流量和流速结果与各次腐蚀监测结果进行综合分析，得到缓蚀剂预膜后该多相腐蚀介质各相流量与流速与腐蚀速率的关系，并与未进行缓蚀剂预膜时得到的监测结果进行对比，得到该多相腐蚀介质的各相流量、流速与流型对缓蚀剂膜完整性破坏的关系，综合分析各次实验结果，可得到缓蚀剂膜破坏时气相与液相流速和流量的临界值。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种多相流多相位可视化腐蚀试验装置，其特征在于包括：监测管路(1)、旁通管路(2)、腐蚀监测相区(4)、数据处理站(10)、监测计算机(14)、高速摄像头(30)、流型控制单元(34)、流型识别单元(31)、缓蚀剂加注单元(32)；所述的监测管路(1)从左至右分别设有1#通球阀(42)、流型控制单元(34)、缓蚀剂加注单元(32)、2#通球阀(11)、流型识别单元(31)、1#压力计(9)、腐蚀监测相区(4)、3#通球阀(12)，监测管路(1)附近安装数据处理站(10)、监测计算机(14)，并在腐蚀监测相区(4)上设有高速摄像头(30)，其中高速摄像头(30)与监测计算机(14)，流型识别单元(31)与数据处理站(10)都通过线路相连接，所述旁通管路(2)与监测管路(1)连接，旁通管路(2)从左至右包含4#通球阀(6)、2#压力计(8)；

所述腐蚀监测相区(4)由腐蚀监测单元(15)和可视化单元(25)上下两部分构成，并在相区前后设有开口法兰盘(17)，整个腐蚀监测相区(4)上下两部分由6个螺钉(16)连接，并在中间加设密封垫片(28)，所述腐蚀监测单元(15)上安装有电阻腐蚀监测探针(5)和平头圆盘式挂片(29)其中电阻腐蚀监测探针(5)与数据处理站(10)通过线路相连接；所述开口法兰盘(17)其上下盘均在30度到150度区间设置开口，开口与管线法兰盘连接；整个腐蚀监测相区(4)在将下半部分设置成为可视化单元(25)，所述可视化单元(25)的制作材料为有机玻璃。

2.根据权利要求1所述的一种多相流多相位可视化腐蚀试验装置，其特征在于：电阻腐蚀监测探针(5)与连接套筒(18)通过螺纹连接，所述连接套筒(18)与腐蚀监测相区(4)通过螺纹连接，所述电阻腐蚀监测探针(5)的探针头(24)底部为曲面，其曲率于半径与腐蚀监测相区(4)管壁内径相同，且与腐蚀监测相区(4)内管壁处于同一曲面，电阻腐蚀监测探针(5)与腐蚀监测相区(4)管壁内表面间隙使用环氧树脂填充。

3.根据权利要求2所述的一种多相流多相位可视化腐蚀试验装置，其特征在于：所述的电阻腐蚀监测探针(5)从上至下分为探针配置器(19)、空芯塞套(20)、斜面密封垫(21)、塞套螺母(22)、探针密封垫(23)、探针头(24)、电阻丝(27)；所述探针配置器(19)与空芯塞套(20)通过螺纹连接；空芯塞套(20)与塞套螺母(22)中间布有斜面密封垫(21)并通过螺纹连接，探针配置器(19)与数据处理站(10)相连接，数据处理站(10)通过线路与监测计算机(14)连接。

4.根据权利要求3所述的一种多相流多相位可视化腐蚀试验装置，其特征在于：所述的电阻腐蚀监测探针(5)的探针头(24)部分采用曲面平头式探针，电阻丝(27)的排列方式为螺旋形排列，从圆心向外一共4圈，探针头外壳(26)采用316不锈钢，敏感电阻丝采用与腐蚀监测集输管材相同的材质，其余空间用环氧树脂填充。

5.根据权利要求1所述的一种多相流多相位可视化腐蚀试验装置，其特征在于：整个装置通过法兰连接于工作温度为0～150℃，工作压力为0～3.5MPa的地面管路上，其中腐蚀监测相区(4)被承重支座(7)托起于地面之上。

6.根据权利要求1所述的一种多相流多相位可视化腐蚀试验装置，其特征在于：流型控制单元(34)将腐蚀介质分为液相流路(3)和气相流路(13)，其中液相流路(3)从左至右设有离心泵(41)、1#节流阀(40)、电磁流量计(39)，气相流路(13)从左至右设有压缩机(38)、2#节流阀(37)、气体流量计(36)，所述流型识别单元(31)内置多相流量计、压力感应器和压差波动感应器，并通过线路与数据处理站(10)连接。

7.采用如权利要求1所述的一种多相流多相位可视化腐蚀试验装置进行不同流速和流型下腐蚀试验的方法，其特征在于包括以下步骤：

A、将平头圆盘式挂片(29)从腐蚀监测单元(15)上取下，并对其试片进行打磨、清洗、干燥并称重，记下腐蚀前的质量，安装电阻腐蚀监测探针(5)至对应位置并测试其安装状况；

B、调节开口法兰盘安装位置，将腐蚀监测相区(4)旋转至需要监测的相位，安装完毕后，通入N₂除氧试压检查装置的密封性；

C、关闭1#通球阀(42)和4#通球阀(6)，关闭1#阀门(33)，打开2#通球阀(11)和3#通球阀(12)，打开流型识别单元(31)和高速摄像头(30)，打开2#阀门(35)；

D、将腐蚀介质的液相和气相分别从流型控制单元(34)的液相流路(3)和气相流路(13)通入，并打开离心泵(41)和压缩机(38)，调节2#节流阀与1#节流阀(40)的开度和离心泵(41)与压缩机(38)的功率，并观察电磁流量计(39)与气体流量计(36)读数，通过流量与流速换算，使气相流路(13)与液相流路(3)流速均为0.1m/s；

E、根据Manhane流型图，此时该腐蚀介质流型应为层状流，通过流型识别单元(31)中的多相流量计测量并记录该多相腐蚀介质在多相混流区域各相的实际流量和流速，监测开始；

F、经过72～216小时后，监测完成，停止通入腐蚀介质，关闭所有阀门；

G、取出平头圆盘式挂片(29)内试片进行清洗、干燥并称重，记下腐蚀后的质量并计算该多相腐蚀介质的各相流速流量在此状态下的腐蚀速率，并与电阻腐蚀监测探针(5)得到的数据进行对比，整理分析监测结果；

H、重复步骤A～G，通过调节2#节流阀(37)、1#节流阀(40)开度和离心泵(41)、压缩机(38)功率，使液相流路(3)流速依次从0.1m/s增大至9m/s，气相流路(13)流速依次从0.1m/s增大至20m/s，通过流型识别单元(31)与高速摄像头(30)分别对当前管路中腐蚀介质的实际流型进行间接测量和直接识别，按照Manhane流型图流型划分，流型识别单元(31)将在多相混流区依次监测到流型为层状流、塞状流、泡状流、波状流、弹状流和环状流；

I、通过流型识别单元(31)中的多相流量计测得的混流区域各相的实际流量和流速结果与各次腐蚀监测结果进行综合分析，得到该多相腐蚀介质各相流量与流速与腐蚀速率的关系；

J、执行步骤A～D，停止从流型控制单元(34)通入腐蚀介质，保持2#节流阀(37)、1#节流阀(40)当前开度不改变并记录离心泵(41)、压缩机(38)当前功率然后关闭，关闭2#阀门(35)；

K、打开1#通球阀(42)、2#通球阀(11)、3#通球阀(12)，打开1#阀门(33)，通过缓蚀剂加注单元(32)加入指定种类的缓蚀剂，并释放预膜清管器对监测管路(1)进行缓蚀剂预膜；

L、缓蚀剂预膜完毕后关闭1#通球阀(42)与1#阀门(33)，打开2#阀门(35)，将腐蚀介质的液相和气相分别从流型控制单元(34)的液相流路(3)和气相流路(13)通入，并打开离心泵(41)和压缩机(38)，调节其功率至刚才所记录状态；

M、执行步骤E～G，得到缓蚀剂预膜后实验流体力学工况下的腐蚀监测结果，对比之前没有预膜的监测结果，可评价实验流体力学工况下的缓蚀剂破坏情况；

N、重复步骤I～M，执行步骤H，不重复步骤A～G，通过流型识别单元(31)中的多相流量计测得的混流区域各相的实际流量和流速结果与各次腐蚀监测结果进行综合分析，得到缓蚀剂预膜后该多相腐蚀介质各相流量与流速与腐蚀速率的关系，并与未进行缓蚀剂预膜时得到的监测结果进行对比，得到该多相腐蚀介质的各相流量、流速与流型对缓蚀剂膜完整性破坏的关系，综合分析各次实验结果，可得到缓蚀剂膜破坏时气相与液相流速和流量的临界值。

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