CN112903575A

CN112903575A - 一种多功能的高温高压反应釜

Info

Publication number: CN112903575A
Application number: CN202110058971.1A
Authority: CN
Inventors: 王茜钰; 廖柯熹; 邹庆; 何国玺; 冷吉辉
Original assignee: Southwest Petroleum University
Current assignee: Southwest Petroleum University
Priority date: 2021-01-17
Filing date: 2021-01-17
Publication date: 2021-06-04

Abstract

本发明涉及高温高压反应釜领域，是一种多功能的高温高压反应釜，主要包括进气口、釜壳、注水管、喷嘴、电阻加热器、高速旋转盘、隔间取样口、试样支架、出气口、电化学测试传感器、安全阀、压力表、手柄、温度表、PH传感器、数据线、电脑终端、釜盖、试样、隔板，电化学测试传感器和PH传感器均设置在高温高压反应釜内上方，与数据线连接，将信息实时传输至电脑终端，得到PH值、电位值以及极化曲线。喷嘴设置在高温高压反应釜内部左右两壁上，左右壁分别设置三个，共计六个喷嘴。喷嘴需在高速旋转盘带动试样支架高速旋转的配合下使用，可清洗高温高压反应釜的内部以及试样支架，实用性强。

Description

一种多功能的高温高压反应釜

技术领域

本发明涉及高温高压反应釜领域，具体来说，是一种多功能的高温高压反应釜。

背景技术

腐蚀是指材料与周围环境的协同作用下发生的化学反应，在各种腐蚀中，电化学腐蚀往往是腐蚀速率最快，产生的破坏最严重，同时发生次数最多的一种。电化学腐蚀又分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀。在电化学腐蚀中，电子的得失形成阳极反应和阴极反应，从而产生电流。阳极反应在酸、碱两种不同的PH环境中发生的反应也不同。在油气田领域中，管道常常被埋在土壤中，经受不同土壤环境的腐蚀侵蚀，包括酸性、碱性的环境以及土壤中的盐。长此以往，管道的强度降低，严重时产生裂缝，导致油品泄漏，造成火灾爆炸事故，不仅危及工作人员以及居民的生命，而且会造成一笔巨大的经济损失和大面积的环境污染。我国的大部分管线已经使用很久了，正面临着管线即将失效、老化以及腐蚀的风险。因此如何保护管线，减少腐蚀对管线的危害，对于提高管线的使用寿命具有深远的意义。随着行业的不断发展，腐蚀的环境也在不断变化，高温高压环境下的腐蚀案例日益增加。

为了研究高温高压环境下的腐蚀机理，我们常常需要用到高温高压反应釜，来模拟这种苛刻的腐蚀环境。腐蚀过程中，酸碱度、温度、压力、湿度均对腐蚀过程有大大小小的影响。电化学测试在研究电化学腐蚀时，是必不可少的，我们需要分析电化学腐蚀产生的电流和电位值以及极化曲线。然而，目前市面上很少有集温度、压力、PH传感器以及电化学测试于一体的多功能高温高压反应釜，大部分高温高压反应釜只能控制环境的温度和压力这两种因素，缺少对PH值的考虑。因此，迫切需要一种集温度、压力、PH传感器以及电化学测试于一体的多功能高温高压反应釜。此外，本发明还添加了一项自动清洗的功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能的高温高压反应釜，以解决上述背景中高温高压反应釜缺少PH传感器、电化学测试传感器的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多功能的高温高压反应釜，主要包括进气口、釜壳、注水管、喷嘴、电阻加热器、高速旋转盘、隔间取样口、试样支架、出气口、电化学测试传感器、安全阀、压力表、手柄、温度表、PH传感器、数据线、电脑终端、釜盖、试样、隔板；所述进气口位于反应釜内部左侧，便于气体进入釜内，与溶液相溶；优选的，所述釜壳采用高强度的不锈钢材料，与反应釜壁紧密结合，中间采用泡沫进行绝热，防止反应釜内温度变化；所述注水管用于提供水源；所述喷嘴置于反应釜内壁两侧，与高速旋转盘配合使用，清洗反应釜内部和试样支架，节约了操作人员手动清洗的步骤；所述电阻加热器位于隔板上方，左右两侧各一个，可对试验介质加热，保证溶液温度均匀，便于控制实验温度；优选的，所述高速旋转盘置于试样支架底部，可带动试样支架高速旋转，使得试样支架的每个细节都能被喷嘴清洗到；所述隔间取样口可引导溶液进入隔间，便于取样；所述试样支架被布置在高速旋转盘上，试样支架用于悬挂试样；所述出气口布置在反应釜内部右侧，利于气体排出；进一步优选的，所述电化学测试传感器位于出气口旁，利于在腐蚀环境中进行电化学测试，并将信号传递给电脑终端，由电脑终端的电化学工作站进行分析处理得到极化曲线；所述安全阀置于釜盖，当反应釜内部有气体堆积并且得不到释放时，安全阀收到信号会自动打开，以免高压高温产生爆炸。所述压力表、温度表均设置在釜盖上方，通过反应釜内部的传感器将信号传递给压力表和温度表，实时监测釜内的环境温度和压力。所述手柄置于釜盖，用于搬运、提取高温高压反应釜；进一步优选的，所述PH传感器设置在进气口旁，实时检测高温高压反应釜内部溶液的PH值，将信号通过数据线传递给电脑终端；所述数据线将电化学测试传感器、PH传感器与电脑终端相连，将模拟信号转换为电信号；进一步优选的，所述电脑终端与数据线相连，内部具有电化学工作站的系统，既可以接收、分析电化学测试的电流、电位、绘制图像，又可以实时监测高温高压反应釜内的PH值。所述隔板将隔间与高温高压反应釜分开，可以储存用于取样的溶液以及清洗时产生的污水。

与现有装置相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明采用电化学测试传感器，对高温高压反应釜内的腐蚀进行电化学测试，并通过数据线与电脑终端相连，利用电化学工作站得出电流、电位、极化曲线，无需单独进行电化学的实验，节约实验步骤，方便实验人员分析。

(2)本发明设计了PH传感器，实时监测高温高压反应釜内实验环境的PH值，通过数据线传递到电脑终端，实时显示PH值。

(3)本发明在高温高压反应釜内设置了六个喷嘴，试验结束前后，通过喷嘴喷水清洗高温高压反应釜内部。

附图说明

图一是本发明一种多功能的高温高压反应釜装置结构剖视图。

图中：1.进气口、2.釜壳、3.注水管、4.喷嘴、5.电阻加热器、6.高速旋转盘、7.隔间取样口、8.试样支架、9.出气口、10.电化学测试传感器、11.安全阀、12.压力表、13.手柄、14.温度表、15.PH传感器、16.数据线、17.电脑终端、18.釜盖、19.试样、20.隔板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

一种多功能的高温高压反应釜，主要包括进气口1、釜壳2、注水管3、喷嘴4、电阻加热器5、高速旋转盘6、隔间取样口7、试样支架8、出气口9、电化学测试传感器10、安全阀11、压力表12、手柄13、温度表14、PH传感器15、数据线16、电脑终端17、釜盖18、试样19、隔板20；进气口1位于反应釜内部左侧，便于气体进入釜内，与溶液相溶；釜壳2采用高强度的不锈钢材料，与反应釜壁紧密结合，中间采用泡沫进行绝热，防止反应釜内温度变化；所述注水管3用于提供水源；所述喷嘴4置于反应釜内壁两侧，与高速旋转盘6配合使用，清洗反应釜内部和试样支架8，节约了操作人员手动清洗的步骤；所述电阻加热器5位于隔板20上方，左右两侧各一个，可对试验介质加热，保证溶液温度均匀，便于控制实验温度；所述高速旋转盘6置于试样支架8底部，可带动试样支架8高速旋转，使得试样支架8的每个细节都能被喷嘴4清洗到；所述隔间取样口7可引导溶液进入隔间，便于取样；所述试样支架8被布置在高速旋转盘6上，试样支架8用于悬挂试样19；所述出气口9布置在反应釜内部右侧，利于气体排出；所述电化学测试传感器10位于出气口9旁，利于在腐蚀环境中进行电化学测试，并将信号传递给电脑终端17，由电脑终端17的电化学工作站进行分析处理得到极化曲线；所述安全阀11置于釜盖18，当反应釜内部有气体堆积并且得不到释放时，安全阀11收到信号会自动打开，以免高压高温产生爆炸。所述压力表12、温度表14均设置在釜盖18上方，通过反应釜内部的传感器将信号传递给压力表12和温度表14，实时监测釜内的环境温度和压力。所述手柄13置于釜盖18，用于搬运、提取高温高压反应釜；所述PH传感器15设置在进气口1旁，实时检测高温高压反应釜内部溶液的PH值，将信号通过数据线16传递给电脑终端17；所述数据线16将电化学测试传感器10、PH传感器15与电脑终端17相连，将模拟信号转换为电信号；所述电脑终端17与数据线16相连，内部具有电化学工作站的系统，既可以接收、分析电化学测试的电流、电位、绘制图像，又可以实时监测高温高压反应釜内的PH值。所述隔板20将隔间与高温高压反应釜分开，可以储存用于取样的溶液以及清洗时产生的污水。

本发明的多功能高温高压反应釜实验装置，在使用时:

首先，对高温高压反应釜进行清洗作业，以保证不影响后续实验结果，将注水管3连接水源并向反应釜内注水，直至水量淹没试样支架8，关闭高温高压反应釜盖18，检查是否安装好，按下高速旋转盘6的按钮，待三到五分钟后，关停高速旋转盘6，取下隔间，将污水排出，重复此操作直到污水清澈。然后，打开高温高压反应釜盖18，将试样17挂在试样支架8上，倒入配置好的培养基溶液，关闭高温高压反应釜盖18。用数据线16把PH传感器15和电化学测试传感器10连接在电脑终端17上，进行观测和分析。最后打开进气口1，关闭出气口9，开始试验。

Claims

1.一种多功能的高温高压反应釜，主要包括进气口(1)、釜壳(2)、注水管(3)、喷嘴(4)、电阻加热器(5)、高速旋转盘(6)、隔间取样口(7)、试样支架(8)、出气口(9)、电化学测试传感器(10)、安全阀(11)、压力表(12)、手柄(13)、温度表(14)、PH传感器(15)、数据线(16)、电脑终端(17)、釜盖(18)、试样(19)、隔板(20)，其特征在于：高温高压反应釜装置带有PH传感器(15)，可通过探头检测实验介质的PH值，实时检测高温高压反应釜内的PH值，并将数据通过数据线(16)，实时传输至电脑终端(17)；隔间取样出口(7)可以让实验介质进入隔间，方便取样；电化学测试传感器(10)可检测电流和电动势，并将数据通过数据线(16)，实时传输至电脑终端(17)，由数据采集分析系统得出极化曲线，便于实验人员分析；注水管(3)与喷嘴(4)相连，在高速旋转盘(6)带动试样支架(8)高速旋转的同时，喷水清洗高温高压反应釜内部，便于实验人员操作。

2.根据权利要求1所述的一种多功能高温高压反应釜，其特征在于：高温高压反应釜装置带有PH传感器(15)，可通过探头检测实验介质的PH值，实时检测高温高压反应釜内的PH值，并将数据通过数据线(16)，实时传输至电脑终端(17)。

3.根据权利要求1所述的一种多功能高温高压反应釜，其特征在于：隔间取样出口(7)可以让实验介质进入隔间，方便取样。

4.根据权利要求1所述的一种多功能高温高压反应釜，其特征在于：电化学测试传感器(10)可检测电流和电动势，并将数据通过数据线(16)，实时传输至电脑终端(17)，由数据采集分析系统得到极化曲线，便于操作人员分析。

5.根据权利要求1所述的一种多功能高温高压反应釜，其特征在于：注水管(3)与喷嘴(4)相连，在高速旋转盘(6)带动试样支架(8)高速旋转的同时，喷水清洗高温高压反应釜内部，便于实验人员操作。