CN115389403A - 一种管道腐蚀速率的检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种管道腐蚀速率的检测装置及检测方法，管道腐蚀速率的检测装置，包括：试片和架体；试片的材质和管道的材质相同，架体包括固定梁，试片可拆卸连接在固定梁上，固定梁和试片设置在与管道内腔连通的空间内，以使试片能够位于在与管道内部相同的流体环境之内，其结构简单，操作方便能够对管道的腐蚀速率进行准确预测，进而使管道在失效之前，能够得到修复或更换。

Description

一种管道腐蚀速率的检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及油气开采技术领域，特别涉及一种管道腐蚀速率的检测装置及检测方法。

背景技术

在石油和天然气开采中，管道内壁与输送介质直接接触，其中包含有多种腐蚀性杂质，如溶解氧、二氧化碳、硫化氧、硫酸盐还原菌和氯离子等，在温度、压力、流速和交变应力等因素的复合作用下，会使管线内壁腐蚀加重。因此，有必要对高压注水管道内腐蚀速率进行预测，以在管道失效之前，对管道进行修复或者更换。

目前对于管道内腐蚀速率预测方法，很多学者和技术人员已经做了一些相关的探索，但是管道内壁的腐蚀性因素之间的相互作用十分复杂，而实验过程又往往很难控制所有因素变化情况，从而导致实验结果分散性比较大，难以用精确的数学解析式来表达它们之间的关系。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单，操作方便的管道腐蚀速率的检测装置及检测方法，能够对管道的腐蚀速率进行准确预测，进而使管道在失效之前，能够得到修复或更换。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种管道腐蚀速率的检测装置，包括：试片和架体；

所述试片的材质和所述管道的材质相同，所述架体包括固定梁，所述试片可拆卸连接在所述固定梁上，所述固定梁和所述试片设置在与所述管道内腔连通的空间内，以使所述试片能够位于在与所述管道内部相同的流体环境之内。

较优地，还包括安装螺栓和安装螺母；

所述试片上设置有第一安装通孔，所述固定梁上设置有第二安装通孔，所述安装螺栓依次穿过所述第一安装通孔和所述第二安装通孔，并螺纹连接在所述安装螺母上，以将所述试片连接在所述固定梁上。

较优地，还包括分隔垫片；

所述分隔垫片设置在所述试片和所述固定梁之间，以使在沿所述安装螺栓的轴线方向，所述试片和所述固定梁之间存在缝隙。

较优地，所述试片的数量为至少两个，其中包括至少一个第一试片和至少一个第二试片；

所述第一试片的形状为矩形体，并且所述第一试片的六个端面均为光滑平面；

所述第二试片的形状为矩形体，并且在其中一个端面上设置有圆柱形的凹槽。

较优地，所述第二试片的数量为至少两个，任意两个所述第二试片上的所述凹槽的直径和/或深度互不相同。

较优地，还包括管体；

所述管体能够设置在所述管道的流通通路上，以使流经所述管道的流体能够同时流经所述管体；

所述架体和所述试片均设置在所述管体的内腔中，所述架体还包括连接柱，所述固定梁通过所述连接柱固定连接在所述管体的内壁上。

一种管道腐蚀速率的检测方法，使用以上任意技术特征的管路腐蚀速率的检测装置，包括步骤：

S100、对试片进行称重，并记录试片初始重量G1；

S200、将试片连接在固定梁上；

S300、将连接有试片的固定梁放置于与管道内腔连通的空间内，并记录试片在该空间内的放置时间T；

S400、将连接有试片的固定梁从与管道内腔连通的空间内取出；

S500、将试片从固定梁上拆卸下来，并对其进行称重，以获得试片的试验后重量G2，同时测量试片上腐蚀凹陷的深度H；

S600、计算全面腐蚀速率V1和点腐蚀速率V2；

其中V1＝C×{(G1-G2)/S×T×ρ}，C为换算系数，S为试片的表面积，ρ为试片的密度；

V2＝H/T。

较优地，在步骤S500中再将试片从固定梁上拆卸下来之后，先清洗试片，然后再对其进行称重并测量腐蚀凹陷的深度。

较优地，在对所述试片上腐蚀深度H的测量中包括：

分别对所述试片表面的n个腐蚀凹陷的深度进行测量，获得第一腐蚀深度H1、第二腐蚀深度H2、…、第n腐蚀深度Hn，并且H＝(H1+H2+…+Hn)/n,其中n为大于1的整数。

较优地，所述的管路腐蚀速率的检测装置包括管体，所述架体还包括连接柱；

在步骤S100中，将连接有所述试片的所述固定梁通过所述连接柱固定连接在所述管体的内壁上，然后将所述管体安装在所述管道的流通路径上。

本发明的管道腐蚀速率的检测装置通过采用，所述固定梁和所述试片设置在与所述管道内腔连通的空间内，以使所述试片能够位于在与所述管道内部相同的流体环境之内的技术方案，能够对管道的腐蚀速率进行准确预测，进而使管道在失效之前，能够得到修复或更换。

附图说明

图1为实施例一中的管道腐蚀速率的检测装置结构示意图；

图2为图1中的I部放大示意图；

图3为实施例三中的管道腐蚀速率的检测方法流程图。

图中：1-试片；11-第一试片；12-第二试片；13-第一安装通孔；14-凹槽；2-架体；21-固定梁；22-连接柱；23-第二安装通孔；31-安装螺栓；32-安装螺母；4-分隔垫片；5-管体。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明的管道腐蚀速率的检测装置及检测方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

如图1所示，一种管道腐蚀速率的检测装置，包括：试片1和架体2。试片1的材质和管道(图未示出)的材质相同，架体2包括固定梁21，试片1可拆卸连接在固定梁21上，固定梁21和试片1设置在与管道内腔连通的空间内，以使试片1能够位于在与管道内部相同的流体环境之内，也就是说当流体流经管道内部时，流体会同时对管道腐蚀速率的检测装置和管道的内壁进行腐蚀，及二者的腐蚀环境相同。由于试片1的制作材质和管道的制作材质相同，因此可以认为试片1和管道内壁的腐蚀速率相同，这样只需要检测试片1的腐蚀速率就能够对管道的腐蚀速率进行预测，进而实现在管道失效前对其进行修复或更换，避免影响正常工作。

具体地，如图2所示，还包括安装螺栓31和安装螺母32。试片1上设置有第一安装通孔13，固定梁21上设置有第二安装通孔23，安装螺栓31依次穿过第一安装通孔13和第二安装通孔23，并螺纹连接在安装螺母32上，以将试片1连接在固定梁21上。在实际制作中，一个试片1可以通过两个安装螺栓31和两个安装螺母32连接在固定梁上，以提高试片1安装的稳定性，防止试片1从固定梁21上脱落。这样能够便于对试片1和固定梁21进行安装或拆卸。需要说明的是试片1和固定梁21之间的可拆卸连接方式，并不仅限于此，也可以采用其他任意能够实现发明目的的方式。

进一步地，如图2所示，还包括分隔垫片4，分隔垫片4设置在试片1和固定梁21之间，以使在沿安装螺栓31的轴线方向，试片1和固定梁21之间存在缝隙。这样能够防止试片1和固定梁21之间出现贴合，导致试片1与流体的接触面积变小，影响流体对试片1的腐蚀。在实际制作中分隔垫片4可以采用绝缘材质(例如聚四氟乙烯)，同时可以在安装螺栓31的螺栓头和试片1之间以及安装螺母32和固定梁21之间设置绝缘垫片(材料可以为聚四氟乙烯)，以防止缝隙腐蚀和电偶腐蚀。

在实际制作中，为提高工作的适应性，如图1所示，试片1的数量为至少两个，其中包括至少一个第一试片11和至少一个第二试片12。其中第一试片11的形状为矩形体，并且第一试片11的六个端面均为光滑平面，此时通过检测第一侧片11的腐蚀速率断管道在内壁完好情况下的腐蚀速率。如图2所示，第二试片12的形状为矩形体，并且在其中一个端面上设置有圆柱形的凹槽14，此时可以通过检测第二试片12的腐蚀速率判断管道内壁具有腐蚀凹陷时的腐蚀速率。具体地，第二试片12的数量为至少两个，任意两个第二试片12上的凹槽14的直径和/或深度互不相同。这样可以通过凹槽14的直径和/或深度不同的第二试片12来预测内壁具有不同规格腐蚀缺陷的管道的腐蚀速率。

实施例二

本实施例包括实施例一中的全部技术特征，与实施例一的区别是，如图1所示，还包括管体5，管体5能够设置在管道的流通通路上，以使流经管道的流体能够同时流经管体5。架体2和试片1均设置在管体5的内腔中，架体2还包括连接柱22，固定梁21通过连接柱22固定连接在管体5的内壁上，在实际制作中，连接柱22的两端可分别焊接在固定梁21和管体5的内壁上，具体可以采用氩弧焊焊接，以提高焊接强度。在焊接完成后，可以在焊接位置涂覆防腐漆。在使用时，可以直接通过气割的方式从管道上割下长度与管体5相同的管段，然后将内部具有试片1和架体2的管段5替换上去并通过连续焊接的方式安装在管道上。

实施例三

一种管道腐蚀速率的检测方法，使用实施例一和/或实施例二中所描述的管路腐蚀速率的检测装置，如图3所示，包括步骤：

S100、对试片进行称重，并记录试片初始重量G1；

S200、将试片连接在固定梁上；

S300、将连接有试片的固定梁放置于与管道内腔连通的空间内，并记录试片在该空间内的放置时间T；

S400、将连接有试片的固定梁从与管道内腔连通的空间内取出；

S500、将试片从固定梁上拆卸下来，并对其进行称重，以获得试片的试验后重量G2，同时测量试片上腐蚀凹陷的深度H；

S600、计算全面腐蚀速率V1和点腐蚀速率V2；

其中V1＝C×{(G1-G2)/S×T×ρ}，C为换算系数，通常取值为8.67×10⁴，S为试片的表面积，ρ为试片的密度；

V2＝H/T。

在实际使用中，试片1的数量为至少两个，其中包括至少一个第一试片和至少一个第二试片。其中第一试片11的形状为矩形体，并且第一试片11的六个端面均为光滑平面，第二试片12的形状为矩形体，并且在其中一个端面上设置有圆柱形的凹槽14。

当对第一试片进行全面腐蚀速率V1和点腐蚀速率V2计算时，G1第一试片初始重量，G2为第一试片的试验后重量，S为第一试片的表面积，ρ为第一试片的密度，H为第一试片试验后的表面腐蚀凹陷的深度，此时计算出的全面腐蚀速率V1和点腐蚀速率V2、可以判定是内表面无任何缺陷管道的全面腐蚀速率V1和点腐蚀速率V2。

当对第二试片进行全面腐蚀速率V1和点腐蚀速率V2计算时，G1第二试片初始重量，G2为第二试片的试验后重量，S为第二试片的表面积，ρ为第二试片的密度，H为第二试片试验后的表面腐蚀凹陷的深度，此时计算出的全面腐蚀速率V1和点腐蚀速率V2、可以判定是内表面具有大小与第二试片上的凹槽相同的管道的全面腐蚀速率V1和点腐蚀速率V2。

其中，在步骤S500中再将试片从固定梁上拆卸下来之后，先清洗试片，然后再对其进行称重并测量腐蚀凹陷的深度。以保证对试片试验后重量和表面腐蚀凹陷的深度测量的精确性。

具体地，在对试片上腐蚀深度H的测量中包括：分别对试片表面的n个腐蚀凹陷的深度进行测量，获得第一腐蚀深度H1、第二腐蚀深度H2、…、第n腐蚀深度Hn，并且H＝(H1+H2+…+Hn)/n,其中n为大于1的整数。

较优地，的管路腐蚀速率的检测装置包括管体，架体还包括连接柱；

在步骤S100中，将连接有试片的固定梁通过连接柱固定连接在管体的内壁上，然后将管体安装在管道的流通路径上。其中固定梁通过连接柱固定连接在管体的内壁上的具体方式，以及将管体安装在管道的流通路径上上的具体方式可以参照实施例一，此处不再赘述。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种管道腐蚀速率的检测装置，其特征在于：

包括：试片(1)和架体(2)；

所述试片(1)的材质和所述管道的材质相同，所述架体(2)包括固定梁(21)，所述试片(1)可拆卸连接在所述固定梁(21)上，所述固定梁(21)和所述试片(1)设置在与所述管道内腔连通的空间内，以使所述试片(1)能够位于在与所述管道内部相同的流体环境之内。

2.根据权利要求1所述的管道腐蚀速率的检测装置，其特征在于：

还包括安装螺栓(31)和安装螺母(32)；

所述试片(1)上设置有第一安装通孔(13)，所述固定梁(21)上设置有第二安装通孔(23)，所述安装螺栓(31)依次穿过所述第一安装通孔(13)和所述第二安装通孔(23)，并螺纹连接在所述安装螺母(32)上，以将所述试片(1)连接在所述固定梁(21)上。

3.根据权利要求2所述的管道腐蚀速率的检测装置，其特征在于：

还包括分隔垫片(4)；

所述分隔垫片(4)设置在所述试片(1)和所述固定梁(21)之间，以使在沿所述安装螺栓(31)的轴线方向，所述试片(1)和所述固定梁(21)之间存在缝隙。

4.根据权利要求1所述的管道腐蚀速率的检测装置，其特征在于：

所述试片(1)的数量为至少两个，其中包括至少一个第一试片(11)和至少一个第二试片(12)；

所述第一试片(11)的形状为矩形体，并且所述第一试片(11)的六个端面均为光滑平面；

所述第二试片(12)的形状为矩形体，并且在其中一个端面上设置有圆柱形的凹槽(14)。

5.根据权利要求4所述的管道腐蚀速率的检测装置，其特征在于：

所述第二试片(12)的数量为至少两个，任意两个所述第二试片(12)上的所述凹槽(14)的直径和/或深度互不相同。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的管道腐蚀速率的检测装置，其特征在于：

还包括管体(5)；

所述管体(5)能够设置在所述管道的流通通路上，以使流经所述管道的流体能够同时流经所述管体(5)；

所述架体(2)和所述试片(1)均设置在所述管体(5)的内腔中，所述架体(2)还包括连接柱(22)，所述固定梁(21)通过所述连接柱(22)固定连接在所述管体(5)的内壁上。

7.一种管道腐蚀速率的检测方法，使用如权利要求1至6任意一项所述的管路腐蚀速率的检测装置，其特征在于：

包括步骤：

S100、对试片进行称重，并记录试片初始重量G1；

S200、将试片连接在固定梁上；

S300、将连接有试片的固定梁放置于与管道内腔连通的空间内，并记录试片在该空间内的放置时间T；

S400、将连接有试片的固定梁从与管道内腔连通的空间内取出；

S500、将试片从固定梁上拆卸下来，并对其进行称重，以获得试片的试验后重量G2，同时测量试片上腐蚀凹陷的深度H；

S600、计算全面腐蚀速率V1和点腐蚀速率V2；

其中V1＝C×{(G1-G2)/S×T×ρ}，C为换算系数，S为试片的表面积，ρ为试片的密度；

V2＝H/T。

8.根据权利要求7所述的管道腐蚀速率的检测方法，其特征在于：

在步骤S500中再将试片从固定梁上拆卸下来之后，先清洗试片，然后再对其进行称重并测量腐蚀凹陷的深度。

9.根据权利要求8所述的管道腐蚀速率的检测方法，其特征在于：

在对所述试片上腐蚀深度H的测量中包括：

分别对所述试片表面的n个腐蚀凹陷的深度进行测量，获得第一腐蚀深度H1、第二腐蚀深度H2、…、第n腐蚀深度Hn，并且H＝(H1+H2+…+Hn)/n,其中n为大于1的整数。

10.根据权利要求7至9任意一项所述的管道腐蚀速率的检测方法，其特征在于：

所述的管路腐蚀速率的检测装置包括管体，所述架体还包括连接柱；

在步骤S100中，将连接有所述试片的所述固定梁通过所述连接柱固定连接在所述管体的内壁上，然后将所述管体安装在所述管道的流通路径上。

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