CN1657901A - 高温高压冷凝水腐蚀模拟实验装置 - Google Patents

高温高压冷凝水腐蚀模拟实验装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高温高压冷凝水腐蚀模拟实验装置，包括：高温高压釜、控制箱、冷凝器、高压气瓶及磁力驱动装置；磁力驱动装置(10)与高压釜的上盖(13)通过螺栓连接，高压气瓶导气管与高压釜进气管(3)之间用螺扣连接，冷凝器(18)与冷却水出水管(1)之间焊接连接，冷却水出水管(1)穿过高压釜上盖(14)，用高压釜上盖(14)上部的螺帽将出水管(1)与高压釜上盖(14)紧固，出水管(1)与高压釜上盖(14)之间通过密封圈进行密封。在高温高压釜(21)内部，旋转轴(20)的上部有盛有导热的水介质的密封容器(15)，在密封水容器的内部有冷却用的静止装置(22)。本发明的优点在于：很好地模拟管道顶部的腐蚀情况。

Description

高温高压冷凝水腐蚀模拟实验装置
技术领域
本发明属于模拟实验装置技术领域，特别是提供了一种高温高压冷凝水腐蚀模拟实验装置。适用于水平管道内流动的高温高压多相介质中水蒸汽在管道顶部凝结后导致的管道顶部腐蚀的模拟实验，尤其适用于模拟石油、天然气等采集和输送管道上部所出现的蒸汽腐蚀情况，以进行输送高温高压多相流体管道顶部蒸汽腐蚀的模拟实验，可用来评定气相缓蚀剂对管道顶部腐蚀的缓蚀效率。
背景技术
输送高温高压多相介质管道的顶部腐蚀是一种常见的现象，例如油气工业采集和输送过程石油、天然气中含有一定的水分，含有水分的介质在管道中流动时，如果这些介质不能充满整个管道，在管道上部出现孔隙，管道顶部的温度往往低于管道中其它的部位，介质中的水分蒸发出的水蒸汽在管道的顶部凝结，当介质中含有CO2气体的情况下，CO2气体会进入水蒸汽中，从而导致在水蒸汽凝结的部位出现腐蚀。目前，还没有一种管道顶部腐蚀的模拟实验装置，限制了这种腐蚀现象的机理、规律的研究，也不能有效地评价抑制或防止管道顶部腐蚀的缓蚀剂的缓蚀效率。以往的工作中，采用在高温高压釜中的气氛中挂有金属试样的方法进行管道顶部腐蚀的模拟实验研究，但由于金属试样在气氛中其温度与腐蚀液体介质一致，因此在金属试样上的凝结的水分很少，且试样静止，对管道内部流动腐蚀性介质所造成的管道顶部腐蚀的模拟性不好。
发明内容
本发明的目的在于提供高温高压冷凝水腐蚀模拟实验装置，为研究输送多相流体的管道顶部水蒸气凝结引起的腐蚀规律、机理和评定气相缓蚀剂的缓蚀效率，提供了一套可模拟管道顶部腐蚀的实验装置。该实验装置可以方便地模拟输送高温高压流体的管道内表面顶部低温区水蒸汽的凝结所引起的顶部腐蚀现象。
本发明的装置包括：高温高压釜、控制箱、冷凝器、高压气瓶及磁力驱动装置。磁力驱动装置10与高压釜的上盖13通过螺栓进行连接，中间放置密封垫进行密封。高压气瓶导气管与高压釜进气管3之间用螺栓连接。冷凝器18与冷却水出水管1之间焊接连接，冷却水出水管1穿过高压釜上盖14，用高压釜上盖14上部的螺帽将出水管1与高压釜上盖14紧固，出水管1与高压釜上盖14之间通过密封圈进行密封。控制箱与高压釜21用导线连接。装置采用磁力驱动，在高压釜21内部，旋转轴20的上部有盛有导热的水介质的密封容器15，密封容器的外表面布置试样5。在密封水容器的内部有冷却用的静止装置22，内部通有循环冷却水，冷却水的温度通过密封容器15内的温度传感器2进行测量。其中，与旋转轴20固定在一起的旋转冷凝器18与静止的上盖板14的接触表面经过渗碳处理，接触密封，防止冷凝器18内的水由于高速旋转而溢出。
冷却水进水管(11)和冷却水出水管(1)与循环水箱连接，循环水箱中有水泵可以使冷却水在管道内循环。试样(5)在冷凝器(18)的外表面放置，冷凝器(18)可以旋转。磁力驱动装置(10)通过转轴带动冷凝器(18)，从而使试样(5)旋转。高压釜控制箱可以控制高压釜(21)内的温度和试样(18)的转速，并显示导热水和高压釜(21)内的温度。磁力驱动装置(10)进行了简化，高压釜控制箱在图1中略去。高压釜的容积为4升，最高工作温度为160℃，最大工作压力为2MPa。
本发明的优点在于：可通过循环冷却液对试样进行冷却，使试样表面的温度显著低于高温高压釜内的温度，从而使水蒸汽在旋转试样的表面凝结，使试样表面发生腐蚀，很好地模拟管道顶部的腐蚀情况。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。其中，冷却水出水管1，测温电阻2，进气管3，加热保温装置4，试样5，冷却水通过孔6，测温电阻7，高压釜下盖8，测速探头9，磁力驱动装置10，冷却水进水管11，出气管12，高压釜上盖13，上盖板14，密封容器15，高压釜壁16，溶液出口17，冷凝器18，冷却水管19，旋转轴20，高压釜21，冷却用的静止装置22。
具体实施方式
本发明的磁力驱动装置10与高压釜的上盖13通过螺栓进行连接，中间用密封垫密封。高压气瓶导气管与高压釜进气管3之间螺扣连接。冷凝器18与冷却水出水管1之间焊接连接，冷却水15出水管1穿过高压釜上盖14，出水管1与高压釜上盖14紧固，出水管1与高压釜上盖14之间用螺栓紧固，并通过密封圈进行密封。打开上釜盖13，向釜内倒入实验用溶液，溶液液面的位置要低于冷凝器18的下表面。将试样5放置在环形的试样架上，向冷却器18内倒入导热水15介质，盖上釜盖13，冷却器上盖板14与冷却器下部紧密接触，放置冷却器下部旋转时，冷却器中导热用的水由于离心力作用甩出冷却器。通过加热保温装置4中的电阻丝加热高压釜内的溶液，通过进气管3通入实验用气体(如CO2)，通过排气管12少量释放出釜内的气体，以保证实验用气体持续通入到实验溶液中。通过电阻测温装置2测量出冷凝器18中水15的温度，并在控制箱上显示。由于冷凝器18的冷却，试样5的温度与水15的温度接近，低于釜内气氛的温度，高压釜21内溶液的蒸汽在低温的试样5表面凝结，高压釜21内气相区域是通入的实验气体和溶液蒸汽的混合气氛，试验气体溶入在试样5表面的冷凝液中，同时试样5以一定的速度旋转，在试样5表面会发生冷凝气体腐蚀。试样5旋转的速度可由测速探头9测出并在控制箱上显示。该实验装置可有效模拟传输流体管道顶部水蒸汽冷凝后所造成的腐蚀。

Claims (2)

1、一种高温高压冷凝水腐蚀模拟实验装置，其特征在于：该装置包括：高温高压釜、控制箱、冷凝器、高压气瓶及磁力驱动装置；磁力驱动装置(10)与高压釜的上盖(13)通过螺栓连接，中间放置密封垫；高压气瓶导气管与高压釜进气管(3)之间用螺栓连接，冷凝器(18)与冷却水出水管(1)之间焊接连接，冷却水出水管(1)穿过高压釜上盖(14)，用高压釜上盖(14)上部的螺帽将出水管(1)与高压釜上盖(14)紧固，出水管(1)与高压釜上盖(14)之间通过密封圈进行密封；控制箱与高压釜(21)之间用导线连接，在高压釜(21)内部，旋转轴(20)的上部有盛有导热用水介质的密封容器(15)，密封容器的外表面放置试样(5)；在密封容器(15)的内部有冷却用的静止装置(22)，温度通过密封容器(15)内的温度传感器(2)进行测试；其中，与旋转轴(20)固定在一起的旋转冷凝器(18)与静止的上盖板(14)的接触表面经过渗碳处理，接触密封，防止冷凝器(18)内的水由于高速旋转而溢出。
2、按照权利要求1所述的实验装置，其特征在于：冷却试样进水管(11)和出水管(12)与循环水箱连接，循环水箱中有水泵；试样(5)在冷凝器(18)的外表面放置；冷凝器(18)旋转，冷凝器的上盖板静止，磁力驱动装置(10)通过旋转轴(20)带动冷凝器(18)，使试样(5)旋转。
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