CN208588656U - 一种腐蚀试验用溶液预除氧检测和加药装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种腐蚀试验用溶液预除氧检测和加药装置，包括预除氧、倒液系统、溶解氧检测系统、腐蚀试验容器、加药系统、高纯氮气瓶以及尾气收集容器，本实用新型用以对试验溶液进行完全预除氧，并监测溶液中溶解氧含量是否满足试验要求，同时管路一次连接到位后直至预除氧完毕将试验溶液导入试验装置进行腐蚀试验，无须进行管路拆装工作，杜绝了预除氧、倒液切换过程中可能存在的溶解氧混入以及缓蚀剂易挥发等问题，从各个方面保证了腐蚀试验在完全可控的无氧环境中进行。
Description
技术领域
本实用新型涉及材料腐蚀试验测试领域，具体涉及一种腐蚀试验用溶液预除氧检测和加药装置，适用于对试验溶液中溶解氧含量严格要求的模拟工况腐蚀试验，尤其适用于实现石油、天然气等采集和输送管道中的无氧环境(溶解氧含量为ppb痕量级别)，并可用来评价易挥发的气相缓蚀剂对管材的缓蚀效率。
背景技术
为研究材料在其所处环境中的腐蚀行为、规律以及评价缓蚀剂的缓蚀效果，需要进行模拟现场工况环境条件下的材料抗腐蚀性能评测。在石油与天然气工业中，石油管材所处的腐蚀环境，特别是油气井管柱及集输管道内部所处H2S/CO2腐蚀环境均为无氧环境，溶解氧含量为ppb痕量级别。针对H2S/CO2腐蚀环境的缓蚀剂类型大多数为不抗氧气腐蚀成膜型缓蚀剂。相关文献和现场实测数据都表明，在H2S/CO2腐蚀环境中，溶解氧作为一种强氧化剂，即使含有微量，也会对腐蚀速率产生很大的影响，甚至可将腐蚀速率增大数倍，严重影响了腐蚀速率测试结果的有效性及重现性。
为提升腐蚀试验数据的准确性及重现性，国内、外相关标准都对试验溶液中的溶解氧含量提出要求，ASTM G170-2006《在实验室评定和合格鉴定油田和精炼厂的缓蚀剂的标准指南》以及NACE 0177-2016《金属在硫化氢环境中抗应力腐蚀开裂试验》，皆要求试验溶液中氧气浓度要求<5ppb(最佳1ppb)。但对具体的除氧方法、除氧时间以及检测方式未进行具体说明。
目前实验室常用除氧方式有两种，一种是将试样挂入充满腐蚀溶液的高温高压釜等试验容器中，密封后对试验溶液进行除氧操作。这种除氧方式存在以下问题：
(1)由于试样与含有溶解氧的腐蚀溶液提前接触，使得溶解氧对腐蚀试验结果很大影响。不能完全模拟实际无氧工况。
(2)无法检测确定水中溶解氧含量是否满足试验要求，只能凭借个人经验进行评判，试验操作可重复性差。
(3)针对挥发性强的气相缓蚀剂，在对腐蚀溶液的除氧过程中，势必会将已经加入釜中的气相缓蚀剂中易挥发组分去除，影响了缓蚀效率评价结果的准确性。
另一种是采用玻璃瓶加橡胶密封塞的方式针对试验溶液进行预除氧。但该种除氧装置由于不承压，除氧时输入压力稍大或波动，会将橡胶密封瓶塞顶出，影响装置的整体密封性。当进行除氧及倒液操作时，由于除氧及倒液管路分开，需对管路进行拆装，此时可能混入溶解氧。因而不能保证试验溶液除氧彻底，同时也无法对实验溶液中的溶解氧含量进行实时监测，确保溶解氧含量达到ppb级别。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种腐蚀试验用溶液预除氧检测和加药装置，以克服现有技术存在的问题，本实用新型用以对试验溶液进行完全预除氧，并监测溶液中溶解氧含量是否满足试验要求，同时管路一次连接到位后直至预除氧完毕将试验溶液导入试验装置进行腐蚀试验，无须进行管路拆装工作，杜绝了预除氧、倒液切换过程中可能存在的溶解氧混入以及缓蚀剂易挥发等问题，从各个方面保证了腐蚀试验在完全可控的无氧环境中进行。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种腐蚀试验用溶液预除氧检测和加药装置，包括预除氧、倒液系统、溶解氧检测系统、腐蚀试验容器、加药系统、高纯氮气瓶以及尾气收集容器；
所述预除氧、倒液系统包括预除氧容器盖、预除氧容器体和预除氧、倒液阀组，预除氧容器盖连接在预除氧容器体上，预除氧、倒液阀组通过第一共用管线和第二共用管线与预除氧容器盖连接；
所述预除氧、倒液阀组包括预除氧进口管路、预除氧进气管路、进气阀、预除氧出气管路、出气阀、倒液进口管路、进液阀、倒液出口管路、出液阀、倒液管路、倒液阀、预除氧管路、预除氧阀和气体干燥器，所述预除氧进口管路、预除氧进气管路、倒液进口管路通过三通相连接；所述预除氧进气管路、第一共用管线、倒液出口管路通过三通相连接；所述倒液进口管路、预除氧出气管路、第二共用管线通过三通相连接；所述预除氧出气管路、倒液出口管路、倒液管路、预除氧管路通过四通相连接；所述预除氧进气管路上安装进气阀，预除氧出气管路上安装出气阀，倒液进口管路上安装进液阀，倒液出口管路上安装出液阀，倒液管路上安装倒液阀，预除氧管路上串联连接预除氧阀和气体干燥器；
所述预除氧、倒液系统通过预除氧进口管路与高纯氮气瓶相连接，倒液管路和预除氧管路通过三通接头与连接在腐蚀试验容器上的腐蚀试验容器进口管路相连，加药系统通过加药管路与预除氧容器盖相连接，溶解氧测试系统的溶解氧测试进口管路和溶解氧测试出口管路均与预除氧容器盖相连接，腐蚀试验容器通过腐蚀试验容器出口管路与尾气收集容器相连接。
进一步地，预除氧容器体的下方设置有磁力搅拌器，预除氧容器体中设置有与磁力搅拌器配合的磁子。
进一步地，预除氧容器盖与预除氧容器体通过蝶型螺丝连接，且预除氧容器盖与预除氧容器体之间设置有O型密封圈。
进一步地，加药管路上串联连接有加药进液阀和加药出液阀。
进一步地，溶解氧测试进口管路上依次串联有溶解测试进口阀、溶解氧检测仪和循环泵，溶解氧测试出口管路上安装有溶解氧测试出口阀。
进一步地，腐蚀试验容器进口管路上安装有腐蚀试验容器进口阀，腐蚀试验容器出口管路上串联安装腐蚀试验容器出口阀和单向阀。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
本实用新型装置用以对试验溶液进行完全预除氧，并监测溶液中溶解氧含量是否满足试验要求，同时管路一次连接到位后直至预除氧完毕将试验溶液导入试验装置进行腐蚀试验，无须进行管路拆装工作，杜绝了预除氧、倒液切换过程中可能存在的溶解氧混入以及缓蚀剂易挥发等问题，从各个方面保证了腐蚀试验在完全可控的无氧环境中进行。
进一步地，通过设置磁力搅拌器，在进行预除氧时，打开磁力搅拌器，可以提升除氧效率。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
其中，1、进气阀；2、出气阀；3、进液阀；4、出液阀；5、倒液阀；6、预除氧阀；7、气体干燥器；8、加药进液阀；9、加药出液阀；10、溶解氧测试进口阀；11、溶解氧检测仪；12、循环泵；13、溶解氧测试出口阀；14、预除氧容器体；15、预除氧容器盖；16、蝶型螺丝；17、O型密封圈；18、磁力搅拌器；19、磁子；20、腐蚀试验容器；21、尾气收集容器；22、腐蚀试验容器进口阀；23、腐蚀试验容器出口阀；24、单向阀；25、高纯氮气瓶；26、预除氧进口管路；27、倒液进口管路；28、预除氧出气管路；29、倒液出口管路；30、倒液管路；31、预除氧管路；32、腐蚀试验容器出口管路；33、溶解氧测试进口管路；34、溶解氧测试出口管路；35、腐蚀试验容器进口管路；36、加药管路；37、预除氧进气管路；38、第一共用管线；39、第二共用管线。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述：
参照图1，一种腐蚀试验用溶液预除氧检测及加药装置，包括预除氧、倒液系统，溶解氧检测系统，腐蚀试验容器20，加药系统，磁力搅拌器，尾气收集容器21。其中，预除氧、倒液系统通过预除氧进口管路26与高纯氮气瓶25相连接；两条并行管路倒液管路30和预除氧管路31通过三通接头与腐蚀试验容器进口管路35相连。加药系统的加药管路36通过密封螺纹与预除氧、倒液系统的预除氧容器盖15相连接。溶解氧测试系统的溶解氧测试进口管路33和溶解氧测试出口管路34分别通过密封螺纹与预除氧、倒液系统的预除氧容器盖15相连接。腐蚀试验容器通过腐蚀试验容器出口管路32与尾气收集容器21相连接。磁力搅拌器18放置于预除氧容器体14下方；磁子19放置于预除氧容器体14内部。
参照图1，所述的预除氧、倒液系统由预除氧、倒液阀组、预除氧容器盖15、预除氧容器体14、蝶型螺丝16、O型密封圈17组成。预除氧容器盖15通过蝶型螺丝16与预除氧容器体14相连接，并通过O型密封圈17实现密封；预除氧、倒液阀组分别通过第一共用管线38和第二共用管线39与预除氧容器盖15密封螺纹连接。
参照图1，所述的预除氧、倒液阀组由预除氧进口管路26、预除氧进气管路37、进气阀1、预除氧出气管路28、出气阀2、第一共用管线38、第二共用管线39、倒液进口管路27、进液阀3、倒液出口管路29、出液阀4、倒液管路30、倒液阀5、预除氧管路31、预除氧阀6、气体干燥器7组成。预除氧进口管路26、预除氧进气管路37、倒液进口管路27通过三通相连接。预除氧进气管路37、第一共用管线38、倒液出口管路29通过三通相连接。倒液进口管路27、预除氧出气管路28、第二共用管线39通过三通相连接。预除氧出气管路28、倒液出口管路29、倒液管路30、预除氧管路31通过四通相连接。预除氧进气管路37上安装进气阀1，预除氧出气管路28上安装出气阀2，倒液进口管路27上安装进液阀3，倒液出口管路29上安装出液阀4，倒液管路30上安装倒液阀5，预除氧管路31上串联连接预除氧阀6、气体干燥器7。
参照图1，所述的加药系统由加药管路36、加药进液阀8、加药出液阀9组成。加药管路36上串联连接加药进液阀8和加药出液阀9。
参照图1，所述的溶解氧检测系统由溶解氧测试进口管路33、溶解氧测试进口阀10、溶解氧测试出口管路34、溶解氧测试出口阀13、溶解氧检测仪11和循环泵12组成。溶解氧测试进口管路33上依次串联溶解氧测试进口阀10、溶解氧检测仪11和循环泵12。溶解氧测试出口阀13安装在溶解氧测试出口管路34上。
参照图1，腐蚀试验容器20上连接有腐蚀试验容器进口管路35、腐蚀试验容器出口管路32，腐蚀试验容器进口管路35上连接有腐蚀试验容器进口阀22，腐蚀试验容器出口管路32上串联安装有腐蚀试验容器出口阀23、单向阀24组成。
预除氧容器盖、预除氧容器体和所有连接管路材质均采用无磁性的316L不锈钢，所用密封连接方式为NPT螺纹密封，溶解氧测试循环泵为齿轮泵，溶解氧测试仪测氧探头采用光传感测量原理，测量精度为ppb级。
一种腐蚀试验用溶液预除氧及加药方法，包括以下步骤：
步骤一、将预除氧、倒液系统通过预除氧进口管路26与高纯氮气瓶25相连接。溶解氧测试系统的溶解氧测试进口管路33和溶解氧测试出口管路34分别通过密封螺纹与预除氧、倒液系统的预除氧容器盖15相连接。腐蚀试验容器通过腐蚀试验容器出口管路32与尾气收集容器21相连接。加药系统的加药管路36通过密封螺纹与预除氧、倒液系统的预除氧容器盖15相连接。磁力搅拌器18放置于预除氧容器体14下方，磁子19放置于预除氧容器体14内部。并确保所有阀门处于关闭状态。
步骤二、将试验溶液倒入预除氧容器体14内，用蝶型螺丝16连接预除氧容器体14与预除氧容器盖15，并于中间放置O型圈密封。并确保所有阀门处于关闭状态。
步骤三、如需进行缓蚀剂评价，打开加药进液阀8，将配制好的缓蚀剂用移液器加入并储存在加液管路中，关闭加药进液阀8。
步骤四、依次打开进气阀1、出气阀2、预除氧阀6、腐蚀试验容器进口阀22、腐蚀试验容器出口阀23，对试验溶液以及腐蚀实验容器同时进行预除氧。打开磁力搅拌器，以50-80转/分的转速对溶液进行搅拌，提升除氧效率。打开溶解氧测试进口阀10、溶解氧测试出口阀13，开启循环泵12以及溶解氧测试仪11，对试验溶液内的溶解氧含量进行监测。
步骤五、当溶解氧测试仪显示溶液中的溶解氧含量满足试验要求后，关闭溶解氧测试进口阀10、溶解氧测试出口阀13、进气阀1、出气阀2。如需评价缓蚀剂，打开加药出液阀9，将加药管路36中的缓蚀剂加入试验溶液后，关闭加药出液阀9以及预除氧阀6，预除氧过程完毕。
步骤六、依次打开进液阀3、出液阀4、倒液阀5，将除氧后的试验溶液导入腐蚀试验容器20中，倒液完毕后，关闭腐蚀试验容器进口阀22以及腐蚀试验容器出口阀23，完成倒液过程。
本方法从将试验溶液加入预除氧容器体开始，直至将除氧后的试验溶液导入腐蚀试验容器中，无须进行管路拆装工作，杜绝了预除氧、倒液切换过程中可能存在的溶解氧混入以及缓蚀剂易挥发等问题，从各个方面保证了腐蚀试验在完全可控的无氧环境中进行，而且在除氧过程中队氧含量进行监测，确保溶解氧含量达到ppb级别。
Claims (6)
1.一种腐蚀试验用溶液预除氧检测和加药装置，其特征在于，包括预除氧、倒液系统、溶解氧检测系统、腐蚀试验容器(20)、加药系统、高纯氮气瓶(25)以及尾气收集容器(21)；
所述预除氧、倒液系统包括预除氧容器盖(15)、预除氧容器体(14)和预除氧、倒液阀组，预除氧容器盖(15)连接在预除氧容器体(14)上，预除氧、倒液阀组通过第一共用管线(38)和第二共用管线(39)与预除氧容器盖(15)连接；
所述预除氧、倒液阀组包括预除氧进口管路(26)、预除氧进气管路(37)、进气阀(1)、预除氧出气管路(28)、出气阀(2)、倒液进口管路(27)、进液阀(3)、倒液出口管路(29)、出液阀(4)、倒液管路(30)、倒液阀(5)、预除氧管路(31)、预除氧阀(6)和气体干燥器(7)，所述预除氧进口管路(26)、预除氧进气管路(37)、倒液进口管路(27)通过三通相连接；所述预除氧进气管路(37)、第一共用管线(38)、倒液出口管路(29)通过三通相连接；所述倒液进口管路(27)、预除氧出气管路(28)、第二共用管线(39)通过三通相连接；所述预除氧出气管路(28)、倒液出口管路(29)、倒液管路(30)、预除氧管路(31)通过四通相连接；所述预除氧进气管路(37)上安装进气阀(1)，预除氧出气管路(28)上安装出气阀(2)，倒液进口管路(27)上安装进液阀(3)，倒液出口管路(29)上安装出液阀(4)，倒液管路(30)上安装倒液阀(5)，预除氧管路(31)上串联连接预除氧阀(6)和气体干燥器(7)；
所述预除氧、倒液系统通过预除氧进口管路(26)与高纯氮气瓶(25)相连接，倒液管路(30)和预除氧管路(31)通过三通接头与连接在腐蚀试验容器(20)上的腐蚀试验容器进口管路(35)相连，加药系统通过加药管路(36)与预除氧容器盖(15)相连接，溶解氧测试系统的溶解氧测试进口管路(33)和溶解氧测试出口管路(34)均与预除氧容器盖(15)相连接，腐蚀试验容器(20)通过腐蚀试验容器出口管路(32)与尾气收集容器(21)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种腐蚀试验用溶液预除氧检测和加药装置，其特征在于，预除氧容器体(14)的下方设置有磁力搅拌器(18)，预除氧容器体(14)中设置有与磁力搅拌器(18)配合的磁子(19)。
3.根据权利要求1所述的一种腐蚀试验用溶液预除氧检测和加药装置，其特征在于，预除氧容器盖(15)与预除氧容器体(14)通过蝶型螺丝(16)连接，且预除氧容器盖(15)与预除氧容器体(14)之间设置有O型密封圈(17)。
4.根据权利要求1所述的一种腐蚀试验用溶液预除氧检测和加药装置，其特征在于，加药管路(36)上串联连接有加药进液阀(8)和加药出液阀(9)。
5.根据权利要求1所述的一种腐蚀试验用溶液预除氧检测和加药装置，其特征在于，溶解氧测试进口管路(33)上依次串联有溶解测试进口阀(10)、溶解氧检测仪(11)和循环泵(12)，溶解氧测试出口管路(34)上安装有溶解氧测试出口阀(13)。
6.根据权利要求1所述的一种腐蚀试验用溶液预除氧检测和加药装置，其特征在于，腐蚀试验容器进口管路(35)上安装有腐蚀试验容器进口阀(22)，腐蚀试验容器出口管路(32)上串联安装腐蚀试验容器出口阀(23)和单向阀(24)。
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| CN201821231554.2U CN208588656U (zh) | 2018-08-01 | 2018-08-01 | 一种腐蚀试验用溶液预除氧检测和加药装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108872055A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-11-23 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种腐蚀试验用溶液预除氧检测和加药装置及方法 |
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