CN211528176U - 分布式流态体垢下腐蚀研究用模拟试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分布式流态体垢下腐蚀研究用模拟试验装置，包括用于盛装试验流态体的缓冲罐，缓冲罐上连通有流态体循环管，流态体循环管上连接有流态体循泵，流态体循环管的上管壁内安装有参比电极，参比电极通过电压跟随电路连接至信号采集单元，流态体循环管上还串联有至少一个管式阵列电极探头，与管式阵列电极探头对应电连接有电子开关，与电子开关串联有信号采集电路，信号采集电路连接至信号采集单元，信号采集单元还分别连接至各电子开关；本实用新型主要用于研究原油输送过程中管道的垢下腐蚀现象，尤其是在原位生长垢层研究方面，具有非常高的可信度，管式阵列电极探头方便拆卸，设计合理，可重复性高，操作性强。

Description

分布式流态体垢下腐蚀研究用模拟试验装置

技术领域

本实用新型涉及流态体垢下腐蚀检测设备的模拟试验技术领域，尤其涉及一种分布式流态体垢下腐蚀研究用模拟试验装置。

背景技术

金属材料在使用过程中常会与周围的环境发生化学和电化学作用，引发腐蚀风险，其中油气输送管道的特殊环境会产生 CO2、H2S等腐蚀性气体，且伴随有微生物的砂垢沉积，形成复杂介质环境下的垢下腐蚀，导致油气输送管道泄漏失效。

为了对垢下腐蚀进行深入的研究，专利CN202757870U 和 CN102680382A 公开了一种垢下腐蚀试验支架及其试验方法用于评价油气输送介质中的砂、硫元素以及 CaCO3、BaSO4等垢层一起在管道内部表面沉积造成的垢下腐蚀。而一种垢下腐蚀实验支架及其实验方法（申请号：ZL201210144586.X）包括支架面板和支架底座；支架面板和支架底座的外部边缘处设有位置相对应的固定孔，支架面板和支架底座通过设置在固定孔内的固定件相连接固定；支架面板上设有和工作电极直径相同的工作电极孔，工作电极孔的周围设有面板凹槽，内设有面板O型圈；支架底座上设有底座凹槽，底座凹槽内设有底座O型圈；支架底座上位于底座O型圈内径圆周内的位置处设有三个电触头，电触头的下端插入电触头支座的顶部；支架底座上设有导线凹槽，电触头支座上均设有电导线；其实验方法能在同一腐蚀试片上进行电化学腐蚀测试、腐蚀失重测量和表面形貌观察，适用于电化学腐蚀及垢下腐蚀模拟研究。它主要关注的是垢下腐蚀条件下的电化学腐蚀测试，不能实现因垢层厚度不同导致的电偶效应和高温高压下的动态模拟。

专利CN103884639A公开了一种动态模拟垢下腐蚀的实验方法及其装置，提供的实验方法能在两个试片间模拟电偶效应，且能实现腐蚀失重测量、表面形貌观察，适用于垢下腐蚀动态模拟实验研究。其实验装置包括主体环形夹具和扇形辅助试片；主体环形夹具中心位置设有圆形空心孔和相对应的豁口，主体环形夹具和外接驱动轴通过豁口连接固定；主体环形夹具底部设有凹槽，将电导线置于凹槽内连接两个实验试片；每两个实验试片间采用扇形辅助试片实现物理隔离；可调节辅助试片的厚度，使其与实验试片间的厚度差等于实验要求的垢层厚度。本发明具有实验方法可靠，可信度高，装置结构简单，方便实用的优点。

此外，专利CN103792182A公开了一种模拟垢下腐蚀的双电解池及应用，包括有机玻璃双电解池、工作电极、辅助电极、参比电极和离子扩散通道。有机玻璃双电解池由外电解池和内电解池组成；外电解池为敞开体系，有通气孔，用于本体溶液阴极区测量；内电解池为密闭装置，用于垢层下闭塞微环境的阳极区测量。工作电极、辅助电极和参比电极通过电解池顶盖上的橡胶塞固定，用于电化学参数的测量。离子扩散通道是连接内外电解池的有机玻璃通道，在通道中填充腐蚀垢层用于模拟真实垢层环境，并实现垢层内外离子的交换；扩散通道通过栓塞固定。该电解池便于垢下腐蚀的各项电化学参数的测量、可以较为准确地模拟垢层内、外的腐蚀环境，获取垢下腐蚀过程的信息及其动态变化。

但上述方法都存在不足，一是不能获得管道的局部腐蚀与结垢的信息，二是不能模拟真实管道流动状态下的环境。CN207457033U设计了一种测试覆盖物下腐蚀的单电极交叉阵列电极系统，将辅助电极、工作电极和参比电极划分为小的测试单元，在小的测试单元中测量每个工作电极的腐蚀电化学信息，得到了垢下局部腐蚀的信息，同时大幅降低了在表面具有覆盖物情况下，由于电极表面覆盖物导致电极工作环境不同所造成的腐蚀电化学差异。为了模拟真实的管道环境，专利CN103335939A公开了一种管流式内壁冲刷腐蚀试验装置，可以作为模拟管道内壁冲刷腐蚀的小型试验装置，用于对实际管材的耐冲刷腐蚀性能做出评价，同时解决传统的管流式冲刷腐蚀试验装置建造成本高的问题。一种弯管冲刷腐蚀测试系统及测试方法（CN 104634684 A）中的测试弯管内壁设有多个凹槽，可以在测试弯管的不同微小区域进行挂片，实现测试弯管冲刷腐蚀失重测试和电化学测试的同步进行。但这种方法并未在直管段上进行微区测试，而这一部分往往更容易发生沉积物聚集。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于模拟因管道结垢导致表面不均匀所造成的电偶效应，以及研究加入缓蚀剂或者阻垢剂对管道结垢或局部腐蚀影响的分布式流态体垢下腐蚀研究用模拟试验装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：分布式流态体垢下腐蚀研究用模拟试验装置，包括用于盛装试验流态体的缓冲罐，所述缓冲罐上连通有流态体循环管，所述流态体循环管上连接有流态体循泵，所述流态体循环管的上管壁内安装有参比电极，所述参比电极通过电压跟随电路连接至信号采集单元，所述流态体循环管上还串联有至少一个管式阵列电极探头，与所述管式阵列电极探头对应电连接有电子开关，与所述电子开关串联有信号采集电路，所述信号采集电路连接至所述信号采集单元，所述信号采集单元还分别连接至各所述电子开关。

作为优选的技术方案，所述管式阵列电极探头包括电极阵列安装管，贯穿所述电极阵列安装管的管壁阵列布置有电极安装孔；还包括电极单体，所述电极单体上电连接有连接导线，所述连接导线与所述电极单体的连接处及所述连接导线的外侧包覆有保护套管，所述电极单体外周包覆有电极绝缘套管，所述电极单体与所述电极绝缘套管之间填充有环氧树脂层，所述电极绝缘套管密封螺纹安装于所述电极安装孔内。

作为优选的技术方案，所述电极阵列安装管设置为直管或弧管，各所述电极单体的内端分别朝向所述电极阵列安装管的中心线方向设置，且所述电极单体的内端与所述电极阵列安装管的内壁齐平设置。

作为优选的技术方案，所述信号采集电路包括放大器A1，所述放大器A1的同向输入端接地设置，所述放大器A1的反向输入端连接至所述电子开关，所述放大器A1的输出端连接至所述信号采集单元，所述放大器A1的反向输入端与输出端之间还连接有可调电阻RC。

作为优选的技术方案，所述电压跟随电路包括放大器A2，所述放大器A2的同向输入端与所述参比电极连接，所述放大器A2的输出端连接至所述信号采集单元，所述放大器A2的反向输入端与输出端之间还连接有电阻R。

作为优选的技术方案，所述缓冲罐包括罐体，所述罐体上设有用于输入流态体的注入管和用于调节所述罐体内气压的通气管。

作为对上述技术方案的改进，所述缓冲罐内设有控温装置，所述控温装置连接至所述信号采集单元。

作为对上述技术方案的改进，所述电极单体的直径为3mm-8mm。

作为对上述技术方案的改进，所述电极单体为圆柱形结构。

作为对上述技术方案的改进，所述电极单体的长度大于管道壁厚。

由于采用了上述技术方案，分布式流态体垢下腐蚀研究用模拟试验装置，包括用于盛装试验流态体的缓冲罐，所述缓冲罐上连通有流态体循环管，所述流态体循环管上连接有流态体循泵，所述流态体循环管的上管壁内安装有参比电极，所述参比电极通过电压跟随电路连接至信号采集单元，所述流态体循环管上还串联有至少一个管式阵列电极探头，与所述管式阵列电极探头对应电连接有电子开关，与所述电子开关串联有信号采集电路，所述信号采集电路连接至所述信号采集单元，所述信号采集单元还分别连接至各所述电子开关；本实用新型主要用于研究原油输送过程中管道的垢下腐蚀现象，主要具有以下优点：

1、能够模拟真实条件下油田输送管道内的垢下腐蚀过程，尤其是在原位生长垢层研究方面，具有非常高的可信度；

2、还适用于电化学腐蚀及垢下腐蚀的模拟研究，如油气系统设备的 CO2 和 H2S腐蚀，砂、元素硫及垢层沉积处金属的腐蚀及缓蚀剂性能评价等；

3、能够对由于垢层分布不均导致的电偶效应及垢层开裂导致的缝隙腐蚀效应进行模拟；

4、基于电极单体在管内的空间分布特点，可以实现监测垢下局部腐蚀的萌生和生长过程，对油田管道防腐措施的确定及使用具有较高的指导意义；

5、能够模拟温度、流速、介质成分以及空间位置等多场耦合条件下的腐蚀以及结垢过程，从而有助于弄清管道内垢下腐蚀的机制；

6、电极单体与电极阵列安装管为螺纹连接，方便拆卸，易于测量腐蚀失重及对电极单体表面进行微观形貌表征；

7、结构简单，试验方法可靠，设计合理，可重复性高，操作性强。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型直管形式的管式阵列电极探头的结构示意图；

图3是本实用新型弧管形式的管式阵列电极探头的结构示意图；

图4是本实用新型管式阵列电极探头的剖面结构示意图；

图5是本实用新型电极单体的结构示意图；

图中：1-缓冲罐；101-罐体；102-注入管；103-通气管；2-流态体循环管；3-流态体循泵；4-参比电极；5-管式阵列电极探头；51-电极阵列安装管；52-电极安装孔；53-电极单体；54-连接导线；55-保护套管；56-电极绝缘套管；57-环氧树脂层；6-电子开关；7-模拟垢层；8-控温装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图1所示，分布式流态体垢下腐蚀研究用模拟试验装置，包括用于盛装试验流态体的缓冲罐1，本实施例中的流态体主要指原油。所述缓冲罐1上连通有流态体循环管2，所述流态体循环管2上连接有流态体循泵3。所述缓冲罐1包括罐体101，所述罐体101上设有用于输入流态体的注入管102和用于调节所述罐体101内气压的通气管103。所述注入管102与流态体源连接，实现加入不同成分的化学介质，用于模拟流态体不同的腐蚀环境。所述通气管103实现所述罐体101内外空间连通，用于调整所述缓冲罐1内气压。所述缓冲罐1内盛装试验用的流态体如原油，所述流态体循环管2与所述流态体循泵3配合，使所述缓冲罐1内的流态体循环流动，实现流态体的流动模拟，且所述流态体循环管2输入口设于所述流态体循环管2输出管的上方，以减少流态体流动时的阻力，减少所述流态体循泵3的负担。另外，通过所述流态体循泵3可以调节管道内流体流速，用于研究流速对垢下腐蚀的影响。所述流态体循环管2为密封管道，可以控制管道内的溶解氧和CO2、H2S的浓度。

所述流态体循环管2的上管壁内安装有参比电极4，所述参比电极4通过电压跟随电路连接至信号采集单元。其中所述电压跟随电路包括放大器A2，所述放大器A2的同向输入端与所述参比电极4连接，所述放大器A2的输出端连接至所述信号采集单元，所述放大器A2的反向输入端与输出端之间还连接有电阻R。所述参比电极4检测流态体信号通过所述电压跟随电路后输送至所述信号采集单元，在所述信号采集单元内形成基准电位信号。所述信号采集单元相当于上位机，包括微处理器、硬盘、内存和系统总线等电子部件，为本技术领域普通技术人员所熟知的内容，在此不再赘述。

所述流态体循环管2上还串联有至少一个管式阵列电极探头5，与所述管式阵列电极探头5对应电连接有电子开关6，各所述电子开关6串联设置，与所述电子开关6还串联有信号采集电路，所述信号采集电路连接至所述信号采集单元，所述信号采集单元还分别连接至各所述电子开关6。所述电子开关6与所述管式阵列电极探头5的设置数目对应，且当所述管式阵列电极探头5设置为多个时，多个所述电子开关6依次串联后再连接至所述信号采集电路。所述信号采集电路包括放大器A1，所述放大器A1的同向输入端接地设置，所述放大器A1的反向输入端连接至所述电子开关6，所述放大器A1的输出端连接至所述信号采集单元，所述放大器A1的反向输入端与输出端之间还连接有可调电阻RC。

在实际使用时，在所述管式阵列电极探头5内可预设有模拟垢层7，并通过所述流态体循泵3调整所述流态体循环管2内流态体的流速，以模拟不同流动状态下的垢下腐蚀环境。通过所述信号采集单元对所述电子开关6的通断控制，可选择所述管式阵列电极探头5内某电极单体53与所述信号采集电路相连，从而获取该电极单体53的相对于所述参比电极4（RE）的自腐蚀电位，以及测量该电极单体53与所述管式阵列电极探头5中所有剩余电极单体53之间的电偶电流。

实施例二

分布式流态体垢下腐蚀研究用模拟试验装置，包括用于盛装试验流态体的缓冲罐1，本实施例中的流态体主要指原油。所述缓冲罐1上连通有流态体循环管2，所述流态体循环管2上连接有流态体循泵3。所述缓冲罐1包括罐体101，所述罐体101上设有用于输入流态体的注入管102和用于调节所述罐体101内气压的通气管103。所述注入管102与流态体源连接，实现加入不同成分的化学介质，用于模拟流态体不同的腐蚀环境。所述通气管103实现所述罐体101内外空间连通，用于调整所述缓冲罐1内气压。所述缓冲罐1内盛装试验用的流态体如原油，所述流态体循环管2与所述流态体循泵3配合，使所述缓冲罐1内的流态体循环流动，实现流态体的流动模拟，且所述流态体循环管2输入口设于所述流态体循环管2输出管的上方，以减少流态体流动时的阻力，减少所述流态体循泵3的负担。另外，通过所述流态体循泵3可以调节管道内流体流速，用于研究流速对垢下腐蚀的影响。所述流态体循环管2为密封管道，可以控制管道内的溶解氧和CO2、H2S的浓度。

所述流态体循环管2的上管壁内安装有参比电极4，所述参比电极4通过电压跟随电路连接至信号采集单元。其中所述电压跟随电路包括放大器A2，所述放大器A2的同向输入端与所述参比电极4连接，所述放大器A2的输出端连接至所述信号采集单元，所述放大器A2的反向输入端与输出端之间还连接有电阻R。所述参比电极4检测流态体信号通过所述电压跟随电路后输送至所述信号采集单元，在所述信号采集单元内形成基准电位信号。所述信号采集单元相当于上位机，包括微处理器、硬盘、内存和系统总线等电子部件，为本技术领域普通技术人员所熟知的内容，在此不再赘述。

所述流态体循环管2上还串联有至少一个管式阵列电极探头5，与所述管式阵列电极探头5对应电连接有电子开关6，各所述电子开关6串联设置，与所述电子开关6还串联有信号采集电路，所述信号采集电路连接至所述信号采集单元，所述信号采集单元还分别连接至各所述电子开关6。所述电子开关6与所述管式阵列电极探头5的设置数目对应，且当所述管式阵列电极探头5设置为多个时，多个所述电子开关6依次串联后再连接至所述信号采集电路。所述信号采集电路包括放大器A1，所述放大器A1的同向输入端接地设置，所述放大器A1的反向输入端连接至所述电子开关6，所述放大器A1的输出端连接至所述信号采集单元，所述放大器A1的反向输入端与输出端之间还连接有可调电阻RC。

在实际使用时，在所述管式阵列电极探头5内可预设有模拟垢层7，并通过所述流态体循泵3调整所述流态体循环管2内流态体的流速，以模拟不同流动状态下的垢下腐蚀环境。通过所述信号采集单元对所述电子开关6的通断控制，可选择所述管式阵列电极探头5内某电极单体53与所述信号采集电路相连，从而获取该电极单体53的相对于所述参比电极4（RE）的自腐蚀电位，以及测量该电极单体53与所述管式阵列电极探头5中所有剩余电极单体53之间的电偶电流。

如图2、3、4和5所示，本实施例中所述管式阵列电极探头5包括电极阵列安装管51，贯穿所述电极阵列安装管51的管壁阵列布置有电极安装孔52；还包括电极单体53，所述电极单体53上电连接有连接导线54，所述连接导线54与所述电极单体53的连接处及所述连接导线54的外侧包覆有保护套管55，所述电极单体53外周包覆有电极绝缘套管56，所述电极单体53与所述电极绝缘套管56之间填充有环氧树脂层57，所述电极绝缘套管56密封螺纹安装于所述电极安装孔52内。且所述电极阵列安装管51设置为直管或弧管，各所述电极单体53的内端分别朝向所述电极阵列安装管51的中心线方向设置，且所述电极单体53的内端与所述电极阵列安装管51的内壁齐平设置。

实施例三

分布式流态体垢下腐蚀研究用模拟试验装置，包括用于盛装试验流态体的缓冲罐1，本实施例中的流态体主要指原油。所述缓冲罐1上连通有流态体循环管2，所述流态体循环管2上连接有流态体循泵3。所述缓冲罐1包括罐体101，所述罐体101上设有用于输入流态体的注入管102和用于调节所述罐体101内气压的通气管103。所述注入管102与流态体源连接，实现加入不同成分的化学介质，用于模拟流态体不同的腐蚀环境。所述通气管103实现所述罐体101内外空间连通，用于调整所述缓冲罐1内气压。所述缓冲罐1内盛装试验用的流态体如原油，所述流态体循环管2与所述流态体循泵3配合，使所述缓冲罐1内的流态体循环流动，实现流态体的流动模拟，且所述流态体循环管2输入口设于所述流态体循环管2输出管的上方，以减少流态体流动时的阻力，减少所述流态体循泵3的负担。另外，通过所述流态体循泵3可以调节管道内流体流速，用于研究流速对垢下腐蚀的影响。所述流态体循环管2为密封管道，可以控制管道内的溶解氧和CO2、H2S的浓度。

所述流态体循环管2的上管壁内安装有参比电极4，所述参比电极4通过电压跟随电路连接至信号采集单元。其中所述电压跟随电路包括放大器A2，所述放大器A2的同向输入端与所述参比电极4连接，所述放大器A2的输出端连接至所述信号采集单元，所述放大器A2的反向输入端与输出端之间还连接有电阻R。所述参比电极4检测流态体信号通过所述电压跟随电路后输送至所述信号采集单元，在所述信号采集单元内形成基准电位信号。所述信号采集单元相当于上位机，包括微处理器、硬盘、内存和系统总线等电子部件，为本技术领域普通技术人员所熟知的内容，在此不再赘述。

在本实施例中使用了直管结构的所述电极阵列安装管51，每个所述电极阵列安装管51内可设置m×n个圆柱形所述电极单体53，且每个所述电极单体53的直径为3mm～8mm，由与所述电极阵列安装管51的壁厚等长或略长的碳钢圆柱制作，该圆柱形所述电极单体53安装好后与所述电极阵列安装管51的内表面平齐。相应地，所述电子开关6为m×n阵列开关，与所述电极单体53一一对应连接，在所述信号采集单元的配合下，实现所述电极单体53检测信号的通断控制。所述保护套管55设置为ABS材质的绝缘套管，可以使所述电极单体53与所述电极阵列安装管51之间绝缘接触。所述电极单体53与所述保护套管55之间用所述环氧树脂层57进行固封，使所述电极单体53安装牢固。

所述电极单体53在安装时，将其一端打磨作为工作面，另一端粗打磨后焊连所述连接导线54，并利用ABS保护套管55封装好，在所述电极绝缘套管56表面车制螺纹，将带有螺纹的所述电极绝缘套管56在所述环氧树脂层57的配合下套装固定在所述电极单体53的外侧，形成信号检测单体，将多个信号检测单体螺纹安装至对应的所述电极安装孔52内，并与相应的所述电子开关6电连接好即可。

实施例四

其他与实施例三基本相同，不同之处在于，在本实施例中使用了弧管结构的所述电极阵列安装管51，每个所述电极阵列安装管51内可设置m×n个圆柱形所述电极单体53，且每个所述电极单体53的直径为3mm～8mm，由与所述电极阵列安装管51的壁厚等长或略长的碳钢圆柱制作，该圆柱形所述电极单体53安装好后与所述电极阵列安装管51的内表面平齐。相应地，所述电子开关6为m×n阵列开关，与所述电极单体53一一对应连接，在所述信号采集单元的配合下，实现所述电极单体53检测信号的通断控制。所述保护套管55设置为ABS材质的绝缘套管，可以使所述电极单体53与所述电极阵列安装管51之间绝缘接触。所述电极单体53与所述保护套管55之间用所述环氧树脂层57进行固封，使所述电极单体53安装牢固。

所述电极单体53在安装时，将其一端打磨作为工作面，另一端粗打磨后焊连所述连接导线54，并利用ABS保护套管55封装好，在所述电极绝缘套管56表面车制螺纹，将带有螺纹的所述电极绝缘套管56在所述环氧树脂层57的配合下套装固定在所述电极单体53的外侧，形成信号检测单体，将多个信号检测单体螺纹安装至对应的所述电极安装孔52内，并与相应的所述电子开关6电连接好即可。

实施例五

其他与实施例三基本相同，不同之处在于，在本实施例中同时使用了直管和弧管结构的所述电极阵列安装管51，每个所述电极阵列安装管51内可设置m×n个圆柱形所述电极单体53，且每个所述电极单体53的直径为3mm～8mm，由与所述电极阵列安装管51的壁厚等长或略长的碳钢圆柱制作，该圆柱形所述电极单体53安装好后与所述电极阵列安装管51的内表面平齐。相应地，所述电子开关6为m×n阵列开关，与所述电极单体53一一对应连接，在所述信号采集单元的配合下，实现所述电极单体53检测信号的通断控制。所述保护套管55设置为ABS材质的绝缘套管，可以使所述电极单体53与所述电极阵列安装管51之间绝缘接触。所述电极单体53与所述保护套管55之间用所述环氧树脂层57进行固封，使所述电极单体53安装牢固。

所述电极单体53在安装时，将其一端打磨作为工作面，另一端粗打磨后焊连所述连接导线54，并利用ABS保护套管55封装好，在所述电极绝缘套管56表面车制螺纹，将带有螺纹的所述电极绝缘套管56在所述环氧树脂层57的配合下套装固定在所述电极单体53的外侧，形成信号检测单体，将多个信号检测单体螺纹安装至对应的所述电极安装孔52内，并与相应的所述电子开关6电连接好即可。

在实际试验过程中，可以在所述电极单体53的表面粘附一层无机或有机混合垢，以模拟垢层7下的缝隙及电偶腐蚀效应。也可以不粘附垢层，直接安装使用，通过长期试验过程，模拟自然条件下垢层的原位生长。所述电极阵列安装管51的直管与弧管设置，可以研究循环系统中不同流体位置的垢下腐蚀情况。

还可以在所述缓冲罐1内设有控温装置8，所述控温装置8连接至所述信号采集单元。所述控温装置8设置为电加热装置，用于对所述缓冲罐1内的流态体进行加热，从而实现系统内不同温度下的垢下腐蚀试验。

当模拟油田内输油管线的环境参数时，可设计两组试验，以进行试验对比，两组试验装置均分别设有直管和弧管结构的所述电极阵列安装管51。一组所述电极单体53表面涂覆垢层，垢层由油泥、黏土、沙子或腐蚀产物组成，另一组所述电极单体53全部为裸露设置。如覆盖垢层的一组所述电极单体53首先将其打磨，并在其中百分之四十的电极上覆盖黏土，通过所述电极绝缘套管56与所述电极阵列安装管51连接，然后向所述缓冲罐1中加入预先配好的模拟液，然后利用密封塞封住所述注入管102的管口，再通过所述控温装置8将温度调到80℃，并且调节所述流态体循泵3使流体流速达到10m/s，试验中一直通入CO2，开启所述信号采集单元对m×n阵列的所述管式阵列电极探头5进行表面电位、电偶电流或者定频阻抗扫描，进而根据电偶电流的阳极特性或阻抗高低来评价垢下腐蚀程度。试验结束后，将所述电极单体53取出，进行表面形貌表征和腐蚀产物成分分析即可。

本实用新型可针对多场耦合条件下，能够对管内腐蚀结垢情况进行实时监测，通过改变流态体的温度、流速、流态或化学性质，结合数据采集，测量腐蚀产物或垢下的电位、电流和阻抗分布，从而计算管道内局部腐蚀以及结垢指数，达到研究管道内垢下腐蚀的形成机理与确定防护措施的目的。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.分布式流态体垢下腐蚀研究用模拟试验装置，其特征在于：包括用于盛装试验流态体的缓冲罐，所述缓冲罐上连通有流态体循环管，所述流态体循环管上连接有流态体循泵，所述流态体循环管的上管壁内安装有参比电极，所述参比电极通过电压跟随电路连接至信号采集单元，所述流态体循环管上还串联有至少一个管式阵列电极探头，与所述管式阵列电极探头对应电连接有电子开关，与所述电子开关串联有信号采集电路，所述信号采集电路连接至所述信号采集单元，所述信号采集单元还分别连接至各所述电子开关。

2.如权利要求1所述的分布式流态体垢下腐蚀研究用模拟试验装置，其特征在于：所述管式阵列电极探头包括电极阵列安装管，贯穿所述电极阵列安装管的管壁阵列布置有电极安装孔；还包括电极单体，所述电极单体上电连接有连接导线，所述连接导线与所述电极单体的连接处及所述连接导线的外侧包覆有保护套管，所述电极单体外周包覆有电极绝缘套管，所述电极单体与所述电极绝缘套管之间填充有环氧树脂层，所述电极绝缘套管密封螺纹安装于所述电极安装孔内。

3.如权利要求2所述的分布式流态体垢下腐蚀研究用模拟试验装置，其特征在于：所述电极阵列安装管设置为直管或弧管，各所述电极单体的内端分别朝向所述电极阵列安装管的中心线方向设置，且所述电极单体的内端与所述电极阵列安装管的内壁齐平设置。

4.如权利要求1所述的分布式流态体垢下腐蚀研究用模拟试验装置，其特征在于：所述信号采集电路包括放大器A1，所述放大器A1的同向输入端接地设置，所述放大器A1的反向输入端连接至所述电子开关，所述放大器A1的输出端连接至所述信号采集单元，所述放大器A1的反向输入端与输出端之间还连接有可调电阻RC。

5.如权利要求1所述的分布式流态体垢下腐蚀研究用模拟试验装置，其特征在于：所述电压跟随电路包括放大器A2，所述放大器A2的同向输入端与所述参比电极连接，所述放大器A2的输出端连接至所述信号采集单元，所述放大器A2的反向输入端与输出端之间还连接有电阻R。

6.如权利要求1至5任一权利要求所述的分布式流态体垢下腐蚀研究用模拟试验装置，其特征在于：所述缓冲罐包括罐体，所述罐体上设有用于输入流态体的注入管和用于调节所述罐体内气压的通气管。

7.如权利要求6所述的分布式流态体垢下腐蚀研究用模拟试验装置，其特征在于：所述缓冲罐内设有控温装置，所述控温装置连接至所述信号采集单元。

8.如权利要求2所述的分布式流态体垢下腐蚀研究用模拟试验装置，其特征在于：所述电极单体的直径为3mm-8mm。

9.如权利要求2所述的分布式流态体垢下腐蚀研究用模拟试验装置，其特征在于：所述电极单体为圆柱形结构。

10.如权利要求2所述的分布式流态体垢下腐蚀研究用模拟试验装置，其特征在于：所述电极单体的长度大于管道壁厚。

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