CN2718566Y - 一种新型高压釜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及油井管用材的腐蚀评价用动态高温高压釜设备。解决了现有高压釜耐腐蚀性差和成本较高等缺陷。一种新型高压釜，包括釜盖、釜体和进出气机构，釜盖和釜体密封连接，密封圈为聚四氟乙烯件，釜体为316L钢结构件，釜盖由上盖和下盖组成，上盖和下盖均开有密封线槽，上盖和下盖通过固定螺栓固定。进出气机构由气体控制阀和纤底管组成，气体控制阀安装在上盖侧面，通过连接管与纤底管连通，纤底管沿釜体内壁排列，下端出口位于釜底。阀针表面镀有钴基合金镀层。上轴套安装孔孔内安装有上轴套，固定在上轴套上的电极安装管通入电极安装孔，上轴套内固定有旋转轴，旋转轴联接联轴器，联轴器固定旋转夹具，旋转夹具上固定有试样。釜体底部出口处设置有下阀。主要用于模拟油气田含有湿润二氧化碳、氯离子、硫酸盐等的高温高压复合腐蚀环境条件下的腐蚀评价。

Description

一种新型高压釜

技术领域：

本实用新型涉及油井管用材的腐蚀评价用动态高温高压釜设备，尤其涉及适合模拟油气田含有湿润二氧化碳、氯离子、硫酸盐等的高温高压复合腐蚀环境条件下的腐蚀评价的一种新型高压釜，属于压力容器制造的技术领域。

背景技术：

现有高压釜腐蚀试验装置的主体密封基本上都采用机械硬密封和紫铜密封等结构。但是硬密封存在釜盖四周螺栓用力不均易导致釜体泄漏和易腐蚀等缺点。而紫铜密封也存在加工成本高、不耐腐蚀、难加工及难以修复并导致无法重复使用等缺点。此外，现有抗腐蚀高压釜釜体材料基本采用镍基合金，从而大大增加了设备的制造成本。

通过查新检索到三个高压釜及其相关旋转系统密封专利，专利号分别为ZL92220748.8、ZL94242541.3、ZL96223604.7。其中ZL92220748.8专利主要适用于超临界流体法提取珍稀有机生化物质，其结构、釜体材料、适用环境与本实用新型有明显差别；ZL94242541.3专利涉及高压釜附属旋转系统的密封装置，与釜体没有直接关系；专利ZL96223604.7主要用于高压条件的化学反应釜，创新点主要在于釜体内壁涂有内衬，其结构、使用场合与本实用新型差异较大。也就是说现有常规高温高压釜的釜体材料、密封结构、旋转系统等不适合于模拟油田含有二氧化碳、氯离子等复合酸性腐蚀环境条件下的腐蚀试验。

发明内容：

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、成本低廉、操作简单，同时能承受高温、高压、旋转、耐腐蚀又安全可靠的新型高温高压釜。克服常规釜体硬密封或紫铜填圈密封中的易泄漏、加工难度大、使用成本高等缺点，降低釜体材料成本，提高阀针的耐腐蚀性。

本实用新型的技术方案是：一种新型高压釜，包括釜盖、釜体和进出气机构，釜盖和釜体密封连接，密封圈为聚四氟乙烯件，釜体为316L钢结构件，釜盖由上盖和下盖组成，上盖和下盖均开有密封线槽，上盖和下盖通过固定螺栓固定。进出气机构由气体控制阀和纤底管组成，气体控制阀安装在上盖侧面，通过连接管与纤底管连通，纤底管沿釜体内壁排列，下端出口位于釜底。气体控制阀由阀体、进气口、阀针、阀针密封圈和螺栓组成，阀体表面设有进气口，阀针置于阀体内，通过阀针密封圈和螺栓固定在阀体上。阀针表面镀有钴基合金镀层。上盖中心和一侧开有上轴套安装孔和电极安装孔，上轴套安装孔孔内安装有上轴套，固定在上轴套上的电极安装管通入电极安装孔，上轴套内固定有旋转轴，旋转轴联接联轴器，联轴器固定旋转夹具，旋转夹具上固定有试样。釜体底部出口处设置有下阀。釜体的有效容积为10升。

本实用新型的有益效果是：为了克服常规釜体硬密封或紫铜填圈密封中的易泄漏、加工难度大、使用成本高等缺点，本实用新型选用能耐温达250℃的聚四氟乙烯材料制作主密封圈，并且在上下釜盖上各设计一线槽，当密封圈受压时发生变形，在釜内形成两道线密封，从而使密封更加牢靠。采用本密封形式，上下螺栓的压紧力无需很大，减轻了工作强度；并且上下盖的螺栓的无需严格的均匀压下，改善了操作难度。该密封圈在每次使用后，只要稍作加工就可重复使用达10次，节约了生产成本。国外类似高压釜釜体材料为镍基合金，该种材料价格昂贵，因釜体尺寸的限制，制作釜体的材料需要专门冶炼，其价格昂贵。为此，选用低成本的316L不锈钢并经过试验，证明该种材料的耐腐蚀性能完全适合油田的各种苛刻条件。根据ASTM标准规定，腐蚀试验的溶液体积与试样的表面积之比大于40ml时，就能保证试验数据的正确性。为此我们根据试样的表面积，来推算釜体的有效容积为10升，这样就可以取消溶液循环装置，既简化了试验装置，又保证了试验能满足标准规定的要求。另外，釜体的内径尺寸是根据油田使用的最大油管外经的尺寸要求来进行设计，从而确保了各种规格的油管都能在此高压釜中进行试验。阀针主要用于进出气口的气体流动。由于阀针使用频率高，它要求具有优异的抗腐蚀和耐磨性能。常规阀针材料一般使用18-8不锈钢并进行表面渗氮处理。但由于渗氮层较薄，短时间使用后就会产生腐蚀，从而影响设备的密封性。本实用新型在阀针表面进行钴基合金镀层处理，不仅增加了抗腐蚀性，而且由于其表面硬度高，提高了其耐磨性。本实用新型结合试验条件将旋转系统中的直流调速变为交流变频调速，使旋转更稳定且不间断，可以实现长时间无人值班制度。变石墨旋转轴承为带有自润滑的滚珠轴承，并对相应的结构也作了变动，使转速从500r.p.m提高到960r.p.m，从而确保了Φ73×5.51小规格的油管，在试验时试样的外表面的流速达到3.5m/s。旋转装置的输出轴直径变为22mm，使下部可以悬挂较多的试样，从而使筛选钢种工作能达到事半功倍的效果。按照上述技术方案设计的高温高压釜经过长时间运转，各项技术指标不仅完全达到了设计要求，而且达到了安全、经济、操作方便的效果。目前经设备检验的数据完全得到了国内外油田用户的认可。

附图说明：

图1为本实用新型结构示意图

图2为本实用新型密封圈安装结构示意图

图3为本实用新型阀针安装结构示意图

图中：1-密封圈，2-阀体，3-阀针，4-上盖，5-下盖，6-釜体，7-联轴器，8-纤底管，9-试样，10-下阀，11-上轴套，12-电极安装管，13-进气口，14-阀针密封圈，15-螺栓，16-固定螺栓，17-线槽，18-旋转夹具，19-旋转轴。

具体实施方式：

参照图1、2、3，一种新型高压釜，包括釜盖、釜体6和进出气机构，釜盖和釜体密封连接，密封圈1为聚四氟乙烯件，釜体6为316L钢结构件，釜盖由上盖4和下盖5组成，上盖4和下盖5均开有密封线槽17，上盖4和下盖5通过固定螺栓16固定。进出气机构由气体控制阀和纤底管8组成，气体控制阀安装在上盖4侧面，通过连接管与纤底管8连通，纤底管8沿釜体6内壁排列，下端出口位于釜底。气体控制阀由阀体2、进气口13、阀针3、阀针密封圈14和螺栓15组成，阀体2表面设有进气口13，阀针3置于阀体2内，通过阀针密封圈14和螺栓15固定在阀体2上。阀针3表面镀有钴基合金镀层。上盖4中心和一侧开有上轴套安装孔和电极安装孔，上轴套安装孔孔内安装有上轴套11，固定在上轴套上的电极安装管12通入电极安装孔，上轴套11内固定有旋转轴19，旋转轴19联接联轴器7，联轴器7固定旋转夹具18，旋转夹具18上固定有试样9。釜体底部出口处设置有下阀10。釜体的有效容积为10升。旋转轴19连接交流变频调速控制装置，使得试样旋转。

组装时，先将试样9装在联轴器7上，将腐蚀介质倒入釜体6后，把密封圈1安装在下盖5上。将上盖4吊至釜体6上用扭距扳手将固定螺栓16逐步拧紧。将气体管道接在阀体2的进气口13上，将高压气体(最多三种)导入釜内，随后将阀针3旋入阀体2内，使阀体2闭合，使釜内保持高压状态，使高压釜达到设定的温度、转速和压力后开始计时。

本实用新型最大优点是：采用低成本316L釜体材料、选用能耐温达250℃的聚四氟乙烯材料制作主密封圈并在其上下釜盖上各设计一线槽以形成双档密封以及钴基合金涂镀阀针表面，整个设备成本低廉、加工和操作简单，尤其是在模拟油田二氧化碳、氯离子、硫酸盐等等强复合酸性腐蚀环境条件下材料的抗腐蚀性能试验具有极大的适用性。同时，设备结构简单、易制作，操作维护简便等。

Claims (4)

1、一种新型高压釜，包括釜盖、釜体和进出气机构，釜盖和釜体密封连接，其特征是，密封圈为聚四氟乙烯件，釜体为316L钢结构件，釜盖由上盖和下盖组成，上盖和下盖均开有密封线槽，上盖和下盖通过固定螺栓固定，进出气机构由气体控制阀和纤底管组成，气体控制阀安装在上盖侧面，通过连接管与纤底管连通，纤底管沿釜体内壁排列，下端出口位于釜底，上盖中心和一侧开有上轴套安装孔和电极安装孔，上轴套安装孔孔内安装有上轴套，固定在上轴套上的电极安装管通入电极安装孔，上轴套内固定有旋转轴，旋转轴联接联轴器，联轴器固定旋转夹具，旋转夹具上固定有试样。

2、根据权利要求1所述的一种新型高压釜，其特征是，气体控制阀由阀体、进气口、阀针、阀针密封圈和螺栓组成，阀体表面设有进气口，阀针置于阀体内，通过阀针密封圈和螺栓固定在阀体上，阀针表面镀有钴基合金镀层。

3、根据权利要求1所述的一种新型高压釜，其特征是，釜体底部出口处设置有下阀。

4、根据权利要求1所述的一种新型高压釜，其特征是，釜体的有效容积为10升。

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