KR20190043968A - 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치 및 방법 - Google Patents

파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190043968A
KR20190043968A KR1020170136133A KR20170136133A KR20190043968A KR 20190043968 A KR20190043968 A KR 20190043968A KR 1020170136133 A KR1020170136133 A KR 1020170136133A KR 20170136133 A KR20170136133 A KR 20170136133A KR 20190043968 A KR20190043968 A KR 20190043968A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
specimen
cylindrical body
vortex
medium
pipe
Prior art date
Application number
KR1020170136133A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102014318B1 (ko
Inventor
김형찬
이주동
이영철
김병준
문형석
박경태
이상준
Original Assignee
한국생산기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020170136133A priority Critical patent/KR102014318B1/ko
Publication of KR20190043968A publication Critical patent/KR20190043968A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102014318B1 publication Critical patent/KR102014318B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
    • G01N17/002—Test chambers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
    • G01N17/006—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light of metals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
    • G01N17/02—Electrochemical measuring systems for weathering, corrosion or corrosion-protection measurement

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)

Abstract

본 발명은 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치에 관한 것으로서, 전체적으로 원통 형상으로 형성되고, 내부에 매체를 수용할 수 있는 수용공간이 형성되는 원통형 원통형 몸체; 상기 매체를 공급받을 수 있는 유입부가 형성되고 상기 매체가 유입되면서 내경면을 따라 와류를 유도할 수 있도록 상기 원통형 몸체의 일측에 편심되어 형성되는 와류 유도 장치; 및 상기 와류에 시편의 적어도 일부분이 노출될 수 있도록 상기 원통형 몸체에 설치되고, 상기 시편을 지지하는 시편 지지 장치;를 포함할 수 있다.

Description

파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치 및 방법 {Simulator of measuring the corrosion rate of pipe internal material and method using this}
본 발명은 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 부식성 물질에 의해서 철강 소재인 파이프라인 내부가 부식되는 정도를 테스트하는 장치인 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 유/가스전의 원유, 가스 등 채굴 후 이송을 위해 파이프라인을 통한 이송이 필요하다. 원유, 가스 등의 채굴조건, 성상에 따라 파이프 라인의 수명은 20 ~ 30년 정도로 설계를 하고 있다. 원유 및 가스에 포함되어 있는 유체의 Flow pattern, 유속과 물, CO2, H2S, Cl- 등의 부식성 물질에 의해서 철강 소재인 파이프라인 내부를 부식시켜 대형사고를 유발하고 있다.
상기와 같은 이유로 다양한 부식환경에 따른 부식 속도의 특정은 매우 중요한 기술이다. 현재는 전기화학적인 방법(ER, LRP 등), 부식 쿠폰 등이 모니터링 방법으로 사용되고 있으며, 유/가스전의 파이프 라인 설계 시 부식환경에 따라 부식 속도를 예측하여 재질, 두께 등을 설계하고 이에 적합한 부식 억제제(Corrosion inhibitor)를 선정하여 설계에 반영한다.
부식속도의 측정 방법은 실험실에서 전기화학적 또는 부식 환경 실험을 통한 일반적인 부식속도 측정 방법과 정확한 부식 속도 측정을 위해 다상 유동 안정성 평가 설비(Multi-phase Flow loop)를 활용하여 부식 쿠폰, LPR, ER 등을 사용하여 장시간 동안 실험한 결과를 바탕으로 하고 있다.
그러나, Flow loop를 활용하여 유/가스전의 파이프라인의 내부 부식속도를 측정하기 위해서는 막대한 비용이 투입되며, Flow loop의 파이프 라인 내부 유체의 속도는 제한되어 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 막대한 비용이 발생하는 Flow loop를 사용하지 않고 유사한 조건 하에서 유체의 유속을 수십 m/s까지 조정하여 Flow loop와 유사한 조건 하에서 유체 유속에 의한 부식 속도를 측정하는 데 그 목적이 있다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치가 제공된다. 상기 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치는, 전체적으로 원통 형상으로 형성되고, 내부에 매체를 수용할 수 있는 수용공간이 형성되는 원통형 몸체; 상기 매체가 상기 원통형 몸체의 내부로 유입되면서 상기 원통형 몸체의 내경면을 따라 와류가 유도될 수 있도록 상기 원통형 몸체의 일측에 형성되는 와류 유도 장치; 및 상기 와류에 시편의 적어도 일부분이 노출될 수 있도록 상기 원통형 몸체에 설치되고, 상기 시편을 지지하는 시편 지지 장치;를 포함할 수 있다.
상기 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치에서, 상기 와류 유도 장치는, 상기 수용공간의 중심으로부터 편심되게 상기 매체를 공급할 수 있도록 상기 원통형 몸체에 설치되는 유입부;를 포함할 수 있다.
상기 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치에서, 상기 시편 지지 장치는, 상기 시편의 적어도 일부분이 상기 원통형 몸체의 내부로부터 노출될 수 있도록 상기 원통형 몸체의 타측에 형성된 관통홀부에 상기 시편을 고정할 수 있도록 형성되는 시편 고정 블록; 상기 시편이 결합된 상기 시편 고정 블록에 결합되어 상기 시편을 덮을 수 있도록 형성되는 시편 블록 캡; 및 상기 시편을 고정하기 위하여 상기 고정 블록에 결합되도록 형성되는 자성체;를 포함할 수 있다.
상기 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치에서, 상기 시편 지지 장치는, 상기 매체가 상기 원통형 몸체 내부에서 외부로 유출되지 않도록 밀폐시키거나, 상기 시편 지지 장치가 갈바닉 부식되는 것을 방지하기 위하여, 상기 관통홀부와 상기 시편 고정 블록 사이에 형성되는 가스켓;을 더 포함할 수 있다.
상기 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치에서, 상기 시편 고정 블록은, 일측면이 상기 원통형 몸체의 외측면과 대응될 수 있도록 내면에 곡면부가 형성되고, 타측면이 상기 시편 블록 캡의 적어도 일부분과 결합될 수 있도록 결합홀부가 형성되며, 상기 시편 블록 캡은, 상기 시편 고정 블록과 대응되는 형상으로 형성되고, 일측면이 상기 시편 고정 블록에 결합될 수 있도록 상기 결합홀부에 대응되는 모양의 결합돌기가 형성되며, 타측면이 상기 자성체가 결합될 수 있도록 자성체 결합부가 형성될 수 있다.
상기 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치에서, 상기 와류 유도 장치에 연결되어 형성되고 유량을 조절하여 상기 원통형 몸체 내부에 상기 매체를 유입시킬 수 있는 고속펌프;를 더 포함할 수 있다.
상기 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치에서, 상기 원통형 몸체의 축방향 하부에 형성되고, 상기 원통형 몸체로부터 배출되는 상기 매체를 저장하는 저수조; 및 상기 저수조에 설치되어 상기 매체의 온도를 조절하는 열교환기;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 파이프 내부 소재 부식속도 측정 방법이 제공된다. 상기 파이프 내부 소재 부식속도 측정 방법은, 원통형 몸체의 일측에 편심되어 형성되는 와류 유도 장치를 이용하여 매체를 공급받을 수 있는 유입부로 상기 매체가 유입되면서 내경면을 따라 와류를 유도하는 와류 유도 단계; 및 상기 시편을 지지하는 시편 지지 장치를 이용하여 상기 와류에 상기 시편의 적어도 일부분이 노출되어 상기 시편을 부식시키는 시편 노출 단계;를 포함할 수 있다.
상기 파이프 내부 소재 부식속도 측정 방법에서, 상기 와류 유도 단계 이전에, 상기 와류 유도 장치에 연결되어 형성되는 고속펌프를 이용하여 상기 원통형 몸체 내부에 상기 매체를 유입시키는 유입 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 막대한 비용이 발생하는 Flow loop를 사용하지 않고 유사한 조건 하에서 유체의 유속을 수십 m/s의 까지 조정하여 Flow loop와 유사한 조건 하에서 유체 유속에 의한 부식 속도를 측정할 수 있다. 또한, 부식 억제제를 투입하여 부식 억제제의 성능을 테스트 할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치가 형성된 저수조를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 와류 유도 장치를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시편 고정 블록을 나타내는 사시도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 시편 블록 캡을 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치를 나타내는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 내부 소재 부식속도 측정 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정 하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치가 형성된 저수조(400)를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치를 나타내는 사시도이다.
먼저, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치가 형성된 저수조는, 원통형 몸체(100), 와류 유도 장치(200), 시편지지 장치(300), 저수조(400)를 포함할 수 있다.
원통형 몸체(100)는, 전체적으로 원통 형상으로 형성되고, 내부에 매체를 수용할 수 있는 수용공간이 형성되는 원통형상으로 형성될 수 있다.
원통형 몸체(100)의 일측에 형성되는 와류 유도 장치(200)는 매체가 원통형 몸체(100)의 내부로 유입되면서 원통형 몸체(100)의 내경면을 따라 와류가 유도될 수 있도록 형성된 것이며, 상기 시편을 지지하도록 원통형 몸체(100)에 설치되는 시편 지지 장치(300)는 상기 와류에 시편의 적어도 일부분이 노출될 수 있도록 형성될 수 있다.
또한, 원통형 몸체(100)의 축방향 하부에 형성되고, 원통형 몸체(100)로부터 배출되는 상기 매체를 저장하는 저수조(400) 및 저수조(400)에 설치되어 상기 매체의 온도를 조절하는 열교환기(420)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 원통형 몸체(100)는, 상기 매체가 유출되는 유출부(410)가 형성되는 저수조(400)의 상부에 수직으로 형성될 수 있다. 즉, 원통형 몸체(100)는 와류 유도 장치(200)의 유입부(210)에서 상기 매체가 유입되어 원통형 몸체(100)의 하부에 저수조(400)로 이동하는데 중간 측정부의 역할을 할 수 있다.
원통형 몸체(100)는 저수조(400)의 상부에 수직으로 세워진 원통형으로, 저수조(400)와 조립할 수 있도록 저수조(400)의 상부와 대응되어 형성될 수 있다.
원통형 몸체(100)는 원통형상으로 이루어져 있으며 내부도 원통형으로 이루어져 와류 유도 장치(200)가 편심되어 형성되어 유입된 상기 매체는 내부의 벽면을 따라서 회전을 하면서 유입될 수 있는 구조를 형성하며, 상기 매체가 유입될 수 있는 유입부(210)가 형성된 와류 유도 장치(200)는 원통형 몸체(100)의 상부의 일측에 형성되어 유입된 상기 매체가 중력에 의하여 하부로 이동할 수 있다.
즉, 상기 매체는 원통형 몸체(100)에 편심되어 형성된 와류 유도 장치(200)에 의하여 유입된 후에 내부의 벽면을 따라서 유동하는 동시에 중력에 의하여 하부로 유동하는 것으로, 원통형 몸체(100)의 내경면을 따라서 하방으로 와류를 형성하며 하부 저수조(400)로 유동할 수 있다.
저수조(400)는 원통형, 다각형, 다면체 등의 형상으로 내부에 실제 부식 환경과 유사하게 CO2, H2S등의 부식성 가스 등을 주입할 수 있는 내부 공간을 형성할 수 있으며, 상기 매체가 유출입 할 수 있는 유입구, 출입구 등을 포함할 수 있다. 또한, 저수조(400)의 내부 공간은 저수조(400) 외부와 차폐되어 수 십 bar의 압력을 견딜 수 있도록 형성될 수 있으며, 저수조(400)에 수 십 bar 압력을 인가한 상태에서 고속펌프를 이용하여 원통형 몸체(100)에 유체를 흘려보내줄 수 있다. 그리하여, 부식조건인 온도, 압력, 유속 등의 조절이 가능하여 시편(1)에 따라 상기 부식조건을 변경하여 부식속도를 측정 할 수 있다.
이때, 상기 매체의 와류를 형성하기 위한 유량 또는 유속은 후술될 고속펌프에 의하여 조절이 가능하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 와류 유도 장치(200)를 나타내는 사시도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 와류 유도 장치(200)는 상기 수용공간의 중심으로부터 편심되게 매체를 공급할 수 있도록 원통형 몸체(100)에 설치되는 유입부(210)를 포함할 수 있고, 상기 매체가 유입되면서 내경면을 따라 와류를 유도할 수 있도록 상기 원통형 몸체(100)의 일측에 편심되어 형성될 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 와류 유도 장치(200)는 원통형 몸체(100)의 상부 일측에 편심되도록 형성되는 와류 유도 블록(220)과 상기 매체가 유입될 수 있는 유입부(210)를 포함할 수 있다.
와류 유도 블록(220)은 일측이 원통형 몸체(100)에 접합될 수 있도록 원통형 몸체(100)의 외경에 대응되는 곡면으로 형성될 수 있으며, 와류 유도 블록(220)의 내부에는 상기 매체가 유입되어 원통형 몸체(100)로 유동시킬 수 있는 유로가 형성될 수 있다.
상기 유로는 유입부(210)에서 유입된 상기 매체를 더욱 높은 유속으로 원통형 몸체(100)에 유입시킬 수 있도록 유입부(210) 보다 더욱 좁게 형성될 수 있다.
또한, 도시되지 않았지만, 원통형 몸체(100)는 중력 방향인 하방으로 향할수록 내경이 작아지는 형상으로 형성되거나, 내경이 넓어지다가 다시 좁아지는 형상으로 형성되거나, 단계적으로 좁아지는 계단형상으로 형성될 수 있다. 그리하여, 유입부(210)에서 유입된 상기 매체를 더욱 높은 유속으로 원통형 몸체(100)에 유입시킬 수 있으며, 시편(1)에 따라 원통형 몸체(100)를 변경하여 유속을 조절할 수 있다.
도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 유로는 유입부(210) 보다 작은 폭으로 형성될 수 있으며, 상하로 길게 형성된 장공형태로 형성될 수 있으며, 도시되지 않았지만, 상기 유로는 유속과 유량을 조절이 용이하도록 다양한 모양과 형상으로 형성될 수 있다.
시편 지지 장치(300)는, 상기 와류에 시편(1)의 적어도 일부분이 노출될 수 있도록 상기 원통형 몸체(100)에 설치되고, 시편(1)을 지지하는 것으로, 시편 고정 블록(310), 시편 블록 캡(320), 자성체(330) 및 가스켓(340)을 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시편 고정 블록(310)을 나타내는 사시도이다.
도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 시편 고정 블록(310)은, 시편(1)의 적어도 일부분이 원통형 몸체(100)의 내부로부터 노출될 수 있도록 원통형 몸체(100)의 타측에 형성된 관통홀부(110)의 외측면에 시편(1)을 고정할 수 있도록 형성될 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 시편 고정 블록(310)은 일측면이 원통형 몸체(100)의 외측면과 대응될 수 있도록 내면에 곡면부(311)가 형성되고, 타측면이 시편 블록 캡(320)의 적어도 일부분과 결합될 수 있도록 결합홀부(312)를 포함하는 평면으로 형성될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 시편 블록 캡(320)을 나타내는 사시도이다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 시편 블록 캡(320)은 시편(1)이 결합된 시편 고정 블록(310)에 결합되어 시편(1)을 덮을 수 있도록 형성될 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 시편 블록 캡(320)은 시편 고정 블록(310)과 대응되는 형상으로 형성되고, 일측면이 시편 고정 블록(310)에 결합될 수 있도록 결합홀부(312)에 대응되는 모양의 결합돌기(321)가 형성되며, 타측면이 자성체(330)가 결합될 수 있도록 자성체 결합부(322)가 형성될 수 있다.
도 2, 도 4, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 시편 고정 블록(310)은 원통형 몸체(100)의 타측에 용접되어 형성될 수 있으며, 원통형 몸체(100)에 시편(1)이 결합되는 관통홀부(110)의 중심과 시편 고정 블록(310)의 결합홀부(312)의 중심이 일치하도록 형성될 수 있다.
시편 고정 블록(310)이 형성된 원통형 몸체(100)는 원통형 몸체(100)의 외측에서 시편(1)의 결합이 가능하며, 시편 블록 캡(320)을 이용하여 결합이 가능할 수 있다.
시편 블록 캡(320)의 타측면에는 자성체(330)를 결합할 수 있도록 자성체 결합부(322)가 형성되어 있어 자성체(330)를 결합할 수 있으며, 일측면에는 시편 고정 블록(310)의 결합홀부(312)에 결합할 수 있도록 형성되는 결합돌기(321)를 형성하여 결합홀부(312)에 결합할 수 있다.
또한, 결합돌기(312)는 시편(1)에 접촉하여 시편 블록 캡(320)의 타측에 결합된 자성체(330)의 자력이 시편(1)에 형성되어, 시편(1)이 원통형 몸체(100)의 내부로 통과하여 유실되지 않도록 하거나, 테스트의 진행이 용이하도록 시편(1)을 잡아주는 역할을 할 수 있다.
도시되지 않았지만, 시편(1)은 시편 블록 캡(320)에 일측면의 결합홀부(312)에 볼트로 결합할 수 있으며, 또는, 시편 고정 블록(310)에 걸림 턱을 형성할 수 있다. 그리하여, 파이프 내부의 시편이 철강소재 이외의 자성이 없는 소재일 경우에도 부식속도를 측정할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 가스켓(340)은, 상기 매체가 원통형 몸체(100) 내부에서 외부로 유출되지 않도록 밀폐시키거나, 시편 지지 장치(300)가 갈바닉 부식되는 것을 방지하기 위하여, 관통홀부(110)와 시편 고정 블록(310) 사이에 형성될 수 있다.
시편(1)은 파이프 내경과 동일한 재질, 내경을 가진 부식 쿠폰으로 형성될 수 있다.
또한, 도시되지 않았지만, 본 발명의 일실시예에 따른 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치는 고속펌프 및 제어부를 포함할 수 있다.
상기 고속펌프(미도시)는, 와류 유도 장치(200)에 연결되어 형성되고 유량을 조절하여 원통형 몸체(100) 내부에 상기 매체를 유입시킬 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 고속펌프는 펌프의 회전에 따라 상기 매체의 유속 및 유량을 조정할 수 있으며, 유속은 상기 고속펌프의 유량을 조정하여 수십 m/s의 유체 유속을 구현할 수 있다.
또한, 상기 제어부(미도시)는 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치를 제어 할 수 있도록 형성되는 것으로, 상기 매체의 성분 조절, 유입되는 가스의 성분 및 공급량 조절, 온도 조절, 상기 고속펌프의 회전 등을 제어하여 다양한 부식환경을 만들 수 있으며, 이에 적합한 부식 억제제를 선정하여 설계에 반영할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 내부 소재 부식속도 측정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 파이프 내부 소재 부식속도 측정 방법은, 와류 유도 단계(S10) 및 시편 노출 단계(S20)을 포함할 수 있다.
와류 유도 단계(S10)는 원통형 몸체(100)의 일측에 편심되어 형성되는 와류 유도 장치(200)를 이용하여 매체를 공급받을 수 있는 유입부(210)로 상기 매체가 유입되면서 내경면을 따라 와류를 유도하는 단계일 수 있다.
시편 노출 단계(S20)는 시편(1)을 지지하는 시편 지지 장치(300)를 이용하여 상기 와류에 시편(1)의 적어도 일부분이 노출되어 시편(1)을 부식시키는 단계일 수 있다.
와류 유도 단계(S10) 이전에, 와류 유도 장치(200)에 연결되어 형성되는 고속펌프를 이용하여 원통형 몸체(100) 내부에 상기 매체를 유입시키는 유입 단계(S30)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치에 따르면, 원통형 몸체(100)에 와류 유도 장치(200)를 형성하여 원통형 몸체(100)의 내경면을 따라 와류를 유도하여, 시편지지 장치(300)를 이용하여 상기 와류에 시편(1)을 노출 시켜 테스트함으로써, 막대한 비용이 발생하는 Flow loop를 사용하지 않고 유사한 조건 하에서 유체의 유속을 수십 m/s의 까지 조정하여 Flow loop와 유사한 조건 하에서 유체 유속에 의한 부식 속도를 측정할 수 있으며, 부식 억제제를 투입하여 부식 억제제의 성능을 테스트 할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1 : 시편
100 : 원통형 몸체
110 : 관통홀부
200 : 와류 유도 장치
210 : 유입부
300 : 시편 지지 장치
310 : 시편 고정 블록
311 : 곡면부
312 : 결합홀부
320 : 시편 블록 캡
321 : 결합돌기
322 : 자성체 결합부
330 : 자성체
340 : 가스켓
400 : 저수조
410 : 유출부
420 : 열교환기

Claims (9)

  1. 전체적으로 원통 형상으로 형성되고, 내부에 매체를 수용할 수 있는 수용공간이 형성되는 원통형 몸체;
    상기 매체가 상기 원통형 몸체의 내부로 유입되면서 상기 원통형 몸체의 내경면을 따라 와류가 유도될 수 있도록 상기 원통형 몸체의 일측에 형성되는 와류 유도 장치; 및
    상기 와류에 시편의 적어도 일부분이 노출될 수 있도록 상기 원통형 몸체에 설치되고, 상기 시편을 지지하는 시편 지지 장치;
    를 포함하는, 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 와류 유도 장치는,
    상기 수용공간의 중심으로부터 편심되게 상기 매체를 공급할 수 있도록 상기 원통형 몸체에 설치되는 유입부;
    를 포함하는, 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 시편 지지 장치는,
    상기 시편의 적어도 일부분이 상기 원통형 몸체의 내부로부터 노출될 수 있도록 상기 원통형 몸체의 타측에 형성된 관통홀부에 상기 시편을 고정할 수 있도록 형성되는 시편 고정 블록;
    상기 시편이 결합된 상기 시편 고정 블록에 결합되어 상기 시편을 덮을 수 있도록 형성되는 시편 블록 캡; 및
    상기 시편을 고정하기 위하여 상기 고정 블록에 결합되도록 형성되는 자성체;
    를 포함하는, 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 시편 지지 장치는,
    상기 매체가 상기 원통형 몸체 내부에서 외부로 유출되지 않도록 밀폐시키거나, 상기 시편 지지 장치가 갈바닉 부식되는 것을 방지하기 위하여, 상기 관통홀부와 상기 시편 고정 블록 사이에 형성되는 가스켓;
    을 더 포함하는, 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 시편 고정 블록은, 일측면이 상기 원통형 몸체의 외측면과 대응될 수 있도록 내면에 곡면부가 형성되고, 타측면이 상기 시편 블록 캡의 적어도 일부분과 결합될 수 있도록 결합홀부가 형성되며,
    상기 시편 블록 캡은, 상기 시편 고정 블록과 대응되는 형상으로 형성되고, 일측면이 상기 시편 고정 블록에 결합될 수 있도록 상기 결합홀부에 대응되는 모양의 결합돌기가 형성되며, 타측면이 상기 자성체가 결합될 수 있도록 자성체 결합부가 형성되는, 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 와류 유도 장치에 연결되어 형성되고 유량을 조절하여 상기 원통형 몸체 내부에 상기 매체를 유입시킬 수 있는 고속펌프;
    를 더 포함하는, 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 원통형 몸체의 축방향 하부에 형성되고, 상기 원통형 몸체로부터 배출되는 상기 매체를 저장하는 저수조; 및
    상기 저수조에 설치되어 상기 매체의 온도를 조절하는 열교환기;
    를 더 포함하는, 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치.
  8. 원통형 몸체의 일측에 편심되어 형성되는 와류 유도 장치를 이용하여 매체를 공급받을 수 있는 유입부로 상기 매체가 유입되면서 내경면을 따라 와류를 유도하는 와류 유도 단계; 및
    상기 시편을 지지하는 시편 지지 장치를 이용하여 상기 와류에 상기 시편의 적어도 일부분이 노출되어 상기 시편을 부식시키는 시편 노출 단계;
    를 포함하는, 파이프 내부 소재 부식속도 측정 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 와류 유도 단계 이전에,
    상기 와류 유도 장치에 연결되어 형성되는 고속펌프를 이용하여 상기 원통형 몸체 내부에 상기 매체를 유입시키는 유입 단계;
    를 더 포함하는, 파이프 내부 소재 부식속도 측정 방법.
KR1020170136133A 2017-10-19 2017-10-19 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치 및 방법 KR102014318B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170136133A KR102014318B1 (ko) 2017-10-19 2017-10-19 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170136133A KR102014318B1 (ko) 2017-10-19 2017-10-19 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190043968A true KR20190043968A (ko) 2019-04-29
KR102014318B1 KR102014318B1 (ko) 2019-08-26

Family

ID=66282778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170136133A KR102014318B1 (ko) 2017-10-19 2017-10-19 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102014318B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111982793A (zh) * 2020-07-29 2020-11-24 中国石油集团工程股份有限公司 评价管道内顶部耐蚀性的实验方法及其应用
CN115597008A (zh) * 2021-07-07 2023-01-13 中国石油化工股份有限公司（Cn） 一种集气管线腐蚀监测装置及页岩气集输系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0258170A2 (en) * 1986-08-29 1988-03-02 CITIES SERVICE OIL & GAS CORPORATION A corrosion probe and method for measuring corrosion rates
JP2007017186A (ja) * 2005-07-05 2007-01-25 Babcock Hitachi Kk 流れ加速腐食減肉速度の算出方法及び余寿命診断法
JP2007506941A (ja) * 2003-07-14 2007-03-22 ローベルト　ボツシユ　ゲゼルシヤフト　ミツト　ベシユレンクテル　ハフツング 導管を流れる媒体の少なくとも１つのパラメータを検出するための装置
KR20120014568A (ko) * 2009-04-23 2012-02-17 엘스터 미터링 리미티드 유량계
KR101254963B1 (ko) * 2006-09-18 2013-04-17 재단법인 포항산업과학연구원 순환식 부식시험장치
KR20160083436A (ko) * 2014-12-31 2016-07-12 우진 일렉트로나이트(주) 슬래그 샘플 챔버 및 이를 이용한 프로브

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0258170A2 (en) * 1986-08-29 1988-03-02 CITIES SERVICE OIL & GAS CORPORATION A corrosion probe and method for measuring corrosion rates
JP2007506941A (ja) * 2003-07-14 2007-03-22 ローベルト　ボツシユ　ゲゼルシヤフト　ミツト　ベシユレンクテル　ハフツング 導管を流れる媒体の少なくとも１つのパラメータを検出するための装置
JP2007017186A (ja) * 2005-07-05 2007-01-25 Babcock Hitachi Kk 流れ加速腐食減肉速度の算出方法及び余寿命診断法
KR101254963B1 (ko) * 2006-09-18 2013-04-17 재단법인 포항산업과학연구원 순환식 부식시험장치
KR20120014568A (ko) * 2009-04-23 2012-02-17 엘스터 미터링 리미티드 유량계
KR20160083436A (ko) * 2014-12-31 2016-07-12 우진 일렉트로나이트(주) 슬래그 샘플 챔버 및 이를 이용한 프로브

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
우달식 외, 상수도 모의 배급수관망을 이용한 방청제의 부식특성에 관한 연구, 대한환경공학회지 제26권제3호, 대한환경공학회, 2004.3.pp347-354 *
윤석욱 외, 온실 구조용 파이프의 부식속도 검토, 시설원예 식물공장 제24권제4호, 한국생물환경조절학회, 2015.12. pp333-340 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111982793A (zh) * 2020-07-29 2020-11-24 中国石油集团工程股份有限公司 评价管道内顶部耐蚀性的实验方法及其应用
CN111982793B (zh) * 2020-07-29 2024-03-15 中国石油集团工程股份有限公司 评价管道内顶部耐蚀性的实验方法及其应用
CN115597008A (zh) * 2021-07-07 2023-01-13 中国石油化工股份有限公司（Cn） 一种集气管线腐蚀监测装置及页岩气集输系统

Also Published As

Publication number Publication date
KR102014318B1 (ko) 2019-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10458960B2 (en) Integrated system for quantitative real-time monitoring of hydrogen-induced cracking in simulated sour environment
US8261601B2 (en) Top of the line corrosion apparatus
CN103257104B (zh) 一种防护材料抗冷热脉冲疲劳试验装置
US8443661B1 (en) High pressure and high temperature linear swell measurement method
CN105891248A (zh) 一种高温高压岩石物性及渗流机理核磁共振在线测试装置
KR20190043968A (ko) 파이프 내부 소재 부식속도 측정 모사장치 및 방법
US20190056305A1 (en) High pressure / high temperature dynamic multiphase corrosion-erosion simulator
CN106644920A (zh) 一种模拟不同倾角弯管冲刷腐蚀的在线检测实验装置
US20140123778A1 (en) Testing Apparatus For Simulating Stratified or Dispersed Flow
Sivokon et al. Laboratory assessment of the efficiency of corrosion inhibitors at oilfield pipelines of the West Siberia region I. Objective setting
Zhu et al. Experimental study on non-uniform corrosion of elbow-to-pipe weldment using multiple ring form electrical resistance sensor array
Li Mechanical effects of flow on CO2 corrosion inhibition of carbon steel pipelines
CN110441185A (zh) 用于测定盐岩溶解速率的测试装置及测试方法
KR20080057360A (ko) 부식시험 장치
US9664666B2 (en) Apparatus and methods for qualifying compositions
Papavinasam et al. Inhibitor Selection for internal corrosion control of pipelines: 1. Laboratory Methodologies
Vera et al. Appropriate rotating cage speed for testing inhibitors under field simulated flow conditions
KR102253890B1 (ko) 관내 액체 홀드업 측정장치 및 측정방법
Tang et al. Study of wettability of different mild steel surfaces
US10466161B1 (en) Defined shear rate corrosion tester
KR20180061739A (ko) 발사체 적용 기밀시험 방법
Pacheco et al. Testing requirements of corrosion inhibitor qualification for pipeline applications
Norooziasl et al. Effect of Acridine and Myristic Acid on CO2 Corrosion During Intermittent Oil/Water Wetting
US8434355B1 (en) High pressure high temperature linear swell meter
Vera et al. A Novel Bench-Top Apparatus and Methodology to Evaluate the Impact of Drag Reducing Agents on Corrosion of Liquid Hydrocarbon Pipelines

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant