RU2772614C1 - Corrosion testing method and installation for its implementation - Google Patents
Corrosion testing method and installation for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2772614C1 RU2772614C1 RU2021122174A RU2021122174A RU2772614C1 RU 2772614 C1 RU2772614 C1 RU 2772614C1 RU 2021122174 A RU2021122174 A RU 2021122174A RU 2021122174 A RU2021122174 A RU 2021122174A RU 2772614 C1 RU2772614 C1 RU 2772614C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- test
- samples
- cells
- gas
- testing
- Prior art date
Links
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims description 27
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 65
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 231100000078 corrosive Toxicity 0.000 claims description 13
- 231100001010 corrosive Toxicity 0.000 claims description 13
- 239000000789 fastener Substances 0.000 claims description 8
- 239000002519 antifouling agent Substances 0.000 claims description 4
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 claims description 3
- 239000000834 fixative Substances 0.000 claims 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 abstract description 12
- 239000012071 phase Substances 0.000 abstract description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000737 periodic Effects 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 description 29
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 12
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 3
- 206010001488 Aggression Diseases 0.000 description 2
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 2
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 2
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 2
- 101700051337 MPK3 Proteins 0.000 description 1
- 101700039542 MPK5 Proteins 0.000 description 1
- 101700035337 MPK7 Proteins 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory Effects 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 230000001340 slower Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Предлагаемое техническое решение относится к установкам специальных (гравиметрических) исследований коррозионных процессов, протекающих при периодическом контакте металлической поверхности с водной и газовой фазами.The proposed technical solution relates to installations for special (gravimetric) studies of corrosion processes occurring during periodic contact of a metal surface with water and gas phases.
Известна установка, предназначенная для испытания материалов на сопротивление коррозии и определения эффективности ингибиторов и покрытий патент №2240535, МПК7 G01N 17/00, опубл. 20.11.2004. Установка состоит из рамы со стойками, на которых в подшипниках качения установлен рабочий вал, на котором параллельно друг другу закреплены попарно симметрично расположенные сосуды с помещенными в них через штуцеры образцами. Привод рабочего вала электромеханический и состоит из электродвигателя с передаточными механизмами, которые придают вращательное и колебательное движение сосудам. Колодочный тормоз позволяет проводить различные технологические операции при любом положении рабочего вала. Для подачи газа в сосуды служит вентиль подвода газа и импульсные трубки, по которым газ подается через вентили подачи газа, закрепленные непосредственно на сосудах. Выход газа из сосудов происходит через подпорные вентили, импульсные трубки отвода газа и вентиль отвода газа в магистраль отвода. Для контроля давления коррозионной среды в сосудах предусмотрены манометры.Known installation for testing materials for corrosion resistance and determining the effectiveness of inhibitors and coatings patent No. 2240535, MPK7 G01N 17/00, publ. 11/20/2004. The installation consists of a frame with racks, on which a working shaft is installed in rolling bearings, on which pairs of symmetrically located vessels with samples placed in them through fittings are fixed parallel to each other. The drive of the working shaft is electromechanical and consists of an electric motor with transmission mechanisms that impart rotational and oscillatory motion to the vessels. Shoe brake allows you to carry out various technological operations at any position of the working shaft. To supply gas to the vessels, a gas supply valve and impulse tubes are used, through which gas is supplied through gas supply valves fixed directly on the vessels. The gas outlet from the vessels occurs through the pressure relief valves, impulse gas outlet pipes and the gas outlet valve into the outlet line. Manometers are provided to control the pressure of the corrosive medium in the vessels.
Общими признаками известной и предлагаемой установок являются: герметичные испытательные камеры, закрепленные на валу; вращательное движение которое обеспечивает перемешивание жидкой и газовой фаз; частичное заполнение испытательных камер жидкой средой; размещение образцов в испытательной камере таким образом, чтобы они периодически контактировали с жидкой и газовой фазами; возможность продувки жидкой среды внутри испытательных камер и закачка газа под избыточным давлением.Common features of the known and proposed installations are: sealed test chambers mounted on a shaft; rotational movement that ensures the mixing of liquid and gas phases; partial filling of test chambers with a liquid medium; placement of samples in the test chamber in such a way that they are periodically in contact with the liquid and gas phases; the possibility of purging the liquid medium inside the test chambers and pumping gas under excess pressure.
Недостатком известной установки является то, что не предусмотрено термостатирование в процессе проведения испытаний, что сильно ограничивает возможности моделирования условий производственных процессов. Большая площадь контакта водной среды с металлической поверхностью, не относящейся к испытуемым образцам (внутренние стенки испытательной камеры, держатели для образцов), может привести к проявлению влияния на коррозионный процесс посторонних продуктов коррозии, в первую очередь, легирующих элементов нержавеющих сталей. Установка качательного типа качается только из стороны в сторону на 180°, не позволяя полностью переворачивать ячейки на 360° вокруг оси. Установка предназначена для опытно-промышленных испытаний, а не стендовых, и расположена на Оренбургском НГКМ, что позволяет ее использовать только в коррозионных средах и условиях для данного объекта (исключительно при сероводородной коррозии).The disadvantage of the known installation is that it does not provide for temperature control during testing, which greatly limits the possibility of modeling the conditions of production processes. A large area of contact of the aqueous medium with a metal surface that is not related to the tested samples (internal walls of the test chamber, sample holders) can lead to the influence of foreign corrosion products on the corrosion process, primarily alloying elements of stainless steels. The oscillating type unit oscillates only from side to side by 180°, not allowing the cells to be completely turned over 360° around the axis. The unit is designed for pilot tests, not bench tests, and is located at the Orenburg oil and gas condensate field, which allows it to be used only in corrosive environments and conditions for this object (exclusively for hydrogen sulfide corrosion).
Известна установка, относящаяся к испытательной технике и предназначенная для определения влияния агрессивных сред на коррозионные свойства материалов, покрытий, а также для оценки эффективности реагентов, таких как ингибиторы коррозии патент №2502981, МПК G01N 17/02, опубл. 27.12.2013. Установка включает рабочий вал с приводом вращательного движения, на котором закреплен тороидальный герметичный контейнер с установленными внутри образцами. Вал вместе с контейнером помещен в теплоизолированный корпус, внутри которого поддерживается необходимая температура при помощи тепловентилятора и системы контроля температуры. Установка снабжена системой подготовки и подачи газа в контейнер при его вращении в меридиональном направлении в процессе испытаний. В конструкции контейнера предусмотрено отверстие для отвода газа. Контейнер заполняется коррозионной жидкостью до уровня ниже внутренней образующей тора. Внутренние элементы контейнера изготовлены или покрыты диэлектрическими материалами.Known installation related to test equipment and designed to determine the effect of aggressive environments on the corrosive properties of materials, coatings, as well as to evaluate the effectiveness of reagents such as corrosion inhibitors patent No. 2502981, IPC G01N 17/02, publ. 12/27/2013. The installation includes a working shaft with a rotary motion drive, on which a toroidal hermetic container with samples installed inside is fixed. The shaft, together with the container, is placed in a heat-insulated housing, inside which the required temperature is maintained using a fan heater and a temperature control system. The installation is equipped with a system for preparing and supplying gas to the container during its rotation in the meridional direction during testing. The design of the container is provided with a hole for the removal of gas. The container is filled with a corrosive liquid to a level below the inner generatrix of the torus. The internal elements of the container are made or coated with dielectric materials.
Общими признаками известного и предлагаемого способов являются: рабочий вал, создающий вращательное движение; герметичная камера с размещенными внутри исследуемыми образцами; возможность продувки газа через коррозионную жидкость, частично заполняющую испытательную камеру; возможность проведения испытаний при термостатировании в широком диапазоне температур.Common features of the known and proposed methods are: a working shaft that creates a rotational movement; a sealed chamber with test samples placed inside; the possibility of blowing gas through a corrosive liquid partially filling the test chamber; possibility of carrying out tests at temperature control in a wide range of temperatures.
К недостаткам известной установки относится возможность одновременной работы на единственном контейнере (один тип исследуемого материала, одна жидкая среда, один состав газовой среды). Соотношение периодов нахождения в жидкой среде и в газовой среде не более 1:3. Сброс газа из ячейки в виде свободно открытого отверстия говорит о невозможности проведения испытаний при парциальных давлениях газов более 0,1 МПа. На используемых для испытаний металлических образцах проволочной формы измеряют только скорость общей коррозии, и невозможно определить наиболее опасную скорость локальной коррозии (по глубине коррозионного дефекта), что актуально при любых видах коррозии, особенно при углекислотной коррозии.The disadvantages of the known installation include the possibility of simultaneous operation on a single container (one type of test material, one liquid medium, one composition of the gaseous medium). The ratio of the periods of stay in a liquid medium and in a gaseous medium is not more than 1:3. The release of gas from the cell in the form of a freely open hole indicates the impossibility of testing at partial gas pressures of more than 0.1 MPa. On metal wire-shaped samples used for testing, only the general corrosion rate is measured, and it is impossible to determine the most dangerous local corrosion rate (by the depth of the corrosion defect), which is important for any type of corrosion, especially for carbon dioxide corrosion.
Известна установка для коррозионных испытаний, моделирующая условия, максимально приближенные к условиям эксплуатации оборудования и трубопроводов, работающих в агрессивных средах патент №2430353, МПК G01N 17/00, опубл. 27.09.2011. В состав установки входят герметичные контейнеры с двумя завинчивающимися крышками, закрепленные на рабочем валу, имеющем с одной стороны электромеханический привод с редуктором и электродвигателем, а с другой стороны рабочий вал установлен на опоре. Рабочий вал с редуктором, электродвигателем и контейнерами помещены в теплоизолированный корпус, который снабжен тепловентилятором, поддерживающим необходимую температуру при помощи системы автоматического управления температурой. Газ может подаваться в контейнеры в продолжении всего испытания. Выход отработанного испытательного газа из контейнера осуществляется через дренажную трубку, соединенную с регулирующим элементом отвода отработанного испытательного газа. При переворачивании контейнера происходит периодическое смачивание образцов коррозионной жидкостью, уровень которой должен всегда находиться ниже отверстия дренажной трубки.Known installation for corrosion testing, simulating conditions as close as possible to the operating conditions of equipment and pipelines operating in aggressive environments patent No. 2430353, IPC G01N 17/00, publ. 09/27/2011. The installation consists of sealed containers with two screw caps, fixed on the working shaft, which has an electromechanical drive with a gearbox and an electric motor on one side, and on the other hand, the working shaft is mounted on a support. The working shaft with a gearbox, an electric motor and containers are placed in a heat-insulated housing, which is equipped with a fan heater that maintains the required temperature using an automatic temperature control system. The gas may be supplied to the containers throughout the test. The exit of the spent test gas from the container is carried out through the drain pipe connected to the regulating element of removal of the fulfilled test gas. When the container is turned over, the samples are periodically wetted with a corrosive liquid, the level of which must always be below the opening of the drain tube.
Общими признаками известной и предлагаемой установок является: насыщение коррозионной жидкости, помещенной в полость герметичного контейнера, испытательным газом при продувке через жидкость; периодическое смачивание образца при вращении рабочего вала с закрепленным на нем контейнером вокруг перпендикулярной оси; вал с ячейками, помещенный в теплоизолированный корпус, с возможностью автоматического управления температурой.The common features of the known and proposed installations are: saturation of a corrosive liquid placed in the cavity of a sealed container with a test gas while blowing through the liquid; periodic wetting of the sample during rotation of the working shaft with the container fixed on it around the perpendicular axis; shaft with cells, placed in a heat-insulated housing, with the possibility of automatic temperature control.
Недостатком известной установки является ограничение соотношений испытуемых фаз газ/жидкость не более 1:1, т.к. для предотвращения выброса коррозионной жидкости ее всегда должно быть меньше половины внутреннего объема ячейки. Для приведенной конструкции допускается проводить испытания только при небольших числах оборотов вала, когда внутри контейнера не происходит захлеста открытого отверстия дренажной трубки перетекающей коррозионной жидкостью. Нахождение электрического привода и редуктора внутри нагревательного оборудования ограничивает температурный интервал проведения испытаний условиями эксплуатации соответствующего электромеханического оборудования, для стандартного исполнения которых указывается рабочая температура окружающей среды не более 40°С. Не указаны тип образцов коррозии и парциальное давление СО2 при испытаниях (в приведенном примере Р (СО2) составляет 0,105 МПа, что, по-видимому, является предельным значением в условиях постоянной продувки газом).The disadvantage of the known installation is the limitation of the ratios of the tested gas/liquid phases to no more than 1:1, because to prevent the release of corrosive liquid, it must always be less than half the internal volume of the cell. For the above design, it is allowed to carry out tests only at small numbers of shaft revolutions, when the inside of the container does not overlap the open hole of the drain tube with overflowing corrosive liquid. The presence of an electric drive and a gearbox inside the heating equipment limits the temperature range of testing by the operating conditions of the corresponding electromechanical equipment, for the standard version of which the ambient operating temperature is indicated not more than 40 ° C. The type of corrosion samples and the partial pressure of CO 2 during testing are not indicated (in the example given, P (CO 2 ) is 0.105 MPa, which, apparently, is the limit value under constant gas purge conditions).
Наиболее близкой по технической сущности и принципу действия к предлагаемому изобретению является установка, описанная в авт.св. СССР №838533, МПК3 G01N 17/00, опубл. 15.06.79. Установка позволяет проводить коррозионные испытания в сферической герметичной вращающейся камере, заполненной до определенного уровня жидкой средой. Размещенные в камере образцы при ее вращении периодически попадают в газовую и жидкую среду. Установка дополнительно снабжена вентилятором, который обеспечивает обновление газовой среды над жидкой. Также существует возможность регулирования температуры при помощи нагревательных элементов, расположенных в потоке газовой среды.The closest in technical essence and principle of action to the proposed invention is the installation described in ed.St. USSR No. 838533, MPK3 G01N 17/00, publ. 06/15/79. The installation allows to carry out corrosion tests in a spherical sealed rotating chamber filled to a certain level with a liquid medium. The samples placed in the chamber during its rotation periodically enter the gas and liquid medium. The installation is additionally equipped with a fan, which ensures the renewal of the gaseous medium over the liquid one. It is also possible to control the temperature with the help of heating elements located in the flow of the gaseous medium.
Общими признаками известного и предлагаемого способов являются: проведение испытаний в герметичной камере; вращение испытательной камеры на валу; наполнение испытательной камеры жидкой средой до определенного уровня; размещение образцов в полости герметичной камеры; периодическое смачивание жидкой средой образцов.Common features of the known and proposed methods are: testing in a sealed chamber; rotation of the test chamber on the shaft; filling the test chamber with a liquid medium to a certain level; placement of samples in the cavity of a sealed chamber; periodic wetting of samples with a liquid medium.
Недостатком установки является медленный газообмен с жидкой средой, газовая среда не продувается через жидкость, в процессе испытаний не происходит интенсивного перемешивания с захватом газовой фазы в объем жидкой фазы, в результате чего жидкая среда насыщается газом только по зеркалу свободной поверхности, а основной объем жидкой фазы остается не насыщенным. Открытая продувка газовой средой говорит о том, что испытания проводятся без избыточного давления, т.е. максимальное парциальное давление газов ограничивается 0,1 МПа. Размещение нагревательных элементов в потоке газовой среды не позволяет производить испытания в широком интервале температур и замедляет выход установки на рабочий режим.The disadvantage of the installation is slow gas exchange with the liquid medium, the gas medium is not blown through the liquid, during the tests there is no intensive mixing with the capture of the gas phase into the volume of the liquid phase, as a result of which the liquid medium is saturated with gas only along the free surface mirror, and the main volume of the liquid phase remains unsaturated. Open purge with a gaseous medium indicates that the tests are carried out without excess pressure, i.e. the maximum partial pressure of gases is limited to 0.1 MPa. The placement of heating elements in the flow of the gaseous medium does not allow testing in a wide temperature range and slows down the output of the installation to the operating mode.
Техническая задача заявленной группы изобретений заключается в моделировании условий эксплуатации оборудования и трубопроводов, работающих в двухфазных (газ/жидкость) средах при периодическом контакте с ними.The technical task of the claimed group of inventions is to simulate the operating conditions of equipment and pipelines operating in two-phase (gas/liquid) media with periodic contact with them.
Поставленная задача достигается проведением испытаний в герметичных испытательных ячейках с завинчивающимися крышками и уплотнительными элементами, способными выдержать нагрев до 80°С и внутреннее давление, создаваемое при нагревании, и избыточные парциальные давления агрессивных газов (свыше 0,1 МПа и до 0,5 МПа). Внутри ячеек испытуемые образцы размещаются на максимальном удалении друг от друга при помощи фиксаторов, инертных по отношению к испытуемым средам и образцам во всем температурном диапазоне. Такое расположение образцов приводит к тому, что они поочередно на одно и то же время попадают из газовой фазы в жидкую и обратно.The task is achieved by testing in sealed test cells with screw caps and sealing elements that can withstand heating up to 80 ° C and the internal pressure created during heating, and excess partial pressures of aggressive gases (over 0.1 MPa and up to 0.5 MPa) . Inside the cells, the test samples are placed at the maximum distance from each other with the help of clamps that are inert with respect to the test media and samples in the entire temperature range. Such an arrangement of the samples leads to the fact that they alternately fall from the gas phase into the liquid phase and vice versa for the same time.
Способ коррозионных испытаний заключается в следующем. Испытуемые образцы, подготовленные для проведения гравиметрических испытаний, при помощи фиксаторов (1), инертных по отношению к испытуемым средам и образцам при всех температурах испытаний, закрепляют в ячейке и заливают определенное количество жидкости. Ячейку герметизируют, продувают снизу в вертикальном положении через запорные вентили, при необходимости насыщают газом под определенным избыточным давлением и попарно закрепляют на держателях (6) в нагревательном оборудовании. Включают вращение и нагрев. Начало испытаний отсчитывают после выхода установки на рабочий режим. По окончании времени испытаний отключают нагрев, при необходимости дожидаются остывания до температуры не выше 45°С, останавливают вращение, извлекают ячейки. Осторожно стравливают избыточное давление из ячеек и извлекают образцы, по убыли массы которых определяют скорость коррозии, либо оценивают стойкость материалов, защитных лакокрасочных покрытий в коррозионных условиях.The method of corrosion testing is as follows. The test samples, prepared for gravimetric tests, are fixed in the cell with clamps (1), which are inert with respect to the tested media and samples at all test temperatures, and a certain amount of liquid is poured. The cell is sealed, blown from below in a vertical position through shut-off valves, if necessary, saturated with gas under a certain excess pressure and fixed in pairs on holders (6) in the heating equipment. Turn on rotation and heating. The beginning of the tests is counted after the installation enters the operating mode. At the end of the test time, turn off the heating, if necessary, wait for cooling to a temperature not higher than 45 ° C, stop rotation, remove the cells. Excess pressure is carefully released from the cells and samples are removed, the weight loss of which determines the corrosion rate, or the resistance of materials, protective paint and varnish coatings in corrosive conditions is assessed.
Для реализации предлагаемого способа коррозионных испытаний предложена установка, приведенная на фигурах 1, 2. При помощи фиксаторов (1), подготовленные для испытаний образцы размещаются в противоположных концах испытательной ячейки (2), изображенной на фигуре 1. Ячейка герметично закрывается крышками (3) с входным (4) выходным кранами (5), направление которых должно соответствовать направлению газов при продувке (показаны стрелками). Ячейку, заполненную испытуемой жидкостью, продувают газами, закачивая их через входной кран (4) и сбрасывая через выходной кран (5). Общий вид устройства представлен на фиг.2. После продувки газами испытательные ячейки (2) попарно закрепляют на валу с крепежами (6) при помощи полухомутов. Вал с держателями (6) и ячейками (2) располагается внутри термостатирующего оборудования (7), которое задает и контролирует температуру при помощи блока управления (8). К валу с крепежами (6) через редуктор (9) подсоединен электропривод (10), число оборотов которого задается регулятором частоты (11).To implement the proposed method of corrosion testing, the proposed installation is shown in figures 1, 2. With the help of clamps (1), the samples prepared for testing are placed at opposite ends of the test cell (2) shown in figure 1. inlet (4) outlet cocks (5), the direction of which must correspond to the direction of gases during purge (shown by arrows). The cell filled with the test liquid is purged with gases, pumping them through the inlet valve (4) and dumping them through the outlet valve (5). General view of the device is shown in Fig.2. After purging with gases, the test cells (2) are fixed in pairs on the shaft with fasteners (6) using half-clamps. The shaft with holders (6) and cells (2) is located inside the thermostatic equipment (7), which sets and controls the temperature using the control unit (8). An electric drive (10) is connected to the shaft with fasteners (6) through a gearbox (9), the speed of which is set by the frequency controller (11).
Установка для коррозионных испытаний работает следующим образом. Сперва в испытательную ячейку (2) устанавливается один фиксатор (1) с подготовленным образцом и завинчивается крышкой (3) с вмонтированным входным краном (4), который должен быть закрыт (здесь и далее необходимо соблюдать направление кранов запорного оборудования). Затем в ячейку устанавливают под углом не более 30° к вертикали, заливают требуемое количество испытуемой жидкости, устанавливают второй фиксатор (1) с подготовленным образцом, герметично закрывают испытательную ячейку второй крышкой (3) с выходным краном (5). Для продувки ячейки газами к нижнему входному крану (4) подсоединяют газораспределительную линию (на фигурах не указана), подают газ и открывают нижний входной кран (4). Сброс газов из ячейки производят через верхний выходной кран (5), который на время продувки должен быть полностью открыт.Скорость подачи газа в ячейку регулируют нижним входным краном (4), скорость подачи газа контролируют по ротаметру (на фигуре не указан), подсоединенному к верхнему выходному крану (4). При необходимости насыщения жидкой фазы газами к верхнему выходному вентилю (5) подсоединяют манометр (на фигурах не указан), по которому контролируют давление насыщения, и перекрывают сброс газа после установленного манометра. После окончания продувки и/или насыщения газами перекрывают нижний входной кран (4), перекрывают верхний выходной кран (5), отсоединяют все линии и измерительные приборы. Испытательные ячейки (2) попарно закрепляют на валу с крепежами (6) при помощи полухомутов. Устанавливают на блоке управления (8) требуемую температуру, включают нагрев, включают вращение и устанавливают частоту вращения вала с крепежами (6) при помощи частотного регулятора (11). Началом испытаний считается период после выхода установки на рабочий режим. После окончания времени испытаний отключают нагрев. При необходимости дожидаются понижения температуры до безопасного уровня (ниже 45°С). Отключают вращение, извлекают ячейки из термостатирующего оборудования, осторожно сбрасывают избыточное давление. Извлекают образцы, очищают от продуктов коррозии и по убыли массы определяют скорость коррозии за период проведения испытаний, либо оценивают стойкость материалов, защитных лакокрасочных покрытий.Installation for corrosion testing works as follows. First, one clamp (1) with a prepared sample is installed in the test cell (2) and the lid (3) with a built-in inlet cock (4) is screwed on, which must be closed (hereinafter, the direction of the valves of the shut-off equipment must be observed). Then, the cell is installed at an angle of not more than 30° to the vertical, the required amount of the test liquid is poured, the second clamp (1) with the prepared sample is installed, the test cell is hermetically sealed with the second cover (3) with the outlet cock (5). To purge the cell with gases, a gas distribution line (not shown in the figures) is connected to the lower inlet valve (4), gas is supplied and the lower inlet valve (4) is opened. Gases are discharged from the cell through the upper outlet cock (5), which must be fully open for the purge time. top outlet cock (4). If it is necessary to saturate the liquid phase with gases, a pressure gauge (not shown in the figures) is connected to the upper outlet valve (5), which controls the saturation pressure, and shuts off the gas discharge after the installed pressure gauge. After purging and/or saturation with gases, the lower inlet valve (4) is closed, the upper outlet valve (5) is closed, and all lines and measuring instruments are disconnected. Test cells (2) are fixed in pairs on the shaft with fasteners (6) using half clamps. The desired temperature is set on the control unit (8), the heating is turned on, the rotation is turned on, and the rotational speed of the shaft with fasteners (6) is set using the frequency controller (11). The beginning of the tests is considered the period after the installation has entered the operating mode. After the end of the test time, turn off the heating. If necessary, wait for the temperature to drop to a safe level (below 45°C). Turn off the rotation, remove the cells from the temperature control equipment, carefully release the excess pressure. Samples are removed, cleaned of corrosion products, and the corrosion rate for the period of testing is determined by weight loss, or the durability of materials, protective paint and varnish coatings is evaluated.
Большое количество ячеек (до 14 шт.) позволяет более прецизионно и оперативно проводить параллельные испытания в идентичных коррозионных условиях.A large number of cells (up to 14 pcs.) allows more precise and efficient parallel testing under identical corrosion conditions.
Ячейки (внутренний объем ≈300 см3) заполняются испытуемой жидкостью, моделирующей реальные коррозионные среды, при различном соотношении газ/жидкость: от объема жидкости, покрывающего только один образец (соотношение газ/жидкость ≈5/1), до объема жидкости оставляющего свободным только один образец (соотношение газ/жидкость ≈1/5). Увеличенный объем испытуемых газовых и жидких фаз по отношению к площади испытуемых образцов является следствием требований ГОСТ 9.905, по которому параметры, определяющие агрессивность среды, не должны существенно изменяться в процессе испытания (15 суток). Дополнительная возможность насыщать испытуемые ячейки агрессивными газами под парциальным давлением до 0,5 МПа, даже при низком соотношении «газ/жидкость» создает достаточно большой запас как газообразного, так растворенного в жидкой фазе агрессивного компонента.Cells (internal volume ≈300 cm 3 ) are filled with the test liquid, simulating real corrosive environments, at various gas/liquid ratios: from the volume of liquid covering only one sample (gas/liquid ratio ≈5/1), to the volume of liquid leaving only one sample (gas/liquid ratio ≈1/5). The increased volume of the tested gas and liquid phases in relation to the area of the tested samples is a consequence of the requirements of GOST 9.905, according to which the parameters that determine the aggressiveness of the medium should not change significantly during the test (15 days). The additional possibility to saturate the cells under test with aggressive gases under a partial pressure of up to 0.5 MPa, even at a low gas/liquid ratio, creates a sufficiently large supply of both the gaseous and the aggressive component dissolved in the liquid phase.
Предварительная установка ячейки во время продувки в штативе под углом не более 30° к вертикали, позволяет проводить продувку через слой жидкой фазы (барботаж), и ускоряет подготовку испытуемых сред в целом. Состав газовой среды с парциальным давлением агрессивных газов ниже 0,1 МПа подбирается по соотношению скоростей при одновременной продувке агрессивного и инертного газов, контролируемых теми же самыми расходомерами. Парциальные давления агрессивных газов свыше 0,1 МПа и до 0,5 МПа достигаются продувкой испытательных ячеек и насыщением жидкой среды агрессивным газом под давлением, контролируемом манометром. В таких условиях Р (СО2) является наиболее близким к промысловым условиям эксплуатации газовых скважин.Preliminary installation of the cell during purging in a stand at an angle of no more than 30° to the vertical allows purging through the liquid phase layer (bubbling), and accelerates the preparation of the test media in general. The composition of the gaseous medium with a partial pressure of aggressive gases below 0.1 MPa is selected according to the ratio of velocities while purging aggressive and inert gases controlled by the same flow meters. Partial pressures of aggressive gases over 0.1 MPa and up to 0.5 MPa are achieved by purging the test cells and saturating the liquid medium with aggressive gas under pressure controlled by a manometer. Under such conditions, P(CO 2 ) is the closest to the field conditions of operation of gas wells.
Поставленная задача достигается размещением в термостатирующем оборудовании только вала с крепежами (крепежными элементами ячеек), расположенными на валу и попарно перпендикулярными, на которых при помощи полухомутов можно установить до 7 пар испытуемых ячеек (всего до 14 шт.). Электропривод, редуктор и опорные подшипники находятся снаружи, что не приводит к ограничению температур испытаний и критическим рабочим режимам механизмов вращения. Термостатирующее оборудование, поддерживающее температуру с точностью ±2°С, имеет типовое исполнение с вентилятором, ускоряющим прогрев ячеек и выход всей установки на рабочий режим.The task is achieved by placing in the thermostatic equipment only a shaft with fasteners (fasteners of cells) located on the shaft and perpendicular in pairs, on which up to 7 pairs of tested cells can be installed using half-clamps (up to 14 in total). The electric drive, gearbox and support bearings are outside, which does not lead to limitation of test temperatures and critical operating modes of rotation mechanisms. The thermostatic equipment maintaining the temperature with an accuracy of ±2°C has a standard design with a fan that accelerates the heating of the cells and the output of the entire installation to the operating mode.
Скорость вращения вала регулируется при помощи частотного регулятора от 2 до 15 оборотов в минуту. Это позволяет проводить испытания при двух режимах смачивания. При низких оборотах реализуется плавный переход металлической поверхности через спокойную границу разделения фаз газ/жидкость, так называемое пересечение мениска, наиболее часто встречающееся при работе разного рода разделителей и отстойников. При высоких оборотах происходит захлест жидкой фазы с захватом газовой фазы, ускоряющим газообмен, и интенсивным воздействием на металлическую поверхность, что моделирует условия волнового и пробкового течения жидких фаз по трубопроводам.The speed of rotation of the shaft is regulated by means of a frequency regulator from 2 to 15 revolutions per minute. This allows testing under two wetting conditions. At low speeds, a smooth transition of the metal surface through a calm gas/liquid phase separation boundary, the so-called meniscus crossing, is realized, which is most often encountered during the operation of various kinds of separators and settling tanks. At high speeds, the liquid phase is overflowed with the capture of the gas phase, which accelerates gas exchange, and an intense effect on the metal surface, which simulates the conditions of wave and plug flow of liquid phases through pipelines.
Предлагаемый способ и установка для его осуществления позволяют проводить испытания по определению коррозионной агрессивности сред по отношению к материалам, стойкости материалов к определенным агрессивным средам, выбор средств противокоррозионной защиты и определение эффективности противокоррозионных мероприятий в условиях, моделирующих условия эксплуатации емкостного оборудования и трубопроводов систем добычи, сбора, подготовки и транспортировки нефти и газа. Установка позволит более точно производить оценку коррозионной опасности перечисленного выше оборудования, сократив при этом затраты и потери, связанные с проведением опытно-промышленных испытаний и аварийными ситуациями по причине коррозии.The proposed method and installation for its implementation make it possible to conduct tests to determine the corrosive aggressiveness of media in relation to materials, the resistance of materials to certain aggressive media, the choice of anti-corrosion protection and the determination of the effectiveness of anti-corrosion measures under conditions simulating the operating conditions of capacitive equipment and pipelines of production and collection systems. , preparation and transportation of oil and gas. The installation will make it possible to more accurately assess the corrosion hazard of the equipment listed above, while reducing costs and losses associated with pilot testing and emergency situations due to corrosion.
Claims (4)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2772614C1 true RU2772614C1 (en) | 2022-05-23 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117571599A (en) * | 2023-12-28 | 2024-02-20 | 山东京博控股集团有限公司 | Multi-factor multi-level corrosion experimental device and application method thereof |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1811283A1 (en) * | 1991-01-22 | 1996-08-20 | Научно-производственное объединение "Интеграл" | Method of inspection of corrosion resistance of film materials |
| RU2110785C1 (en) * | 1996-11-04 | 1998-05-10 | Акционерное общество открытого типа "Гипронииавиапром" | Device for corrosion tests of specimens under voltage |
| RU2237883C1 (en) * | 2003-06-11 | 2004-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Device for determining corrosion and effectiveness of treatment of inner surface of active pipeline by chemical reagents |
| CN104502261A (en) * | 2014-12-22 | 2015-04-08 | 南京五和试验设备有限公司 | Multifunctional corrosive gas experimental box |
| CN107807087A (en) * | 2017-11-14 | 2018-03-16 | 湖南工业大学 | Corrosion experimental device and its corrosion experiment method |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1811283A1 (en) * | 1991-01-22 | 1996-08-20 | Научно-производственное объединение "Интеграл" | Method of inspection of corrosion resistance of film materials |
| RU2110785C1 (en) * | 1996-11-04 | 1998-05-10 | Акционерное общество открытого типа "Гипронииавиапром" | Device for corrosion tests of specimens under voltage |
| RU2237883C1 (en) * | 2003-06-11 | 2004-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Device for determining corrosion and effectiveness of treatment of inner surface of active pipeline by chemical reagents |
| CN104502261A (en) * | 2014-12-22 | 2015-04-08 | 南京五和试验设备有限公司 | Multifunctional corrosive gas experimental box |
| CN107807087A (en) * | 2017-11-14 | 2018-03-16 | 湖南工业大学 | Corrosion experimental device and its corrosion experiment method |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117571599A (en) * | 2023-12-28 | 2024-02-20 | 山东京博控股集团有限公司 | Multi-factor multi-level corrosion experimental device and application method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104964911B (en) | A kind of corrosion fatigue test apparatus under wet hydrogen sulfide environment and its test method | |
| CN110542649B (en) | Multifunctional liquid single-phase flow flowing corrosion testing loop | |
| JP6932888B2 (en) | Integrated system for quantitative real-time monitoring of hydrogen-induced cracking in a simulated sour environment | |
| CN110208500A (en) | A kind of crude oil pipeline wax deposit pigging analogue experiment method | |
| CN110849582A (en) | Multiphase flow experimental device | |
| RU2772614C1 (en) | Corrosion testing method and installation for its implementation | |
| CN113740240B (en) | Corrosion inhibition performance testing device and method for corrosion inhibitor and application | |
| RU209441U1 (en) | Universal cell of phase equilibria | |
| CN106645075B (en) | Device for in-situ measurement of solvent vapor expansion in polymer film | |
| RU2430353C1 (en) | Procedure for corrosion tests and installation for its implementation | |
| CN220104973U (en) | Pipeline scale formation sensibility testing device | |
| RU2502981C1 (en) | Plant for corrosion testing | |
| RU2671416C1 (en) | Method of determination of concrete corrosive resistance | |
| RU216849U1 (en) | DOUBLE-LOOP COOLING UNIT OF THE STAND FOR DETERMINING THE DEGREE OF AGGRESSIVENESS OF FORMATION FLUID AND PROTECTIVE PROPERTIES OF THE CORROSION INHIBITOR | |
| CN113702224A (en) | Natural gas pipeline inner wall erosion corrosion experimental device and method | |
| CN114088612A (en) | Pipeline bypass corrosion testing device and testing method thereof | |
| RU2826164C1 (en) | Stand for calibration and primary verification of flow density converters | |
| RU2240535C1 (en) | Device for testing resistance of materials to corrosion | |
| RU2659747C1 (en) | Stand for research of agents for reducing hydraulic resistance during transportation of oil or oil products through a pipeline | |
| US1299540A (en) | Method for measuring the rate of flow of aqueous fluids. | |
| RU2811042C1 (en) | Bench for calibration and initial verification of in-line density converters | |
| RU2749256C1 (en) | Mobile standard of the 2nd discharge for verification of well measurement units | |
| RU2772612C1 (en) | Corrosion testing method and high-speed circulation unit for its implementation | |
| KR20160066996A (en) | Liquid hold up metering apparatus and method in pipe | |
| JPS5819219B2 (en) | corrosion test equipment |