專利名稱：高溫高壓冷凝水腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于模擬實(shí)驗(yàn)裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種高溫高壓冷凝水腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置。適用于水平管道內(nèi)流動(dòng)的高溫高壓多相介質(zhì)中水蒸汽在管道頂部凝結(jié)后導(dǎo)致的管道頂部腐蝕的模擬實(shí)驗(yàn)，尤其適用于模擬石油、天然氣等采集和輸送管道上部所出現(xiàn)的蒸汽腐蝕情況，以進(jìn)行輸送高溫高壓多相流體管道頂部蒸汽腐蝕的模擬實(shí)驗(yàn)，可用來評(píng)定氣相緩蝕劑對(duì)管道頂部腐蝕的緩蝕效率。
背景技術(shù)：
輸送高溫高壓多相介質(zhì)管道的頂部腐蝕是一種常見的現(xiàn)象，例如油氣工業(yè)采集和輸送過程石油、天然氣中含有一定的水分，含有水分的介質(zhì)在管道中流動(dòng)時(shí)，如果這些介質(zhì)不能充滿整個(gè)管道，在管道上部出現(xiàn)孔隙，管道頂部的溫度往往低于管道中其它的部位，介質(zhì)中的水分蒸發(fā)出的水蒸汽在管道的頂部凝結(jié)，當(dāng)介質(zhì)中含有CO2氣體的情況下，CO2氣體會(huì)進(jìn)入水蒸汽中，從而導(dǎo)致在水蒸汽凝結(jié)的部位出現(xiàn)腐蝕。目前，還沒有一種管道頂部腐蝕的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，限制了這種腐蝕現(xiàn)象的機(jī)理、規(guī)律的研究，也不能有效地評(píng)價(jià)抑制或防止管道頂部腐蝕的緩蝕劑的緩蝕效率。以往的工作中，采用在高溫高壓釜中的氣氛中掛有金屬試樣的方法進(jìn)行管道頂部腐蝕的模擬實(shí)驗(yàn)研究，但由于金屬試樣在氣氛中其溫度與腐蝕液體介質(zhì)一致，因此在金屬試樣上的凝結(jié)的水分很少，且試樣靜止，對(duì)管道內(nèi)部流動(dòng)腐蝕性介質(zhì)所造成的管道頂部腐蝕的模擬性不好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供高溫高壓冷凝水腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置，為研究輸送多相流體的管道頂部水蒸氣凝結(jié)引起的腐蝕規(guī)律、機(jī)理和評(píng)定氣相緩蝕劑的緩蝕效率，提供了一套可模擬管道頂部腐蝕的實(shí)驗(yàn)裝置。該實(shí)驗(yàn)裝置可以方便地模擬輸送高溫高壓流體的管道內(nèi)表面頂部低溫區(qū)水蒸汽的凝結(jié)所引起的頂部腐蝕現(xiàn)象。
本發(fā)明的裝置包括高溫高壓釜、控制箱、冷凝器、高壓氣瓶及磁力驅(qū)動(dòng)裝置。磁力驅(qū)動(dòng)裝置10與高壓釜的上蓋13通過螺栓進(jìn)行連接，中間放置密封墊進(jìn)行密封。高壓氣瓶導(dǎo)氣管與高壓釜進(jìn)氣管3之間用螺栓連接。冷凝器18與冷卻水出水管1之間焊接連接，冷卻水出水管1穿過高壓釜上蓋14，用高壓釜上蓋14上部的螺帽將出水管1與高壓釜上蓋14緊固，出水管1與高壓釜上蓋14之間通過密封圈進(jìn)行密封。控制箱與高壓釜21用導(dǎo)線連接。裝置采用磁力驅(qū)動(dòng)，在高壓釜21內(nèi)部，旋轉(zhuǎn)軸20的上部有盛有導(dǎo)熱的水介質(zhì)的密封容器15，密封容器的外表面布置試樣5。在密封水容器的內(nèi)部有冷卻用的靜止裝置22，內(nèi)部通有循環(huán)冷卻水，冷卻水的溫度通過密封容器15內(nèi)的溫度傳感器2進(jìn)行測量。其中，與旋轉(zhuǎn)軸20固定在一起的旋轉(zhuǎn)冷凝器18與靜止的上蓋板14的接觸表面經(jīng)過滲碳處理，接觸密封，防止冷凝器18內(nèi)的水由于高速旋轉(zhuǎn)而溢出。
冷卻水進(jìn)水管(11)和冷卻水出水管(1)與循環(huán)水箱連接，循環(huán)水箱中有水泵可以使冷卻水在管道內(nèi)循環(huán)。試樣(5)在冷凝器(18)的外表面放置，冷凝器(18)可以旋轉(zhuǎn)。磁力驅(qū)動(dòng)裝置(10)通過轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)冷凝器(18)，從而使試樣(5)旋轉(zhuǎn)。高壓釜控制箱可以控制高壓釜(21)內(nèi)的溫度和試樣(18)的轉(zhuǎn)速，并顯示導(dǎo)熱水和高壓釜(21)內(nèi)的溫度。磁力驅(qū)動(dòng)裝置(10)進(jìn)行了簡化，高壓釜控制箱在圖1中略去。高壓釜的容積為4升，最高工作溫度為160℃，最大工作壓力為2MPa。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于可通過循環(huán)冷卻液對(duì)試樣進(jìn)行冷卻，使試樣表面的溫度顯著低于高溫高壓釜內(nèi)的溫度，從而使水蒸汽在旋轉(zhuǎn)試樣的表面凝結(jié)，使試樣表面發(fā)生腐蝕，很好地模擬管道頂部的腐蝕情況。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，冷卻水出水管1，測溫電阻2，進(jìn)氣管3，加熱保溫裝置4，試樣5，冷卻水通過孔6，測溫電阻7，高壓釜下蓋8，測速探頭9，磁力驅(qū)動(dòng)裝置10，冷卻水進(jìn)水管11，出氣管12，高壓釜上蓋13，上蓋板14，密封容器15，高壓釜壁16，溶液出口17，冷凝器18，冷卻水管19，旋轉(zhuǎn)軸20，高壓釜21，冷卻用的靜止裝置22。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的磁力驅(qū)動(dòng)裝置10與高壓釜的上蓋13通過螺栓進(jìn)行連接，中間用密封墊密封。高壓氣瓶導(dǎo)氣管與高壓釜進(jìn)氣管3之間螺扣連接。冷凝器18與冷卻水出水管1之間焊接連接，冷卻水15出水管1穿過高壓釜上蓋14，出水管1與高壓釜上蓋14緊固，出水管1與高壓釜上蓋14之間用螺栓緊固，并通過密封圈進(jìn)行密封。打開上釜蓋13，向釜內(nèi)倒入實(shí)驗(yàn)用溶液，溶液液面的位置要低于冷凝器18的下表面。將試樣5放置在環(huán)形的試樣架上，向冷卻器18內(nèi)倒入導(dǎo)熱水15介質(zhì)，蓋上釜蓋13，冷卻器上蓋板14與冷卻器下部緊密接觸，放置冷卻器下部旋轉(zhuǎn)時(shí)，冷卻器中導(dǎo)熱用的水由于離心力作用甩出冷卻器。通過加熱保溫裝置4中的電阻絲加熱高壓釜內(nèi)的溶液，通過進(jìn)氣管3通入實(shí)驗(yàn)用氣體(如CO2)，通過排氣管12少量釋放出釜內(nèi)的氣體，以保證實(shí)驗(yàn)用氣體持續(xù)通入到實(shí)驗(yàn)溶液中。通過電阻測溫裝置2測量出冷凝器18中水15的溫度，并在控制箱上顯示。由于冷凝器18的冷卻，試樣5的溫度與水15的溫度接近，低于釜內(nèi)氣氛的溫度，高壓釜21內(nèi)溶液的蒸汽在低溫的試樣5表面凝結(jié)，高壓釜21內(nèi)氣相區(qū)域是通入的實(shí)驗(yàn)氣體和溶液蒸汽的混合氣氛，試驗(yàn)氣體溶入在試樣5表面的冷凝液中，同時(shí)試樣5以一定的速度旋轉(zhuǎn)，在試樣5表面會(huì)發(fā)生冷凝氣體腐蝕。試樣5旋轉(zhuǎn)的速度可由測速探頭9測出并在控制箱上顯示。該實(shí)驗(yàn)裝置可有效模擬傳輸流體管道頂部水蒸汽冷凝后所造成的腐蝕。
權(quán)利要求1.一種高溫高壓冷凝水腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于該裝置包括高溫高壓釜、控制箱、冷凝器、高壓氣瓶及磁力驅(qū)動(dòng)裝置；磁力驅(qū)動(dòng)裝置(10)與高壓釜的上蓋(13)通過螺栓連接，中間放置密封墊；高壓氣瓶導(dǎo)氣管與高壓釜進(jìn)氣管(3)之間用螺栓連接，冷凝器(18)與冷卻水出水管(1)之間焊接連接，冷卻水出水管(1)穿過高壓釜上蓋(14)，用高壓釜上蓋(14)上部的螺帽將出水管(1)與高壓釜上蓋(14)緊固，出水管(1)與高壓釜上蓋(14)之間通過密封圈進(jìn)行密封；控制箱與高壓釜(21)之間用導(dǎo)線連接，在高壓釜(21)內(nèi)部，旋轉(zhuǎn)軸(20)的上部有盛有導(dǎo)熱的水介質(zhì)的密封容器(15)，密封容器(15)的外表面上布置試樣(5)；在密封水容器的內(nèi)部有冷卻用的靜止裝置(22)，用密封容器(15)內(nèi)傳感器(2)測量導(dǎo)熱水介質(zhì)的溫度。
2.按照權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于冷卻試樣進(jìn)水和出水管與循環(huán)水箱連接，循環(huán)水箱中有水泵；試樣(5)在冷卻器的外表面放置。
專利摘要本實(shí)用提供了一種高溫高壓冷凝水腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括高溫高壓釜、控制箱、冷凝器、高壓氣瓶及磁力驅(qū)動(dòng)裝置；磁力驅(qū)動(dòng)裝置(10)與高壓釜的上蓋(13)通過螺栓連接，高壓氣瓶導(dǎo)氣管與高壓釜進(jìn)氣管(3)之間用螺扣連接，冷凝器(18)與冷卻水出水管(1)之間焊接連接，冷卻水出水管(1)穿過高壓釜上蓋(14)，用高壓釜上蓋(14)上部的螺帽將出水管(1)與高壓釜上蓋(14)緊固，出水管(1)與高壓釜上蓋(14)之間通過密封圈進(jìn)行密封。在高溫高壓釜(21)內(nèi)部，旋轉(zhuǎn)軸(20)的上部有盛有導(dǎo)熱的水介質(zhì)的密封容器(15)，在密封水容器的內(nèi)部有冷卻用的靜止裝置(22)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于很好地模擬管道頂部的腐蝕情況。
文檔編號(hào)G01N33/00GK2771848SQ20052002288
公開日2006年4月12日 申請(qǐng)日期2005年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月23日
發(fā)明者路民旭, 柳偉 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)