CN104614305A - 检测货油舱上甲板钢耐腐蚀性的模拟试验装置和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种检测原油船货油舱上甲板钢耐腐蚀性的试验装置及其使用方法。所述试验装置包括反应釜、容纳反应釜的外箱体(5)，所述反应釜包括釜体(14)和釜盖(13)；气源(1)与气体流量控制器(3)、混气器(4)通过气路(2)依次连接，连接到釜盖(13)的进气接口；釜盖(13)的出气接口与尾气处理器(18)连接；外箱体测温探头(7)布置在外箱体(5)内部，外箱体控温元件(6)布置在外箱体(5)顶部；控温水循环器(16)通过水管(15)与釜盖(13)连通；釜底控温元件(10)布置在釜体(14)底部；蒸馏水测温探头(9)布置在釜体(14)的蒸馏水中；试样测温探头(8)和试样调温板布置在试样安装槽(12)中。本发明操作简便、控制精准、运行稳定、实验环境更符合真实服役环境。

Description

检测货油舱上甲板钢耐腐蚀性的模拟试验装置和使用方法

技术领域

本发明属于金属材料腐蚀检测领域，特别涉及一种检测原油船货油舱上甲板钢耐腐蚀性的模拟试验装置和使用方法。

背景技术

油船的货油舱是运载原油的主要载体。原油运输时，白天阳光直射外甲板，使舱内温度快速升高，夜晚气温降低，舱内温度也随之下降，使货油舱上甲板温度呈周期性高低交替变化。在此过程中，舱体内形成的包含H₂S、SO₂和水蒸气等组分复杂的气体温度变化不大。因此，上甲板的下表面在高温时处于干燥状态，低温时因水蒸气凝结处于潮湿状态，上甲板下表面在这种环境中发生了严重的腐蚀，给油船安全运输造成极大隐患。因此，研制符合油船货油舱上甲板钢腐蚀机理的腐蚀检测设备意义重大。油船货油舱上甲板钢服役环境非常复杂，使用的腐蚀检测设备必须符合其服役状态下的反应机理，并使试验环境尽量接近实际服役环境。这就要求试验设备能提供复杂的气体氛围，并符合试样受顶部传热控温、底面单面腐蚀且腐蚀表面处于周期性干湿交替状态的特点，另外，设备应能够实现试样温度、气体中水蒸汽含量和水蒸气温度的高精度控制，并使试验环境更接近实际情况，以便使腐蚀检结果更加准确。

中国发明专利申请No.201210449480.0(公开号CN102928331A)，名称为“一种评价原油油船货油舱上甲板用钢腐蚀性能的实验***”，以及中国实用新型专利申请No.201420307842.7，名称为“一种甲板用钢耐蚀性快速试验装置”均公开了一种货油舱上甲板用钢腐蚀性能的实验***，其共同特征为：其反应***由反应釜和恒温水浴箱组成，反应釜底部浸泡恒温水浴箱内的水中，而反应釜中部和上部直接暴露在空气中。通过恒温水浴箱控制反应釜内蒸馏水温度，其目的是接控制釜内水蒸气含量和温度。这种方法存在以下不足：第一，这种控温方式属于通过恒温水浴箱中的水间接控温，能耗较大且温度控制不灵敏；第二，蒸馏水温度不仅受到釜体外水的温度影响，还会受釜内气体温度影响，恒温水浴箱的温度是恒定的，而釜内气体温度是变化的，因此这种方法无法实现蒸馏水温度的精确控制，从而影响釜内水蒸气的含量；第三，由于反应釜中部和上部直接暴露在空气中，釜内水蒸气温度还受到实验室温度影响，因此这种方法也无法实现对蒸馏水温度的准确控制。因此，这种方法导致实验结果精确性和稳定性降低。

发明内容

鉴于上述技术问题，本发明的目的在于提供一种结构简单、运行可靠、能耗小、温控灵敏、操作方便的检测货油舱上甲板钢耐腐蚀性的试验装置及其使用方法。

为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种检测货油舱上甲板钢耐腐蚀性的模拟试验装置，其包括反应釜、容纳反应釜的外箱体5、气体控制单元、外箱体控温单元、循环水控温单元、试样调温控温单元和智控单元17；

所述反应釜包括釜体14和釜盖13，二者可实现气体密封，釜体14盛装循环水，由循环水控温单元进行调控；釜盖13的底面有用于安装试样的试样安装槽12，试样由试样调温控温单元进行调控；反应釜内部为可调控的气体环境，由气体控制单元进行调控。

所述气体控制单元包括气源1、气体流量控制器3、混气器4、气路2、导气管11及尾气处理器18；其中，气源1与气体流量控制器3、混气器4通过气路2依次连接，并穿过外箱体5连接到反应釜的釜盖13的进气接口；所述进气接口连接导气管11；反应釜的釜盖13的出气接口通过气路2与尾气处理器18连接。

所述外箱体控温单元包括外箱体测温探头7和外箱体控温元件6，所述外箱体测温探头7布置在外箱体5内部中部，其导线穿过外箱体5与智控单元17相连；外箱体控温元件6布置在外箱体5顶部，其导线与智控单元17相连。

所述循环水控温单元包括控温水循环器16、水管15、釜底控温元件10和蒸馏水测温探头9；所述控温水循环器16通过水管15穿过外箱体5与釜盖13连通；釜底控温元件10布置在釜体14底部，其导线穿过外箱体5与智控单元17相连；所述蒸馏水测温探头9布置在釜体14的蒸馏水中，其导线穿过外箱体5和釜盖13与智控单元17相连。

所述试样调温控温单元包括试样测温探头8和试样调温板；所述试样测温探头8布置在试样安装槽12中，并与试样相接触；所述试样调温板布置在试样安装槽12中。

釜盖13的中部设有进气接口和出气接口。

导气管11的出口端位于釜体14的蒸馏水液面下。

所述气源1提供多种试验用反应气体，所述气体流量控制器3控制反应气体流量，所述混气器4使反应气体充分混合均匀并避免反应釜液体倒吸。

气路管路用材料为不与试验用反应气体发生反应。

所述尾气处理器18用于吸收尾气中的硫化氢和二氧化硫。

所述智控单元17根据各探头测得的温度信息分别控制外箱体控温元件6、釜底控温元件10、控温水循环器16和试样调温板的工作状态，实现循环水温度周期性高低交替变化控制，实现釜内蒸馏水温度和外箱体5环境温度的精确控制。

一种所述检测货油舱上甲板钢耐腐蚀性的试验装置的使用方法，它包括如下步骤：

A、将试样安装到釜盖13的试样安装槽12，在反应釜中添加蒸馏水，确保导气管11下端和蒸馏水测温探头9测温端在水面下；

B、将釜盖13与釜体14连接安装，连接气体控制单元后检查装置的密闭性；

C、通过智控单元17设置各项试验参数，依次开启气源、气体流量计，开始试验。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明结构简单，运行可靠，能耗小，温控灵敏，操作方便；其装置运行原理与实际服役环境一致，能够提供复杂的气体氛围，并符合试样受顶部传热控温、底面单面腐蚀且腐蚀表面处于周期性干湿交替状态的特点；能够实现试样温度、气体中水蒸汽含量和水蒸气温度的高精度控制，温控灵敏，腐蚀实验结果准确、稳定。

附图说明

图1为本发明的检测货油舱上甲板钢耐腐蚀性的试验装置的结构示意图。

【主要组件符号说明】

1  气源

2  气路

3  气体流量控制器

4  混气器

5  外箱体

6  外箱体控温元件

7  外箱体测温探头

8  试样测温探头

9  蒸馏水测温探头

10 釜底控温元件

11 导气管

12 试样安装槽

13 釜盖

14 釜体

15 水管

16 控温水循环器

17 智控单元

18 尾气处理器

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步说明。

图1为本发明的检测货油舱上甲板钢耐腐蚀性的试验装置的结构示意图。

本发明的检测货油舱上甲板钢耐腐蚀性的试验装置包括反应釜、外箱体5、气体控制单元、外箱体控温单元、循环水控温单元、试样控温单元和智控单元17。

所述反应釜包括釜体14和釜盖13，釜体14可盛装蒸馏水，釜盖13的底面有用于安装试样的试样安装槽12；釜盖13的中部设有进气接口和出气接口。

所述外箱体5内部容纳反应釜，其功能是保证反应釜周围环境温度稳定可控。

所述气体控制单元包括提供试验用反应气体的气源1、控制反应气体流量的气体流量控制器3、使反应气体充分混合均匀并可避免反应釜液体倒吸的混气器4、气路2、导气管11及尾气处理器18。其中，气源1与气体流量控制器3、混气器4通过气路2依次连接，并穿过外箱体5连接到反应釜的釜盖13的进气接口。所述进气接口连接导气管11，导气管11的出口端位于釜体14的蒸馏水液面下。反应釜的釜盖13的出气接口通过气路2与尾气处理器18连接。所述气路2的材料应不与试验气体发生反应；所述尾气处理器18能吸收尾气中的有毒气体，如硫化氢和二氧化硫。

所述外箱体控温单元包括外箱体测温探头7和外箱体控温元件6。所述外箱体测温探头7布置在外箱体5内部中部，其导线穿过外箱体5与智控单元17相连。外箱体控温元件6布置在外箱体5顶部，其导线与智控单元17相连。

所述循环水控温单元包括控温水循环器16、水管15、釜底控温元件10和蒸馏水测温探头9。所述控温水循环器16通过水管15穿过外箱体5与釜盖13连通。釜底控温元件10布置在釜体14底部，其导线穿过外箱体5与智控单元17相连，可以对蒸馏水进行控温。所述蒸馏水测温探头9布置在釜体14的蒸馏水中，其导线穿过外箱体5和釜盖13与智控单元17相连。

所述试样控温单元包括试样测温探头8和试样调温板。所述试样测温探头8布置在试样安装槽12中，并与试样相接触。所述试样调温板布置在试样安装槽12中。

所述智控单元17可根据各探头测得的温度信息分别控制外箱体控温元件6、釜底控温元件10、控温水循环器16和试样调温板的工作状态，实现循环水温度周期性高低交替变化控制，实现釜内蒸馏水温度和外箱体5环境温度的精确控制。

本发明的检测货油舱上甲板钢耐腐蚀性的试验装置的使用方法，包括如下步骤：

A、将试样安装到釜盖13的试样安装槽12，在反应釜中添加蒸馏水，确保导气管11下端和蒸馏水测温探头9测温端在水面下；

B、将釜盖13与釜体14连接安装，连接气体控制单元后检查装置的密闭性，确保装置无气体泄漏；

C、通过智控单元17设置各项试验参数，依次开启气源、气体流量计，开始试验。

Claims (12)

1.一种检测货油舱上甲板钢耐腐蚀性的模拟试验装置，其特征在于：

包括反应釜、容纳反应釜的外箱体(5)、气体控制单元、外箱体控温单元、循环水控温单元、试样调温控温单元和智控单元(17)；

所述反应釜包括釜体(14)和釜盖(13)，二者可实现气体密封，釜体(14)盛装循环水，由循环水控温单元进行调控；釜盖(13)的底面有用于安装试样的试样安装槽(12)，试样由试样调温控温单元进行调控；反应釜内部为可调控的气体环境，由气体控制单元进行调控。

2.根据权利要求1所述的检测货油舱上甲板钢耐腐蚀性的试验装置，其特征在于：所述气体控制单元包括气源(1)、气体流量控制器(3)、混气器(4)、气路(2)、导气管(11)及尾气处理器(18)；其中，气源(1)与气体流量控制器(3)、混气器(4)通过气路(2)依次连接，并穿过外箱体(5)连接到反应釜的釜盖(13)的进气接口；所述进气接口连接导气管(11)；反应釜的釜盖(13)的出气接口通过气路(2)与尾气处理器(18)连接。

3.根据权利要求1所述的检测货油舱上甲板钢耐腐蚀性的试验装置，其特征在于：所述外箱体控温单元包括外箱体测温探头(7)和外箱体控温元件(6)，所述外箱体测温探头(7)布置在外箱体(5)内部中部，其导线穿过外箱体(5)与智控单元(17)相连；外箱体控温元件(6)布置在外箱体(5)顶部，其导线与智控单元(17)相连。

4.根据权利要求1所述的检测货油舱上甲板钢耐腐蚀性的试验装置，其特征在于：所述循环水控温单元包括控温水循环器(16)、水管(15)、釜底控温元件(10)和蒸馏水测温探头(9)；所述控温水循环器(16)通过水管(15)穿过外箱体(5)与釜盖(13)连通；釜底控温元件(10)布置在釜体(14)底部，其导线穿过外箱体(5)与智控单元(17)相连；所述蒸馏水测温探头(9)布置在釜体(14)的蒸馏水中，其导线穿过外箱体(5)和釜盖(13)与智控单元(17)相连。

5.根据权利要求1所述的检测货油舱上甲板钢耐腐蚀性的试验装置，其特征在于：所述试样调温控温单元包括试样测温探头(8)和试样调温板；所述试样测温探头(8)布置在试样安装槽(12)中，并与试样相接触；所述试样调温板布置在试样安装槽(12)中。

6.根据权利要求1所述的检测货油舱上甲板钢耐腐蚀性的试验装置，其特征在于：釜盖(13)的中部设有进气接口和出气接口。

7.根据权利要求1所述的检测货油舱上甲板钢耐腐蚀性的试验装置，其特征在于：导气管(11)的出口端位于釜体(14)的蒸馏水液面下。

8.根据权利要求2所述的检测货油舱上甲板钢耐腐蚀性的试验装置，其特征在于：所述气源(1)提供多种试验用反应气体，所述气体流量控制器(3)控制反应气体流量，所述混气器(4)使反应气体充分混合均匀并避免反应釜液体倒吸。

9.根据权利要求2所述的检测货油舱上甲板钢耐腐蚀性的试验装置，其特征在于：气路管路用材料为不与试验用反应气体发生反应。

10.根据权利要求2所述的检测货油舱上甲板钢耐腐蚀性的试验装置，其特征在于：所述尾气处理器(18)用于吸收尾气中的硫化氢和二氧化硫。

11.根据权利要求1所述的检测货油舱上甲板钢耐腐蚀性的试验装置，其特征在于：所述智控单元(17)根据各探头测得的温度信息分别控制外箱体控温元件(6)、釜底控温元件(10)、控温水循环器(16)和试样调温板的工作状态，实现循环水温度周期性高低交替变化控制，实现釜内蒸馏水温度和外箱体(5)环境温度的精确控制。

12.一种权利要求如1-11之一所述的检测货油舱上甲板钢耐腐蚀性的试验装置的使用方法，其特征在于：它包括如下步骤：

A、将试样安装到釜盖(13)的试样安装槽(12)，在反应釜中添加蒸馏水，确保导气管(11)下端和蒸馏水测温探头(9)测温端在水面下；

B、将釜盖(13)与釜体(14)连接安装，连接气体控制单元后检查装置的密闭性；

C、通过智控单元(17)设置各项试验参数，依次开启气源、气体流量计，开始试验。