CN113155724A - 多功能挂片腐蚀评价装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能挂片腐蚀评价装置，包括瓶体和开闭瓶体的瓶盖，瓶体内设置有支架，所述支架上设置有第一支撑台，在第一支撑台宽度方向上的内侧对称布置有若干用于水平放置挂片的第一凹槽；取样管可以在不影响实验进行且保持瓶体密封性的条件下进行腐蚀介质的取样分析；内加热套可对腐蚀介质进行加热，保证实验的精准度，准确了解管道的真实腐蚀情况；本发明弥补了传统挂片方式的不足，通过水平放置挂片的方法，使得挂片的腐蚀模拟结果更接近管道底部六点钟和顶部十二点钟方向的真实腐蚀情况，且本发明在一个装置中就可同时进行气相和液相腐蚀实验，不仅缩短了实验周期，降低了实验成本，还实现了在同一腐蚀体系中直接对比气相和液相腐蚀实验结果，减少了实验误差。
Description
技术领域
本发明涉及天然气腐蚀与防护技术领域，尤其是一种多功能挂片腐蚀评价装置。
背景技术
国内的酸性气田和页岩气田的开采过程中都面临复杂苛刻的腐蚀环境，腐蚀对于气田的金属管道是一个不可避免的问题，每年都投入大量的资金用于修复和更换遭到腐蚀的金属管道。为研究金属的腐蚀问题及其防控措施，腐蚀挂片模拟实验和电化学实验都是可靠的研究手段。相对于高压实验，常压条件下开展腐蚀挂片实验和电化学实验具有操作便捷、成本低廉、安全性高的优点，在腐蚀与防护的研究领域中被广泛使用。
目前，常压室内挂片腐蚀模拟实验通常都是采用竖直挂片的方式，但气田中的管道不同部位的腐蚀行为存在差异，通常管道的下侧六点钟方向在积液作用下发生最严重的液相腐蚀，而管道顶部的十二点钟方向因产生凝结水发生气相腐蚀，因此竖直挂片的方式并不能全面的反映出管道腐蚀情况；其次，常压挂片实验中因悬挂部位的限制，通常在一组实验中只能进行单一的气相或液相实验，功能单一，实验周期长，工作效率低，耗费的人力和物力成本高；此外，常压腐蚀挂片实验和电化学实验都需要借助水浴装置或油浴装置才能实现对温度的控制，占用的设备资源多，设备昂贵、能耗高；再者，常压挂片实验中需要取样时必须打开设备再取样，这就破坏了设备的密闭性，影响实验的顺利进行，从而造成实验误差。
发明内容
针对传统常压腐蚀挂片实验不能全面的反映出管道腐蚀情况、功能单一和能耗高的技术问题，本发明提供一种多功能挂片腐蚀评价装置。
本发明所采用的技术方案是：多功能挂片腐蚀评价装置，包括瓶体和开闭瓶体的瓶盖，瓶体内设置有支架，所述支架上设置有第一支撑台，在第一支撑台宽度方向上的内侧对称布置有若干用于水平放置挂片的第一凹槽；瓶体内盛装有腐蚀介质，腐蚀介质的液面高于第一支撑台。确定实验介质和材质后，将挂片水平安装到凹槽内，挂片间隔式的布置，挂片之间具有间隙，再拧紧瓶盖并往瓶体内注入腐蚀介质即可进行挂片的液相实验，腐蚀介质高于第一支撑台，使挂片完全浸泡在腐蚀介质内。瓶盖与瓶体螺栓连接，保证连接的稳定性，同时也保证了气密性。本发明弥补了传统挂片方式的不足，通过水平放置挂片的方法，使得挂片的腐蚀模拟结果更接近管道底部六点钟和顶部十二点钟方向的真实腐蚀情况，即更加接近管道底部积液部位和顶部凝液部位的真实腐蚀情况。
进一步的是，支架上设置有第二支撑台，在第二支撑台上宽度方向上的内侧对称布置有若干用于水平放置挂片的第二凹槽，第二支撑台高于腐蚀介质的液面。由于第二支撑台高于腐蚀介质的液面，因此第二凹槽内的挂片是用于气相实验，也就是说通过第二凹槽内的挂片可以准确的了管道受解凝结水发生气相腐蚀的情况。第二支撑台与第一支撑台配合，提高了本装置的通用性和功能性，本发明在一个装置中就可同时进行气相和液相腐蚀实验，不仅缩短了实验周期，降低了实验成本，还实现了在同一腐蚀体系中直接对比气相和液相腐蚀实验结果，减少了实验误差。
进一步的是，瓶体侧面靠近底部的位置设置有与瓶体内腔连通的取样管，取样管上设置有取样阀。可以在不影响实验进行且保持瓶体密闭的条件下进行腐蚀介质的取样分析；同时，取样管还可起到调节腐蚀介质液面的作用。实验前，在往瓶体内注入腐蚀介质时，如果操作人员失误倒入过量的腐蚀介质，则可通过取样管输出部分腐蚀介质，进而起到调节液面的作用。
进一步的是，瓶体的内侧设置有加热套，加热套内设置有加热体。在气田的开采过程中，气田中不同的腐蚀环境都具有特定的温度。因此，本发明为提高实验的精度，最大程度的还原气田开采过程管道的真实腐蚀情况，在瓶体的内加热套，可对腐蚀介质进行加热，保证实验的精准度，准确了解管道的真实腐蚀情况。替代了传统的水浴或油浴装置加热，简化了实验设备，降低了能耗，降低了成本。
进一步的是，瓶体的外侧设置有保温套，起到隔热保温的作用，避免外界温度对瓶体内腐蚀介质的影响，同时也避免瓶体内热量的流失。
进一步的是，瓶盖上贯穿的布置有伸入到腐蚀介质内的温度计，便于实验人员实时监测瓶体内腐蚀介质的温度变化。
进一步的是，瓶盖上贯穿的布置有进气管和出气管，进气管和出气管上布置有对应的阀门，进气管伸入至腐蚀介质内。进气管可用于向瓶体内通入惰性气体，将瓶体的氧气排空或降低瓶体内的氧气含量，从而减小氧气对实验造成的误差，保证实验的准确性；除此之外，进气管也用于通入液体腐蚀介质和通入实验所需的其它气体组分。
进一步的是，进气管、出气管和支架均由玻璃制成。避免放置在支架上的挂片与支架发生电偶腐蚀，进而影响实验的准确性。
进一步的是，进气管布置在瓶盖的中间，避免旋拧瓶盖时进气管与支架之间产生干涉。
进一步的是，瓶盖上贯穿的布置有伸入至腐蚀介质内的参比电极、辅助电极和工作电极，工作电极的端部设置有电化学实验挂片。参比电极、辅助电极和工作电极用于挂片的电化学实验。参比电极、辅助电极和工作电极与电化学工作站相连，参比电极与辅助电极在腐蚀介质中形成回路，工作电极用于悬挂挂片，对挂片进行电化学实验。可以看出，本发明不仅可以进行挂片的腐蚀挂片实验，还能进行挂片的电化学实验，具有双重功能，大大简化了设备，减少了设备的布置，提高了试验效率，降低了实验成本。
本发明的有益效果是：
1、本发明弥补了传统挂片方式的不足，通过水平放置挂片的方法，使得挂片的腐蚀模拟结果更接近管道底部六点钟和顶部十二点钟方向的真实腐蚀情况，即更加接近管道底部积液部位和顶部凝液部位的真实腐蚀情况；且本发明安装简单，使用方便，采用试验架放置试片时无需进行悬挂操作。
2、本发明在一个装置中就可同时进行气相和液相腐蚀实验，不仅缩短了实验周期，降低了实验成本，还实现了在同一腐蚀体系中直接对比气相和液相腐蚀实验结果，减少了实验误差。
3、本发明的取样管可以在不影响实验进行且保持瓶体密封性的条件下进行腐蚀介质的取样分析，还可起到调节腐蚀介质液面的作用。
4、本发明为提高实验的精度，最大程度的还原气田开采过程管道的真实腐蚀情况，在瓶体的内加热套，可对腐蚀介质进行加热，保证实验的精准度，准确了解管道的真实腐蚀情况；替代了传统的水浴或油浴装置加热，简化了实验设备，降低了能耗，降低了成本。
5、本发明不仅可以进行挂片的腐蚀挂片实验，还能进行挂片的电化学实验，具有双重功能，大大简化了设备，减少了设备的布置，提高了试验效率，降低了实验成本。
附图说明
图1是实施例一的结构示意图。
图2是支架的结构示意图。
图3是实施例二的结构示意图。
图中标记为：
1、瓶体；2、瓶盖；3、支架；4、腐蚀介质；5、取样管；6、取样阀；7、加热套；8、保温层；9、温度计；10、进气管；11、出去管；12、参比电极；13、辅助电极；14、工作电极；15、电化学实验挂片。
31、第一支撑台；32、第二支撑台；310、第一凹槽；320、第二凹槽。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“正面”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明进一步说明。
实施例一
参照图1和图2，本发明的多功能挂片腐蚀评价装置，包括瓶体1和开闭瓶体的瓶盖2，瓶体内设置有支架3，所述支架上设置有第一支撑台31，在第一支撑台宽度方向上的内侧对称布置有若干用于水平放置挂片的第一凹槽310；瓶体内盛装有腐蚀介质4，腐蚀介质的液面高于第一支撑台。腐蚀介质可以是从气田内采出的水，挂片材质与运输天然气管道的材质相同，这样就能准确模拟出气田金属管道的腐蚀情况。将挂片水平安装到凹槽内，挂片间隔式的布置，挂片之间具有间隙，再拧紧瓶盖并往瓶体内注入腐蚀介质即可进行挂片的液相实验，腐蚀介质高于第一支撑台，使挂片完全浸泡在腐蚀介质内。瓶盖与瓶体螺栓连接，保证连接的稳定性，同时也保证了气密性。本发明弥补了传统挂片方式的不足，通过水平放置挂片的方法，使得挂片的腐蚀模拟结果更接近管道底部六点钟和顶部十二点钟方向的真实腐蚀情况，即更加接近管道底部积液部位和顶部凝液部位的真实腐蚀情况。
参照图1和图2，本实施例在支架上设置有第二支撑台32，在第二支撑台上宽度方向上的内侧对称布置有若干用于水平放置挂片的第二凹槽320，第二支撑台高于腐蚀介质的液面。由于第二支撑台高于腐蚀介质的液面，因此第二凹槽内的挂片是用于气相实验，也就是说通过第二凹槽内的挂片可以准确的了管道受解凝结水发生气相腐蚀的情况。第二支撑台与第一支撑台配合，提高了本装置的通用性和功能性，本发明在一个装置中就可同时进行气相和液相腐蚀实验，不仅缩短了实验周期，降低了实验成本，还实现了在同一腐蚀体系中直接对比气相和液相腐蚀实验结果，减少了实验误差。
参照图1，本实施例在瓶体侧面靠近底部的位置设置有与瓶体内腔连通的取样管5，取样管上设置有取样阀6。可以在不影响实验进行且保持瓶体密闭的条件下进行腐蚀介质的取样分析；同时，取样管还可起到调节腐蚀介质液面的作用。实验前，在往瓶体内注入腐蚀介质时，如果操作人员失误倒入过量的腐蚀介质，则可通过取样管输出部分腐蚀介质，进而起到调节液面的作用。
参照图1，本实施例在瓶体的内侧设置有加热套7，加热套内设置有加热体。加热体可以是电热丝或电热管中的一种。在气田的开采过程中，气田中不同的腐蚀环境都具有特定的温度。因此，本发明为提高实验的精度，最大程度的还原气田开采过程管道的真实腐蚀情况，在瓶体的内加热套，可对腐蚀介质进行加热，保证实验的精准度，准确了解管道的真实腐蚀情况。替代了传统的水浴或油浴装置加热，简化了实验设备，降低了能耗，降低了成本。
参照图1，本实施例在瓶体的外侧设置有保温套8，起到隔热保温的作用，避免外界温度对瓶体内腐蚀介质的影响，同时也避免瓶体内热量的流失。
参照图1，本实施例在瓶盖上贯穿的布置有伸入到腐蚀介质内的温度计9，便于实验人员实时监测瓶体内腐蚀介质的温度变化。
参照图1，本实施例在瓶盖上贯穿的布置有进气管10和出气管11，进气管和出气管上布置有对应的阀门，进气管伸入至腐蚀介质内。进气管可用于向瓶体内通入惰性气体，将瓶体的氧气排空或降低瓶体内的氧气含量，从而减小氧气对实验造成的误差，保证实验的准确性；除此之外，进气管也用于通入液体腐蚀介质和通入实验所需的其它气体组分。
本实施例进气管、出气管和支架均由玻璃制成。避免放置在支架上的挂片与支架发生电偶腐蚀，进而影响实验的准确性。
参照图1，本实施例的进气管布置在瓶盖的中间，避免旋拧瓶盖时进气管与支架之间产生干涉。
实施例二
参照图2，在实施例一的基础上，本实施例在瓶盖上贯穿的布置有伸入至腐蚀介质内的参比电极12、辅助电极13和工作电极14，工作电极的端部设置有电化学实验挂片15。参比电极、辅助电极和工作电极用于挂片的电化学实验。参比电极、辅助电极和工作电极与电化学工作站相连，参比电极与辅助电极在腐蚀介质中形成回路，工作电极用于悬挂挂片，对挂片进行电化学实验。可以看出，本发明不仅可以进行挂片的腐蚀挂片实验，还能进行挂片的电化学实验，具有双重功能，大大简化了设备，减少了设备的布置，提高了试验效率，降低了实验成本。
电化学实验方法：首先通过瓶盖往瓶体内***参比电极12、辅助电极13和工作电极14，在工作电极的端部连接电化学实验挂片15，再拧紧瓶盖，根据需要通过进气管往瓶内注入惰性气体、液体腐蚀介质或实验所需的其它气体组分，达到要求的腐蚀条件，并保证参比电极12、辅助电极13和工作电极14的端部浸入腐蚀介质中，最后打开加热套，设置实验温度。待体系稳定后，再将参比电极、辅助电极和工作电极与电化学工作站连接，开始进行电化学参数的测试。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.多功能挂片腐蚀评价装置，其特征在于，包括瓶体(1)和开闭瓶体的瓶盖(2)，瓶体内设置有支架(3)，所述支架上设置有第一支撑台(31)，在第一支撑台宽度方向上的内侧对称布置有若干用于水平放置挂片的第一凹槽(310)；瓶体内盛装有腐蚀介质(4)，腐蚀介质的液面高于第一支撑台。
2.如权利要求1所述的多功能挂片腐蚀评价装置，其特征在于，所述支架上设置有第二支撑台(32)，在第二支撑台上宽度方向上的内侧对称布置有若干用于水平放置挂片的第二凹槽(320)，第二支撑台高于腐蚀介质的液面。
3.如权利要求1所述的多功能挂片腐蚀评价装置，其特征在于，所述瓶体侧面靠近底部的位置设置有与瓶体内腔连通的取样管(5)，取样管上设置有取样阀(6)。
4.如权利要求1所述的多功能挂片腐蚀评价装置，其特征在于，所述瓶体的内侧设置有加热套(7)，加热套内设置有加热体。
5.如权利要求4所述的多功能挂片腐蚀评价装置，其特征在于，所述瓶体的外侧设置有保温套(8)。
6.如权利要求4所述的多功能挂片腐蚀评价装置，其特征在于，所述瓶盖上贯穿的布置有伸入到腐蚀介质内的温度计(9)。
7.如权利要求4所述的多功能挂片腐蚀评价装置，其特征在于，所述瓶盖上贯穿的布置有进气管(10)和出气管(11)，进气管和出气管上布置有对应的阀门，进气管伸入至腐蚀介质内。
8.如权利要求7所述的多功能挂片腐蚀评价装置，其特征在于，所述进气管、出气管和支架均由玻璃制成。
9.如权利要求7所述的多功能挂片腐蚀评价装置，其特征在于，所述进气管布置在瓶盖的中间。
10.如权利要求7所述的多功能挂片腐蚀评价装置，其特征在于，所述瓶盖上贯穿的布置有伸入至腐蚀介质内的参比电极(12)、辅助电极(13)和工作电极(14)，工作电极的端部设置有电化学实验挂片(15)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210723 |