[发明专利]一种用于管道冲刷腐蚀试验的试样加载装置

说明书

本发明涉及一种用于管道冲刷腐蚀试验的试样加载装置，其包括带有外螺纹的主体螺杆、位于主体螺杆一端的螺帽，穿入主体螺杆中并在主体螺杆上可上下拧动的定位螺母，主体螺杆的另一端设有中部贯通开槽，中部贯通开槽结构上方为弧面结构，主体螺杆旋入流体管道中后，通过拧紧固定螺母将主体螺杆固定于流体管道，在螺杆的另一端的两侧通过中部贯通开槽分别形成有刃形结构，两个刃形结构分别设有对应的加载孔，两个试样加载孔供试样加载杆穿过并固定于其中。本发明还涉及包括该试样加载装置的管道冲刷腐蚀试验装置。采用本发明，能够满足管道冲刷腐蚀试验需要，对试样进行精确的量化分析和表面状态观察等冲刷腐蚀行为评价，适用于管道冲刷腐蚀研究。

技术领域

本发明属于腐蚀试验技术领域，具体地说是涉及一种用于管道冲刷腐蚀试验的试样加载装置。

背景技术

在石油化工生产装置的反应器或管道中，冲刷腐蚀是比较常见的失效因素之一。腐蚀和冲刷的协同作用使得材料更容易发生损伤，特别是在一定温度压力和强腐蚀性体系下，非常容易造成设备失效。因此根据使用工况进行腐蚀因素评估、材质评价或腐蚀行为研究，对冲刷腐蚀的防护和预测具有重要作用。在冲刷腐蚀研究的方法中，需使用到试验室小试研究搭建的模拟装置，根据行业内的研究经验，旋转圆盘、管道和射流等方式模拟冲刷环境最为常用。其中管道冲刷的模拟方法能够直观的反应装置运行工况条件，特别是在石油化工行业的冲刷腐蚀研究中更常用。

在管道式冲刷腐蚀研究中，试样的放置有两种形式。其中一种为将试样制成相应直径的管道，在试验时替换掉其中一段，在试验前后对这段试样管道进行分析；另一种是将试样以合适的方法放置于管道内的指定位置，实现流速对试样的直接冲刷，同时，在试验前后可以对试样进行腐蚀行为表征。通常而言，第一种方法比较直观，容易观察到管道内部的冲刷腐蚀影响，但是由于作为试样的管道面积、体积和质量均较大，对腐蚀研究而言误差较大不便于进行量化分析，一般进行腐蚀形貌观察和评价。而第二种植入式试样的方法，将试样制成标准试片，可以在试验前后进行量化分析，同时可以进行试样表面形貌的观察分析，在管道式冲刷腐蚀研究中较为常用。而将试样置于冲刷管路的设计中，常会由于装置设计不当导致在高流速水流接触试样之前就造成流场紊乱，试样表面受流速作用比预期要小或几乎没有，造成试验结果的偏差；或者加载装置受到冲刷水流的影响，导致试样移位或偏转，从而使试样表面的冲刷角度达不到试验需求，最终导致试验输出结果出现偏差，严重影响研究目的；同时有些夹具设计不当，在试验过程中不能稳定固定从而使得试验失败。因此，在石化行业的强腐蚀体系或者高温高压情况，更是需要合理的试样加载装置的设计，以达到试验目的。

相关冲刷腐蚀试样加载装置设计中，如专利ZL201410035264.0介绍了一种高温高压的流动冲刷腐蚀测试装置。该装置包括主体部分，紧固螺杆和腐蚀试样，紧固螺杆和腐蚀试样分别通过主体上的接入口进行固定和安装。该装置在进行多角度冲刷时，需要更换主体部件，过程较为繁琐；研究方法为单一的表面状态观察，无具体的量化指标。专利ZL201510044741.4提供了一种弯管冲刷腐蚀测试系统及测试方法，该装置在试样夹持设计方面，采用在弯管内壁设置环向和轴向的凹槽，并在凹槽微小区域内挂样。该装置能够实现在特定冲刷角度的冲刷腐蚀研究，但是在高温高压体系下，需要考虑试样固定，凹槽漏液和漏气，如果使用裸金属试验时需考虑凹槽开孔处缝隙腐蚀影响。操作过程较为复杂，结果评价中对腐蚀速度无具体的量化指标。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供了一种用于管道冲刷腐蚀试验的试样加载装置及包括该加载装置的管道冲刷腐蚀试验装置，无需特殊的处理方式，就可以实现试样朝向满足试验需要，同时不会造成水流流场紊乱的情况，并适用于温度、压力和强腐蚀体系下进行试验研究的需要。其解决了管道内流速紊乱，试样朝向和位置定位困难，试样加载程序复杂的问题，适用于石化管道装置的一定温度压力和腐蚀体系造成的冲刷腐蚀的研究，如酸、流速共同作用下材质使用情况评价，新工艺冲刷腐蚀情况评估等。