[发明专利]分布式流态体垢下腐蚀研究用模拟试验装置

说明书

本发明公开了一种分布式流态体垢下腐蚀研究用模拟试验装置，包括用于盛装试验流态体的缓冲罐，缓冲罐上连通有流态体循环管，流态体循环管上连接有流态体循泵，流态体循环管的上管壁内安装有参比电极，参比电极通过电压跟随电路连接至信号采集单元，流态体循环管上还串联有至少一个管式阵列电极探头，与管式阵列电极探头对应电连接有电子开关，与电子开关串联有信号采集电路，信号采集电路连接至信号采集单元，信号采集单元还分别连接至各电子开关；本发明主要用于研究原油输送过程中管道的垢下腐蚀现象，尤其是在原位生长垢层研究方面，具有非常高的可信度，管式阵列电极探头方便拆卸，设计合理，可重复性高，操作性强。

技术领域

本发明涉及流态体垢下腐蚀检测设备的模拟试验技术领域，尤其涉及一种分布式流态体垢下腐蚀研究用模拟试验装置。

背景技术

金属材料在使用过程中常会与周围的环境发生化学和电化学作用，引发腐蚀风险，其中油气输送管道的特殊环境会产生 CO2、H2S等腐蚀性气体，且伴随有微生物的砂垢沉积，形成复杂介质环境下的垢下腐蚀，导致油气输送管道泄漏失效。

为了对垢下腐蚀进行深入的研究，专利CN202757870U 和 CN102680382A 公开了一种垢下腐蚀试验支架及其试验方法用于评价油气输送介质中的砂、硫元素以及 CaCO3、BaSO4等垢层一起在管道内部表面沉积造成的垢下腐蚀。而一种垢下腐蚀实验支架及其实验方法（申请号：ZL201210144586.X）包括支架面板和支架底座；支架面板和支架底座的外部边缘处设有位置相对应的固定孔，支架面板和支架底座通过设置在固定孔内的固定件相连接固定；支架面板上设有和工作电极直径相同的工作电极孔，工作电极孔的周围设有面板凹槽，内设有面板O型圈；支架底座上设有底座凹槽，底座凹槽内设有底座O型圈；支架底座上位于底座O型圈内径圆周内的位置处设有三个电触头，电触头的下端插入电触头支座的顶部；支架底座上设有导线凹槽，电触头支座上均设有电导线；其实验方法能在同一腐蚀试片上进行电化学腐蚀测试、腐蚀失重测量和表面形貌观察，适用于电化学腐蚀及垢下腐蚀模拟研究。它主要关注的是垢下腐蚀条件下的电化学腐蚀测试，不能实现因垢层厚度不同导致的电偶效应和高温高压下的动态模拟。

专利CN103884639A公开了一种动态模拟垢下腐蚀的实验方法及其装置，提供的实验方法能在两个试片间模拟电偶效应，且能实现腐蚀失重测量、表面形貌观察，适用于垢下腐蚀动态模拟实验研究。其实验装置包括主体环形夹具和扇形辅助试片；主体环形夹具中心位置设有圆形空心孔和相对应的豁口，主体环形夹具和外接驱动轴通过豁口连接固定；主体环形夹具底部设有凹槽，将电导线置于凹槽内连接两个实验试片；每两个实验试片间采用扇形辅助试片实现物理隔离；可调节辅助试片的厚度，使其与实验试片间的厚度差等于实验要求的垢层厚度。本发明具有实验方法可靠，可信度高，装置结构简单，方便实用的优点。

此外，专利CN103792182A公开了一种模拟垢下腐蚀的双电解池及应用，包括有机玻璃双电解池、工作电极、辅助电极、参比电极和离子扩散通道。有机玻璃双电解池由外电解池和内电解池组成；外电解池为敞开体系，有通气孔，用于本体溶液阴极区测量；内电解池为密闭装置，用于垢层下闭塞微环境的阳极区测量。工作电极、辅助电极和参比电极通过电解池顶盖上的橡胶塞固定，用于电化学参数的测量。离子扩散通道是连接内外电解池的有机玻璃通道，在通道中填充腐蚀垢层用于模拟真实垢层环境，并实现垢层内外离子的交换；扩散通道通过栓塞固定。该电解池便于垢下腐蚀的各项电化学参数的测量、可以较为准确地模拟垢层内、外的腐蚀环境，获取垢下腐蚀过程的信息及其动态变化。