CN104931406A - 一种实现稳流冲刷腐蚀的试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于化工反应设备技术领域，涉及一种实现稳流冲刷腐蚀的试验装置，溶液介质杯设置在反应釜的不锈钢杯体内壁上，样品放置杯放置在盛有溶液介质的溶液介质杯内，样品放置杯内放置有样品，样品放置杯侧壁上开制有样品放置窗口，样品放置杯上盖有聚四氟样杯固定盖，聚四氟样杯固定盖上对称式开制有两个聚四氟锁紧口；溶液介质杯的顶端盖有中间开孔的不锈钢样杯固定盖，不锈钢样杯固定盖上对称式开制有两个不锈钢锁紧口，叶片安装在溶液介质杯内，不锈钢样杯固定盖的中间开孔内壁上嵌入式安装有垫片；其结构简单，操作方便，样品易固定，加工要求低，流速易控，实现材料腐蚀性能的准确测量，提高材料失效条件判据的可靠性和准确性。

Description

一种实现稳流冲刷腐蚀的试验装置

技术领域：

本发明属于化工反应设备技术领域，涉及一种在高温高压反应釜中实现稳流冲刷腐蚀的试验装置，实现对金属材料及非金属材料在高温、高压、强酸、高低流速下腐蚀性能的准确测量。

背景技术：

随着石油工业的发展，煤、石油和天然气井开采深度逐渐提高，井下及运输条件日益恶劣，高温高压在腐蚀介质中的冲刷作用会对材料造成强烈侵蚀，材料失效会导致很多危险。因此，工业上对煤、石油和天然气的运输和钻采材料提出了更高的要求，为了考察材料是否满足复杂工况条件限制，在高温高压和强酸下的冲刷环境是否能够安全可靠，需要对其相关性能进行检测。

现有技术中公开的不锈钢反应釜一般含有保温夹层、油浴加热层和不锈钢层，不锈钢反应釜由于其价格低、导热性能好而被广泛应用，但是不锈钢材料耐酸碱性能差，目前，中国专利201220543710.5公开了一种在不锈钢的内壁衬上一层防腐材料或者聚四氟乙烯材料的反应釜，然而该反应釜不能测试材料的冲刷腐蚀；中国专利200910135692.X公开了一种用于模拟实际冲刷工况的试验方法，将装有试样的夹具固定在高温高压反应釜的转轴上，此方法对样品和转轴的加工和安装有很高的要求，转轴在旋转过程中，会扰动周围液体介质的流动，势必产生涡流影响，无法保证材料流速的准确控制。因此，寻求一种在高温高压反应釜中实现稳流冲刷腐蚀的试验装置，能克服了现有反应釜设备不能准确控制材料与介质之间的流速、样品加工要求高和样品不容易固定的缺点，实现材料在高温、高压、强酸、高低流速下准确测量其腐蚀性能，为材料的失效提供可靠的评判数据。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，针对目前反应釜设备不能准确控制材料与介质之间的流速、样品加工要求高和样品不容易固定的缺陷，设计提供一种在高温高压反应釜中实现稳流冲刷腐蚀的试验装置，实现材料在高温、高压、强酸、高低流速下腐蚀性能的准确测量，提高材料失效条件判据的可靠性和准确性。

为了实现上述目的，本发明的主体结构包括叶片、垫片、不锈钢锁紧口、不锈钢样杯固定盖、聚四氟样杯固定盖、聚四氟锁紧口、样品放置窗口、样品放置杯和溶液介质杯；聚四氟材料制成的溶液介质杯设置在现有反应釜的不锈钢杯体内壁上，溶液介质杯与不锈钢杯体紧密贴合，反应釜泄压后溶液介质杯能自由取出；聚四氟材料制成的样品放置杯放置在盛有溶液介质的溶液介质杯内，样品放置杯内放置有样品，样品放置杯侧壁上开制有样品放置窗口，样品放置杯上盖有聚四氟样杯固定盖，聚四氟样杯固定盖上对称式开制有两个聚四氟锁紧口；溶液介质杯的顶端盖有中间开孔的不锈钢样杯固定盖，不锈钢样杯固定盖上对称式开制有两个不锈钢锁紧口，十字叉结构的叶片安装在溶液介质杯内，自上而下依次穿过样品放置杯、聚四氟样杯固定盖和不锈钢样杯固定盖，不锈钢样杯固定盖的中间开孔内壁上嵌入式安装有垫片。

本发明所述溶液介质包括强酸、强碱和腐蚀性有机溶液。

本发明所述叶片采用含硅铸铁或哈氏合金等耐强耐腐蚀性金属制成，叶片的周长与叶片到样品的距离比不小于60。

本发明所述实现稳流冲刷腐蚀的试验装置的测试压力为0-270Mpa，温度为0-300℃，样品在溶液介质中的转速为0-2m/s。

本发明使用时，先将样品切割成T字型后放入样品放置杯内，并将样品待测试的一面嵌入样品放置窗口内，再将样品放置杯放入溶液介质杯中，将叶片插入聚四氟样杯固定盖，同时放入垫片，用现有的紧杯工具对准聚四氟锁紧口拧紧聚四氟样杯固定盖；然后将溶液介质杯放入反应釜的不锈钢杯体中，对准不锈钢锁紧口拧紧不锈钢样杯固定盖，将不锈钢杯体固定在反应釜中，最后设定测试压力、测试温度和样品转速的试验参数后进行试验，完成稳流冲刷腐蚀试验。

本发明与现有技术相比，克服了目前反应釜设备不能准确控制材料与介质之间的流速，样品加工要求高和样品不容易固定的缺点，其结构简单，操作方便，样品易固定，加工要求低，流速易控，实现材料在高温、高压、强酸、高低流速下腐蚀性能的准确测量，提高材料失效条件判据的可靠性和准确性。

附图说明：

图1为本发明的主体结构原理示意图。

图2为本发明所述叶片的主视结构原理示意图。

图3为本发明所述叶片的俯视结构原理示意图。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1：

本实施例的主体结构包括叶片1、垫片2、不锈钢锁紧口3、不锈钢样杯固定盖4、聚四氟样杯固定盖5、聚四氟锁紧口6、样品放置窗口7、样品放置杯8和溶液介质杯9；聚四氟材料制成的溶液介质杯9设置在现有反应釜的不锈钢杯体内壁上，溶液介质杯9与不锈钢杯体紧密结合，反应釜泄压后溶液介质杯9能自由取出；聚四氟材料制成的样品放置杯8放置在盛有溶液介质的溶液介质杯9内，样品放置杯8侧壁上开制有样品放置窗口7，样品放置杯8上盖有聚四氟样杯固定盖5，聚四氟样杯固定盖5上对称式开制有两个聚四氟锁紧口6；溶液介质杯9的顶端盖有中间开孔的不锈钢样杯固定盖4，不锈钢样杯固定盖4上对称式开制有两个不锈钢锁紧口3，十字叉结构的叶片1安装在溶液介质杯9内，自上而下依次穿过样品放置杯8、聚四氟样杯固定盖5和不锈钢样杯固定盖4，不锈钢样杯固定盖4的中间开孔内壁上嵌入式安装有垫片2。

本实施例所述溶液介质包括强酸、强碱和腐蚀性有机溶液。

本实施例所述叶片1采用含硅铸铁或哈氏合金等耐强耐腐蚀性金属制成，叶片1的周长与叶片1到样品放置杯8内样品的距离比不小于60。

本实施例所述实现稳流冲刷腐蚀的试验装置的测试压力为0-270Mpa，温度为0-300℃，样品在溶液介质中的转速为0-2m/s。

本实施例使用时，先将样品切割成T字型后放入样品放置杯8内，并将样品待测试的一面嵌入样品放置窗口7内，再将样品放置杯8放入溶液介质杯9中，将叶片1插入聚四氟样杯固定盖5，同时放入垫片2，用现有的紧杯工具对准聚四氟锁紧口6拧紧聚四氟样杯固定盖5；然后将溶液介质杯9放入反应釜的不锈钢杯体中，对准不锈钢锁紧口3拧紧不锈钢样杯固定盖4，将不锈钢杯体固定在反应釜中，最后设定试验参数进行试验，完成稳流冲刷腐蚀试验。

实施例2：

本实施例切割3个耐酸转平行样品，将样品清洗烘干后进行表面形貌、初始重量和表面积的测试与记录，样品放入样品放置杯8中的样品放置窗口7内，按照盐酸浓度为31％，氯化铝浓度为200g/L配制成试验溶液，将试验溶液倒入溶液介质杯9中，同时将样品放置杯8放入溶液介质杯9中，再将叶片1插入聚四氟样杯固定盖5中，放入垫片2，用紧杯工具对准聚四氟锁紧口6拧紧聚四氟样杯固定盖5，然后将溶液介质杯9放入不锈钢杯体中，对准不锈钢锁紧口3拧紧不锈钢样杯固定盖4，不锈钢杯固定在反应釜中，设定试验温度为180℃，压力为16Mpa，流速为0-2m/s，试验时间为20天，试验结束后，取出样品后将样品清理并烘干，对样品进行表面形貌的观察，计算得到三个样品的腐蚀速率分别为2.8712mm/a、2.4108mm/a和2.3026mm/a。

Claims (5)

1.一种实现稳流冲刷腐蚀的试验装置，其特征在于主体结构包括叶片、垫片、不锈钢锁紧口、不锈钢样杯固定盖、聚四氟样杯固定盖、聚四氟锁紧口、样品放置窗口、样品放置杯和溶液介质杯；聚四氟材料制成的溶液介质杯设置在现有反应釜的不锈钢杯体内壁上，溶液介质杯与不锈钢杯体紧密贴合，反应釜泄压后溶液介质杯能自由取出；聚四氟材料制成的样品放置杯放置在盛有溶液介质的溶液介质杯内，样品放置杯内放置有样品，样品放置杯侧壁上开制有样品放置窗口，样品放置杯上盖有聚四氟样杯固定盖，聚四氟样杯固定盖上对称式开制有两个聚四氟锁紧口；溶液介质杯的顶端盖有中间开孔的不锈钢样杯固定盖，不锈钢样杯固定盖上对称式开有两个不锈钢锁紧口，十字叉结构的叶片安装在溶液介质杯内，自上而下依次穿过样品放置杯、聚四氟样杯固定盖和不锈钢样杯固定盖，不锈钢样杯固定盖的中间开孔内壁上嵌入式安装有垫片。

2.根据权利要求1所述实现稳流冲刷腐蚀的试验装置，其特征在于所述溶液介质包括强酸、强碱和腐蚀性有机溶液。

3.根据权利要求1所述实现稳流冲刷腐蚀的试验装置，其特征在于所述叶片采用含硅铸铁或哈氏合金耐强耐腐蚀性金属制成，叶片的周长与叶片到样品的距离比不小于60。

4.根据权利要求1所述实现稳流冲刷腐蚀的试验装置，其特征在于所述实现稳流冲刷腐蚀的试验装置的测试压力为0-270Mpa，测试温度为0-300℃，样品在溶液介质中的转速为0-2m/s。

5.根据权利要求1所述实现稳流冲刷腐蚀的试验装置，其特征在于使用该装置进行试验时，先将样品切割成T字型后放入样品放置杯内，并将样品待测试的一面嵌入样品放置窗口内，再将样品放置杯放入溶液介质杯中，将叶片插入聚四氟样杯固定盖，同时放入垫片，用现有的紧杯工具对准聚四氟锁紧口拧紧聚四氟样杯固定盖；然后将溶液介质杯放入反应釜的不锈钢杯体中，对准不锈钢锁紧口拧紧不锈钢样杯固定盖，将不锈钢杯体固定在反应釜中，最后设定测试压力、测试温度和样品转速的试验参数后进行试验，完成稳流冲刷腐蚀试验。