一种多冲刷角度的高温高流速腐蚀试验装置及试验方法

摘要

本发明公开了一种多冲刷角度的高温高流速腐蚀试验装置及试验方法，涉及油体腐蚀性试验技术领域。本发明的一种多冲刷角度的高温高流速腐蚀试验装置，包括通过法兰固定于输油管道上的管流试验装置，所述管流试验装置包括“T”形的上法兰，上法兰底部通过多角度连接件连接有试样杆，试样杆的底部可拆卸连接有试样片，通过多角度连接件连接有试样杆，实现对试样片的多角度冲刷，进而达到解决多角度试验高温高流速油体腐蚀性的技术问题。

说明书

技术领域

本发明涉及油体腐蚀性试验技术领域，更具体地说是一种多冲刷角度的高温高流速腐蚀 试验装置及试验方法。

背景技术

现今，世界各国经济的快速发展均需要大量的能源，石油资源供应十分紧缺，因此炼制 劣质原油已是能源补充的重要渠道。目前我国每年加工的劣质高酸原油已超过2亿吨。

加工劣质高酸原油虽然可以获得更高收益，但高酸原油中含有大量以环烷酸为主的酸性 物质。高温炼制过程中环烷酸对石油化工装备有高腐蚀性，在高温、高流速、强湍流等因素 联合作用下，部分设备腐蚀破坏极其严重，环烷酸腐蚀失效导致的非计划停工、泄露、火灾、 爆炸等事故频发。

目前针对高酸原油腐蚀研究的模拟试验装置存在尺寸大、试验时参数不易控制、耗能巨 大等问题，而且，模拟高温、高流速、强湍流的油体环境存在一定的欠缺。

经检索，关于解决上述的不足，目前已有相关专利公开。如，中国专利申请号为：2009101161048、申请日为：2009.01.21，公开了一种高温高流速环烷酸腐蚀试验装置及试验方 法，是以具有内置预热器的储油罐为中心，油路管道自储油罐引出，依次经过出油过滤器、 管流循环泵或喷射循环泵、外部加热系统、管流试验装置或喷射试验装置之后返回储油罐构 成封闭的试验循环回路；在外部加热系统的油液出口处设置回油支路，通过回油支路与储油 罐和外部加热系统构成封闭的回油循环回路。该发明用于实现高温高流速条件下的冲刷腐蚀 实验，开展高温与腐蚀介质共同作用下材料损伤机理研究，进而对炼油装置材料在高温高流 速环烷酸介质中的冲刷腐蚀机制和控制规律进行系统深入的研究，但该发明中的圆盘状试样 的角度固定，没办法调节，不能模拟不同角度的冲刷腐蚀试验，而且，还存在存在尺寸大、 试验时参数不易控制、耗能巨大的问题。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术中的油体环境冲刷腐蚀试验角度单一的问题，本发明提出一种多冲刷角度 的高温高流速腐蚀试验装置及试验方法，通过多角度连接件连接有试样杆，实现对试样片的 多角度冲刷，进而达到多角度调节的目的。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种多冲刷角度的高温高流速腐蚀试验装置，包括通过法兰固定于输油管道上的管流试 验装置，所述管流试验装置包括“T”形的上法兰，上法兰底部通过多角度连接件连接有试样杆， 试样杆的底部可拆卸连接有试样片，通过多角度连接件连接有试样杆，实现对试样片的多角 度冲刷，进而达到多角度试验高温高流速油体腐蚀性的技术效果。

进一步的技术方案，多角度连接件包括上法兰底部的凸台、试样杆顶部的凹槽以及销子， 所述凸台和凹槽适配式设置，且两者均横向穿孔为销孔，所述销孔为多个，且对称式均匀设 置，其直径与销子相适配，简单组合即可达到试验目的，组装容易，操作简单。

进一步的技术方案，多角度连接件的外围套接有套管，套管与上法兰可拆卸连接，起到 保护销子和销孔的作用，避免过度冲刷后，销子不容易拆卸，也可以避免销子脱落。

进一步的技术方案，上法兰通过其底部的法兰管件固定于输油管道上，试样杆竖向插入 输油管道内，试样片面向输油管道的油体流向设置，方便试验时的拆卸，以便于及时进行角 度调节。

进一步的技术方案，还包括在输油管道上设置的截止阀I、调速阀、定差减压阀以及电热 偶和压力表；所述凸台和凹槽上的销孔的数量均为6个，可通过调节油体流速进行试验。

进一步的技术方案，还包括在输油管道上设置的截止阀II、加热单元和套管式换热器， 有利通过调节油体温度进行试验。

一种多冲刷角度的高温高流速腐蚀试验装置的试验方法，包括如下步骤：

步骤一、管流试验装置装配：通过销子和销孔的配合以及凹槽和凸台的配合将试样杆固 定于上法兰的底部，将试样片通过螺栓固定在试样杆底部，之后再通过套管进行加固，试样 杆竖向插入输油管道内，试样片面向输油管道的油体流向设置，再将上法兰通过螺杆固定于 法兰管件上；

步骤二、数据采集：启动计量油泵，油体在输油管道内流动冲刷试样片，记录电热偶和 压力表数值，冲刷m分钟待冲刷腐蚀试验完成后拆卸试样片，记录试样片冲刷腐蚀量、平均 腐蚀速率和最大腐蚀深度等指标。

进一步的试验方法，还包括以下步骤：

步骤三、冲刷角度调节：在步骤一的基础上，将试样杆固定于上法兰的底部时，转动试 样杆角度为α，更换相应的销孔，并将销子穿过该销孔固定试样杆，α可以顺时针30°、60°、 120°等，当然也可以通过调节销孔的数量，比如每隔10°或15°等任意角度设置相应数量的销 孔。

进一步的试验方法，步骤二数据采集过程中，通过调速阀和定差减压阀调整输油管道的 油体的流速，以测定不同流速的冲刷腐蚀量。

进一步的试验方法，步骤二数据采集过程中，通过加热单元和套管式换热器调整输油管 道的油体的温度，以测定不同温度的冲刷腐蚀量。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种多冲刷角度的高温高流速腐蚀试验装置，通过多角度连接件来连接试 样杆，能够实现对试样片的多角度冲刷，进而达到多角度试验高温高流速油体腐蚀性的技术 效果；

(2)本发明的一种多冲刷角度的高温高流速腐蚀试验装置，通过销子和销孔的简单搭配， 即可实现多角度调节的目的，操作方便；α可以顺时针30°、60°、120°等，当然也可以通过 调节销孔的数量，比如每隔10°或15°等任意角度设置相应数量的销孔；

(3)本发明的一种多冲刷角度的高温高流速腐蚀试验装置，套管起到保护销子和销孔的 作用，避免过度冲刷后，销子不容易拆卸，也可以避免销子脱落；

(4)本发明的一种多冲刷角度的高温高流速腐蚀试验装置，拆卸方便，而且，可以根据 试验要求将各配件的尺寸适配式设置，小型化设计，携带和安装操作方便；

(5)本发明的一种多冲刷角度的高温高流速腐蚀试验装置的试验方法，操作灵活，可根 据不同的流速、温度和调节角度进行各种组合搭配式冲刷试验，进而达到各种试验目的。

附图说明

图1为本发明中的管流试验装置透视后的结构示意图；

图2为图1的A-A向剖视图；

图3为图2的局部放大后结构示意图；

图4为本发明中的管流试验装置立体图；

图5为本发明中的上法兰立体图；

图6为本发明中的试样杆立体图；

图7为整套液压系统结构示意图。

图中：1-油罐；2-计量油泵；3-溢流阀；4-二位四通电磁换向阀；5-截止阀I；6-调速阀； 7-定差减压阀；8-管流试验装置；9-截止阀II；10-加热单元；11-套管式换热器；12-过滤器； 13-排油阀；14-空气过滤器；15-法兰；16-法兰管件；17-输油管道；81-上法兰；82-试样杆； 83-套管；84-销子；85-试样片；86-螺栓；811-凸台；821-凹槽；822-销孔。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对发明作详细描述。

实施例1

本实施例的一种多冲刷角度的高温高流速腐蚀试验装置，如图1、2、3、4、5、6所示，包括通过法兰15固定于输油管道17上的管流试验装置8，所述管流试验装置8包括“T”形的上法兰81，上法兰81底部通过多角度连接件连接有试样杆82，试样杆82的底部可拆卸连接有试样片85，通过多角度连接件连接有试样杆，实现对试样片的多角度冲刷，进而达到多角度试验高温高流速油体腐蚀性的技术效果，多角度连接件包括上法兰81底部的凸台811、试样杆82顶部的凹槽821以及销子84，所述凸台811和凹槽821适配式设置，且两者均横向 穿孔为销孔822，所述销孔822为多个，且对称式均匀设置，其直径与销子84相适配，简单 组合即可达到试验目的，组装容易，操作简单。

本实施例的多冲刷角度的高温高流速腐蚀试验装置的试验方法，包括如下步骤：

步骤一、管流试验装置装配：通过销子84和销孔822的配合以及凹槽821和凸台811的 配合将试样杆82固定于上法兰81的底部，将试样片85通过螺栓86固定在试样杆82底部，试样杆82竖向插入输油管道17内，试样片85面向输油管道17的油体流向设置，再将上法 兰81通过螺杆固定于法兰管件16上；

步骤二、数据采集：启动计量油泵2，油体在输油管道17内流动冲刷试样片85，记录电 热偶和压力表数值，冲刷m分钟待冲刷腐蚀试验完成后拆卸试样片85，记录试样片85冲刷 腐蚀量、平均腐蚀速率和最大腐蚀深度等指标。

本实施例的多冲刷角度的高温高流速腐蚀试验装置及其试验方法，拆卸方便，而且，可 以根据试验要求将各配件的尺寸适配式设置，小型化设计，携带和安装操作方便。

实施例2

本实施例的一种多冲刷角度的高温高流速腐蚀试验装置，基本结构同实施例1，不同和 改进之处在于：如图2、3所示，多角度连接件的外套接有套管83，套管83与上法兰81可拆卸连接，起到保护销子84和销孔822的作用，避免过度冲刷后，销子84不容易拆卸，也 可以避免销子84脱落。上法兰81通过其底部的法兰管件16固定于输油管道17上，试样杆 82竖向插入输油管道17内，试样片85面向输油管道17的油体流向设置，方便试验时的拆 卸，以便于及时进行角度调节。

实施例3

本实施例的一种多冲刷角度的高温高流速腐蚀试验装置，基本结构同实施例2，不同和 改进之处在于：如图7所示，还包括在输油管道17上设置的截止阀I5、调速阀6、定差减压 阀7以及温度计和压力表；所述凸台811和凹槽821上的销孔822的数量均为6个，可通过调节油体流速进行试验。而且，还可以包括在输油管道17上设置的截止阀II9、加热单元10和套管式换热器11，有利通过调节油体温度进行试验。

本实施例的多冲刷角度的高温高流速腐蚀试验装置的试验方法，包括如下步骤：

前期准备：如图7所示，整套液压系统主要由加热回路与管流冲刷回路组成，其中油罐 1为导热钢罐，外部产有电热丝加热保温，内部设有搅拌装置可将原油搅拌均匀、电热偶能 够检测油罐的温度；罐体设置排气口，能够排出原油在冲刷过程中产生的气体，避免油路中 产生液气两相。溢流阀3作为安全阀限定管路中的最大压力并起安全、分流作用。实验前将 试样片85通过试样杆82装入管流试验装置8中，将原油装入油罐1(油罐可升温)预热一定时 间，待温度达到一定值后控制原油粘度，打开计量油泵2，走外部升温回路。让二位四通电 磁换向阀4得电，打开截止阀II9，使得原油通过升温回路，通过温度传感器检测温度值，使 得油温在内循环中缓慢上升，可通过加热单元10升温，套管式换热器11可以调节温度。待 加热到实验温度后，关闭截止阀9II，打开截止阀5I，通过调节调速阀6开口大小可以调节管 路原油的流速，通过流量计查看使其达到实验所需流量(流速)，调节定差减压阀7使得出油 口压力不至于过大。实验装置整套管路采用保温措施。实验完成后可以打开排油阀13排油， 通过空气过滤器14过滤后排出废气。油罐1和计量油泵2之间的输油管道上还可以设置过滤 器12，以过滤油渣。

步骤一、管流试验装置装配：通过销子84和销孔822的配合以及凹槽821和凸台811的 配合将试样杆82固定于上法兰81的底部，再通过套管83进行加固，之后将将试样片85通过螺栓86固定在试样杆82底部，试样杆82竖向插入输油管道17内，试样片85面向输油管 道17的油体流向设置，再将上法兰81通过螺栓固定于法兰管件16上；

步骤二、数据采集：启动计量油泵2，油体在输油管道17内流动冲刷试样片85，记录电 热偶和压力表数值，冲刷m分钟待冲刷腐蚀试验完成后拆卸试样片85，记录试样片85冲刷 腐蚀量、平均腐蚀速率和最大腐蚀深度等指标，冲刷时间可以根据试验要求以及试样片85种 类进行相应的选择。数据采集过程中，通过调速阀6和定差减压阀7调整输油管道17的油体 的流速，以测定不同流速的冲刷腐蚀量。也可以通过加热单元10和套管式换热器11调整输 油管道17的油体的温度，以测定不同温度的冲刷腐蚀量、平均腐蚀速率和最大腐蚀深度等指 标。

步骤三、冲刷角度调节：在步骤一的基础上，将试样杆82固定于上法兰81的底部时， 转动试样杆82角度为α，更换相应的销孔822，并将销子84穿过该销孔822固定试样杆82， α可以顺时针30°、60°、120°等，当然也可以通过调节销孔的数量，比如每隔10°或15°等任 意角度设置相应数量的销孔，比如45°，90°，135°等。

本实施例的多冲刷角度的高温高流速腐蚀试验装置的试验方法，操作灵活，可根据不同 的油体流速、温度和调节角度进行各种组合搭配式冲刷试验，进而达到实现各种试验的目的。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也 只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员 受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结 构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。