專利名稱：可變入射角模擬測量流體對管道沖刷腐蝕速率的裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種模擬測量流體對管道沖刷腐蝕速率技術，尤其涉及一種可變入射角模擬測量流體對管道沖刷腐蝕速率的裝置及方法。
背景技術：
隨著原油品質劣化趨勢的不斷加劇，各煉油廠加工的原油中所含的環烷酸、硫等腐蝕性雜質越來越多，造成設備及管道腐蝕現象越來越嚴重。在進行RBI (基于風險的檢驗)評估時，API581中給出的高溫環烷酸腐蝕速率只與材質、溫度、流速和環烷酸濃度有關。
現有技術中的高溫環烷酸腐蝕試驗裝置主要有管流法和噴射法兩種。管流法是在試驗裝置的試驗段管子中的固定試樣支架上放置試樣，腐蝕性試驗流體以一固定入射角和一定的流速(不超過30m/s)流過試樣以測試試樣的沖刷腐蝕速率。噴射法則是用噴射泵將腐蝕性流體以高達30 100m/s的速度意以固定角度噴射到試驗的試驗面上，以測試高速腐蝕性流體對試樣的沖刷腐蝕速率。以上兩種試驗目的是模擬腐蝕性介質在管道中以一定溫度和速度流動時對管道的腐蝕，試驗中可以對環烷酸濃度、溫度和流速在一定范圍內進行設定，但試驗時的入射角不改變。上述現有技術至少存在以下缺點管道都是由直管和彎頭、三通和大小頭等管件組成的，在直管管段流體流動方向平行與鋼管的內表面(入射角為0° )，而對于不同規格的標準管件來說，其內壁不同部位的入射角是在0 90°范圍內變化的，上述現有技術中，技術人員沒有認識到入射角對高溫環烷酸沖刷腐蝕行為的影響，因此進行試驗模擬時不改變試樣的入射角，因此試驗結果僅適合對直管段的沖刷腐蝕行為進行模擬，而對入射角變化的彎頭上不同部位的沖刷腐蝕行為規律尚未進行針對性的系統研究，嚴重影響高溫環烷酸環境下對管道失效可能性的準確判斷。
發明內容
本發明的目的是提供一種能模擬測量管道全部位沖刷腐蝕速率的可變入射角模擬測量流體對管道沖刷腐蝕速率的裝置及方法。本發明的目的是通過以下技術方案實現的本發明的可變入射角模擬測量流體對管道沖刷腐蝕速率的裝置，包括試樣、試驗介質噴嘴，所述試樣和/或試驗介質噴嘴設有角度調節裝置，所述試驗介質噴嘴的噴射方向與所述試樣表面的調節角度范圍為0° 90° ;0°指所述試驗介質噴嘴的噴射方向與所述試樣表面平行，90°指所述試驗介質噴嘴的噴射方向與所述試樣表面垂直。本發明的可變入射角模擬測量流體對管道沖刷腐蝕速率的方法，應用上述的裝置，通過該變入射角模擬測量流體對管道沖刷腐蝕速率，所述入射角的調節范圍為0° 90。。由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明提供的可變入射角模擬測量流體對管道沖刷腐蝕速率的裝置及方法，由于試樣和/或試驗介質噴嘴設有角度調節裝置，試驗介質噴嘴的噴射方向與試樣表面的調節角度范圍為0° 90°，通過該變入射角模擬測量流體對管道沖刷腐蝕速率，該方法適用于管流法或噴射法進行管道全部位沖刷腐蝕試驗。能模擬測量管道全部位沖刷腐蝕速率，使風險評估中關于管道高溫環烷酸等腐蝕環境下失效可能性的確定方法更為科學合理。
圖I為本發明實施例提供的可變入射角模擬測量流體對管道沖刷腐蝕速率的裝置的結構示意圖。 圖2a、圖2b分別為90°和45°長半徑彎頭的入射角范圍示意圖；圖3a、圖3b分別為90°和45°短半徑彎頭的入射角范圍示意圖；圖4為三通的入射角示意圖；圖5為大小頭的入射角范圍示意圖。
具體實施例方式下面將結合附圖對本發明實施例作進一步地詳細描述。本發明的可變入射角模擬測量流體對管道沖刷腐蝕速率的裝置，其較佳的具體實施方式
如圖I所示包括試樣I、試驗介質噴嘴2，試樣和/或試驗介質噴嘴設有角度調節裝置(圖中未示出)，試驗介質噴嘴的噴射方向與所述試樣表面的調節角度范圍為0° 90° ; 0 °指所述試驗介質噴嘴的噴射方向與所述試樣表面平行，90 °指所述試驗介質噴嘴的噴射方向與所述試樣表面垂直。本發明的可變入射角模擬測量流體對管道沖刷腐蝕速率的方法，應用上述的裝置，通過該變入射角模擬測量流體對管道沖刷腐蝕速率，所述入射角a的調節范圍為
O。 90°。該方法適用于管流法或噴射法進行管道全部位沖刷腐蝕試驗。所述試驗介質為高溫環烷酸，也適用于其它介質。本發明能通過改變入射角模擬測量管道全部位環烷酸沖刷腐蝕速率，使風險評估中關于管道高溫環烷酸腐蝕環境下失效可能性的確定方法更為科學合理。與已有技術相比，本發明有益效果體現在本發明方法的主要有益效果主要體現在可以在試驗室模擬出高溫環烷酸腐蝕環境中管道直管、彎頭、三通和大小頭等管件不同部位由于流體入射角的變化而引起的沖刷腐蝕速率的變化，研究入射角對腐蝕速率的影響，通過試驗發現管道上的可能的沖刷腐蝕最嚴重部位，并對API581中給出的推薦腐蝕速率數據進行修正，使得風險評估中對管線高溫環烷酸腐蝕腐蝕條件下的腐蝕失效可能性分析更科學合理和符合實際。根據申請人進行的大量現場檢測、在線腐蝕監測和實物解剖結果發現，對于管道而言，直管段的腐蝕減薄比較均勻，而彎頭、三通和大小頭等管件部位的腐蝕情況往往比直管段要更加嚴重，而且各區域的腐蝕速率差異非常明顯，如彎頭外彎部位、大小頭過渡部位的腐蝕一般更為嚴重。通過分析申請人認為，這一現象的存在主要是由管件各部位流體入射角a不同造成的。工業管道常用的彎頭主要有長半徑和短半徑兩種形式。長半徑彎頭的曲率半徑為管子直徑的I. 5倍，短半徑彎頭的曲率半徑等于管子的直徑。如圖2a、圖2b所示，90°和45°長半徑彎頭的入射角范圍分別為0° 53°和O。 45。；如圖3a、圖3b所示，90°和45°短半徑彎頭的入射角范圍分別為0° 60°和
O。 45。；如圖4所示，三通的入射角為0°和90° ; 如圖5所示，大小頭的入射角范圍一般為0° 45°。由于入射角的不同，流體的沖刷作用也有所差異。因此試驗中只要在0° 90°范圍內改變入射角度就可以模擬出彎頭不同部位的沖刷腐蝕現象，準確掌握高溫環烷酸環境下管線彎頭的腐蝕減薄規律，并獲得不同入射角條件下的沖刷腐蝕速率。通過該測試方法所獲得的試驗數據比API581中推薦的數據更準確，可以進一步提升RBI評估時管線失效可能性分析的可靠性。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
權利要求
1.一種可變入射角模擬測量流體對管道沖刷腐蝕速率的裝置，其特征在于，包括試樣、試驗介質噴嘴，所述試樣和/或試驗介質噴嘴設有角度調節裝置，所述試驗介質噴嘴的噴射方向與所述試樣表面的調節角度范圍為0° 90° ; 0°指所述試驗介質噴嘴的噴射方向與所述試樣表面平行，90°指所述試驗介質噴嘴的噴射方向與所述試樣表面垂直。
2.—種可變入射角模擬測量流體對管道沖刷腐蝕速率的方法，其特征在于，應用權利要求I所述的裝置，通過該變入射角模擬測量流體對管道沖刷腐蝕速率，所述入射角的調節范圍為0° 90°。
3.根據權利要求2所述的可變入射角模擬測量流體對管道沖刷腐蝕速率的方法，其特征在于，該方法適用于管流法或噴射法進行管道全部位沖刷腐蝕試驗。
4.根據權利要求3所述的可變入射角模擬測量流體對管道沖刷腐蝕速率的方法，其特征在于，所述試驗介質為高溫環烷酸。
全文摘要
本發明公開了一種可變入射角模擬測量流體對管道沖刷腐蝕速率的裝置及方法，包括試樣、試驗介質噴嘴，試樣和/或試驗介質噴嘴設有角度調節裝置，試驗介質噴嘴的噴射方向與試樣表面的調節角度范圍為0°～90°，通過該變入射角模擬測量流體對管道沖刷腐蝕速率，該方法適用于管流法或噴射法進行管道全部位沖刷腐蝕試驗。能模擬測量管道全部位沖刷腐蝕速率，使風險評估中關于管道高溫環烷酸等腐蝕環境下失效可能性的確定方法更為科學合理。
文檔編號G01N17/00GK102854124SQ20121026440
公開日2013年1月2日 申請日期2012年7月27日 優先權日2012年7月27日
發明者陳學東, 艾志斌, 秦宗川, 徐鵬 申請人:合肥通用機械研究院