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原文传递高压釜内可变风场调控的顶部腐蚀测试系统与测试方法

专利名称：	高压釜内可变风场调控的顶部腐蚀测试系统与测试方法
摘要：	本发明属于金属腐蚀领域，特别涉及高压釜内可变风场调控的顶部腐蚀测试系统与测试方法。所述顶部腐蚀测试系统用于模拟实际工况下管壁内湿气在不同流速时的顶部腐蚀情况；包括：试样装载板，电化学工作站，可变风场供应系统，冷凝系统，压力控制系统，温度控制系统，计算机分布式控制系统DCS。本发明所述测试系统的优势在于能够以低的实验运行成本，通过温、压、冷却和可变风场的综合调控，实现各种顶部腐蚀工况的精细模拟，一次实验中可高通量获取多种材料的顶部腐蚀测试数据，在得到样品失重测试数据的同时，可利用电化学测试系统获取顶部腐蚀过程的相关动力学数据、监测其经时演变规律。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京科技大学
发明人：	金莹;孔为;朱金阳;刘福海
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-10T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-17T00:00:00+0800
申请号：	CN201910620991.6
公开号：	CN110243755A
代理机构：	北京金智普华知识产权代理有限公司
代理人：	皋吉甫
分类号：	G01N17/02(2006.01);G;G01;G01N;G01N17
申请人地址：	100083 北京市海淀区学院路30号
主权项：	1.高压釜内可变风场调控的顶部腐蚀测试系统,其特征在于，用于模拟实际工况下管壁内湿气在不同流速时的顶部腐蚀情况；包括：试样装载板，包括采用绝缘材质制备的试样装载板本体，用于装载试样，所述试样包括失重试样和用于电化学测试的三电极体系试样；电化学工作站，通过导线和所述三电极体系试样相连接，用于实时采集记录电化学腐蚀数据；可变风场供应系统，用于为所述试样提供测试所需风场工况；冷凝系统，和所述试样接触并冷却所述试样，使所述试样处在测试所需的稳定的冷凝温度；压力控制系统，通过给高压釜内供气并加压的方式为所述试样提供测试所需压力；温度控制系统，用于对所述高压釜釜体内腐蚀介质加热并控制高压釜内的腐蚀介质温度，以使高压釜内的腐蚀介质温度稳定在测试所需温度；计算机分布式控制系统DCS，包括DCS工作站，所述DCS工作站和所述冷凝系统、所述压力控制系统、所述温度控制系统以及所述可变风场供应系统连接，用于综合调控试样测试所需冷凝温度、试样测试所需压力、腐蚀介质温度以及试样测试所需风况，以实现对各种顶部腐蚀工况的模拟。 2.根据权利要求1所述高压釜内可变风场调控的顶部腐蚀测试系统,其特征在于，所述可变风场供应系统包括采用防腐蚀材质制备的耐腐蚀风机、可变风场送风转接口、变频电机及用于实时监控风速的多通道热线风速仪；所述耐腐蚀风机和所述可变风场送风转接口连接，且均设置在高压釜内部；所述变频电机安装在高压釜外部并通过传动轴和所述耐腐蚀风机连接；所述变频电机通过传动轴带动所述耐腐蚀风机工作，通过所述可变风场送风转接口向所述试样装载板本体的表面提供测试所需风场；所述多通道热线风速仪设置在所述试样装载板本体中试样的后方5～10mm的位置，用于测试所述试样装载板本体表面的风速。 3.根据权利要求2所述高压釜内可变风场调控的顶部腐蚀测试系统,其特征在于，所述可变风场送风转接口的送风口结构形状需要根据试样形状来确定，以使样品表面风场情况与模拟工况条件相符。 4.根据权利要求1所述高压釜内可变风场调控的顶部腐蚀测试系统,其特征在于，所述冷凝系统包括循环冷凝媒箱、循环冷却管路及用于监控循环冷凝媒箱内冷媒温度的第一温度传感器；所述试样装载板安装在所述循环冷凝媒箱的箱体底部并和所述箱体底部接触；所述循环冷凝媒箱的内侧壁以及箱体底部采用具有高导热系数的金属材质，以保证对所接触试样的冷却效果；所述循环冷凝媒箱的外侧壁采用隔热材料保证冷凝媒的保温效果；循环冷媒通过所述循环冷却管路输入或输出所述循环冷凝媒箱，并通过所述第一温度传感器和所述DCS工作站将循环冷凝媒箱中循环冷媒温度稳定在测试所需的冷凝温度值。 5.根据权利要求1所述高压釜内可变风场调控的顶部腐蚀测试系统,其特征在于，所述试样装载板本体靠近可变风场送风转接口的一侧设有多个试样卡槽，所述多个试样卡槽能够同时容纳多组失重试样及三电极体系试样同时插入进行测试。 6.根据权利要求1所述高压釜内可变风场调控的顶部腐蚀测试系统,其特征在于，所述压力控制系统包括高压釜、向高压釜进气的供气系统、检测高压釜内压力的压力表、设置在高压釜上的安全阀和放空阀；通过所述供气系统给所述高压釜充气并加压到测试所需压力。 7.根据权利要求1所述高压釜内可变风场调控的顶部腐蚀测试系统,其特征在于，高压釜整体是密封的，在高压釜釜盖和高压釜釜体密封处，采用密封胶圈及密封螺栓来保证釜体的整体密封效果；所述可变风场供应系统中耐腐蚀风机和变频电机之间的传动轴与高压釜釜体之间进行密封处理。 8.根据权利要求1所述高压釜内可变风场调控的顶部腐蚀测试系统,其特征在于，所述温度控制系统包括设置在高压釜的釜体上对腐蚀介质进行加热的电加热器、用于测量腐蚀介质温度的第二温度传感器；在DCS工作站上开启电加热器对腐蚀介质进行加热，结合第二温度传感器，使用PID控制使腐蚀液体温度保持在测试所需温度值，超压时通过放空阀泄压。 9.根据权利要求1所述高压釜内可变风场调控的顶部腐蚀测试系统,其特征在于，腐蚀介质取自输送油气管道的现场或按要求配置。 10.高压釜内可变风场调控的顶部腐蚀测试方法，其特征在于，包括：根据试样形状选择可变风场送风转接口；将三电极试样及失重试样装入试样装载板的卡槽中；向高压釜中倒入腐蚀介质；向循环冷凝媒箱中注入冷却媒，在DCS工作站上设定冷凝温度，开启循环冷凝机；给高压釜内加压至测试所需压力；对高压釜内腐蚀介质加热，达到测试所需温度；待高压釜内测试压力、腐蚀介质温度及冷凝温度稳定后，在DCS工作站上设定测试风速，启动变频风机，通过多通道热线风速仪实时监控，使风速稳定在测试所需风速；将固定风速的湿气风吹向试样装载板表面，从而模拟实际工况下管壁内湿气在不同流速时的顶部腐蚀情况；通过电化学工作站实时监测腐蚀数据；测试后取出失重试样检测腐蚀失重情况。
所属类别：	发明专利