专利名称：可变入射角模拟测量流体对管道冲刷腐蚀速率的装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种模拟测量流体对管道冲刷腐蚀速率技术，尤其涉及一种可变入射角模拟测量流体对管道冲刷腐蚀速率的装置及方法。
背景技术：
随着原油品质劣化趋势的不断加剧，各炼油厂加工的原油中所含的环烷酸、硫等腐蚀性杂质越来越多，造成设备及管道腐蚀现象越来越严重。在进行RBI (基于风险的检验)评估时，API581中给出的高温环烷酸腐蚀速率只与材质、温度、流速和环烷酸浓度有关。
现有技术中的高温环烷酸腐蚀试验装置主要有管流法和喷射法两种。管流法是在试验装置的试验段管子中的固定试样支架上放置试样，腐蚀性试验流体以一固定入射角和一定的流速(不超过30m/s)流过试样以测试试样的冲刷腐蚀速率。喷射法则是用喷射泵将腐蚀性流体以高达30 100m/s的速度意以固定角度喷射到试验的试验面上，以测试高速腐蚀性流体对试样的冲刷腐蚀速率。以上两种试验目的是模拟腐蚀性介质在管道中以一定温度和速度流动时对管道的腐蚀，试验中可以对环烷酸浓度、温度和流速在一定范围内进行设定，但试验时的入射角不改变。上述现有技术至少存在以下缺点管道都是由直管和弯头、三通和大小头等管件组成的，在直管管段流体流动方向平行与钢管的内表面(入射角为0° )，而对于不同规格的标准管件来说，其内壁不同部位的入射角是在0 90°范围内变化的，上述现有技术中，技术人员没有认识到入射角对高温环烷酸冲刷腐蚀行为的影响，因此进行试验模拟时不改变试样的入射角，因此试验结果仅适合对直管段的冲刷腐蚀行为进行模拟，而对入射角变化的弯头上不同部位的冲刷腐蚀行为规律尚未进行针对性的系统研究，严重影响高温环烷酸环境下对管道失效可能性的准确判断。
发明内容
本发明的目的是提供一种能模拟测量管道全部位冲刷腐蚀速率的可变入射角模拟测量流体对管道冲刷腐蚀速率的装置及方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的本发明的可变入射角模拟测量流体对管道冲刷腐蚀速率的装置，包括试样、试验介质喷嘴，所述试样和/或试验介质喷嘴设有角度调节装置，所述试验介质喷嘴的喷射方向与所述试样表面的调节角度范围为0° 90° ;0°指所述试验介质喷嘴的喷射方向与所述试样表面平行，90°指所述试验介质喷嘴的喷射方向与所述试样表面垂直。本发明的可变入射角模拟测量流体对管道冲刷腐蚀速率的方法，应用上述的装置，通过该变入射角模拟测量流体对管道冲刷腐蚀速率，所述入射角的调节范围为0° 90。。由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供的可变入射角模拟测量流体对管道冲刷腐蚀速率的装置及方法，由于试样和/或试验介质喷嘴设有角度调节装置，试验介质喷嘴的喷射方向与试样表面的调节角度范围为0° 90°，通过该变入射角模拟测量流体对管道冲刷腐蚀速率，该方法适用于管流法或喷射法进行管道全部位冲刷腐蚀试验。能模拟测量管道全部位冲刷腐蚀速率，使风险评估中关于管道高温环烷酸等腐蚀环境下失效可能性的确定方法更为科学合理。
图I为本发明实施例提供的可变入射角模拟测量流体对管道冲刷腐蚀速率的装置的结构示意图。 图2a、图2b分别为90°和45°长半径弯头的入射角范围示意图；图3a、图3b分别为90°和45°短半径弯头的入射角范围示意图；图4为三通的入射角示意图；图5为大小头的入射角范围示意图。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明的可变入射角模拟测量流体对管道冲刷腐蚀速率的装置，其较佳的具体实施方式
如图I所示包括试样I、试验介质喷嘴2，试样和/或试验介质喷嘴设有角度调节装置(图中未示出)，试验介质喷嘴的喷射方向与所述试样表面的调节角度范围为0° 90° ; 0 °指所述试验介质喷嘴的喷射方向与所述试样表面平行，90 °指所述试验介质喷嘴的喷射方向与所述试样表面垂直。本发明的可变入射角模拟测量流体对管道冲刷腐蚀速率的方法，应用上述的装置，通过该变入射角模拟测量流体对管道冲刷腐蚀速率，所述入射角a的调节范围为
O。 90°。该方法适用于管流法或喷射法进行管道全部位冲刷腐蚀试验。所述试验介质为高温环烷酸，也适用于其它介质。本发明能通过改变入射角模拟测量管道全部位环烷酸冲刷腐蚀速率，使风险评估中关于管道高温环烷酸腐蚀环境下失效可能性的确定方法更为科学合理。与已有技术相比，本发明有益效果体现在本发明方法的主要有益效果主要体现在可以在试验室模拟出高温环烷酸腐蚀环境中管道直管、弯头、三通和大小头等管件不同部位由于流体入射角的变化而引起的冲刷腐蚀速率的变化，研究入射角对腐蚀速率的影响，通过试验发现管道上的可能的冲刷腐蚀最严重部位，并对API581中给出的推荐腐蚀速率数据进行修正，使得风险评估中对管线高温环烷酸腐蚀腐蚀条件下的腐蚀失效可能性分析更科学合理和符合实际。根据申请人进行的大量现场检测、在线腐蚀监测和实物解剖结果发现，对于管道而言，直管段的腐蚀减薄比较均匀，而弯头、三通和大小头等管件部位的腐蚀情况往往比直管段要更加严重，而且各区域的腐蚀速率差异非常明显，如弯头外弯部位、大小头过渡部位的腐蚀一般更为严重。通过分析申请人认为，这一现象的存在主要是由管件各部位流体入射角a不同造成的。工业管道常用的弯头主要有长半径和短半径两种形式。长半径弯头的曲率半径为管子直径的I. 5倍，短半径弯头的曲率半径等于管子的直径。如图2a、图2b所示，90°和45°长半径弯头的入射角范围分别为0° 53°和O。 45。；如图3a、图3b所示，90°和45°短半径弯头的入射角范围分别为0° 60°和
O。 45。；如图4所示，三通的入射角为0°和90° ; 如图5所示，大小头的入射角范围一般为0° 45°。由于入射角的不同，流体的冲刷作用也有所差异。因此试验中只要在0° 90°范围内改变入射角度就可以模拟出弯头不同部位的冲刷腐蚀现象，准确掌握高温环烷酸环境下管线弯头的腐蚀减薄规律，并获得不同入射角条件下的冲刷腐蚀速率。通过该测试方法所获得的试验数据比API581中推荐的数据更准确，可以进一步提升RBI评估时管线失效可能性分析的可靠性。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求
1.一种可变入射角模拟测量流体对管道冲刷腐蚀速率的装置，其特征在于，包括试样、试验介质喷嘴，所述试样和/或试验介质喷嘴设有角度调节装置，所述试验介质喷嘴的喷射方向与所述试样表面的调节角度范围为0° 90° ; 0°指所述试验介质喷嘴的喷射方向与所述试样表面平行，90°指所述试验介质喷嘴的喷射方向与所述试样表面垂直。
2.—种可变入射角模拟测量流体对管道冲刷腐蚀速率的方法，其特征在于，应用权利要求I所述的装置，通过该变入射角模拟测量流体对管道冲刷腐蚀速率，所述入射角的调节范围为0° 90°。
3.根据权利要求2所述的可变入射角模拟测量流体对管道冲刷腐蚀速率的方法，其特征在于，该方法适用于管流法或喷射法进行管道全部位冲刷腐蚀试验。
4.根据权利要求3所述的可变入射角模拟测量流体对管道冲刷腐蚀速率的方法，其特征在于，所述试验介质为高温环烷酸。
全文摘要
本发明公开了一种可变入射角模拟测量流体对管道冲刷腐蚀速率的装置及方法，包括试样、试验介质喷嘴，试样和/或试验介质喷嘴设有角度调节装置，试验介质喷嘴的喷射方向与试样表面的调节角度范围为0°～90°，通过该变入射角模拟测量流体对管道冲刷腐蚀速率，该方法适用于管流法或喷射法进行管道全部位冲刷腐蚀试验。能模拟测量管道全部位冲刷腐蚀速率，使风险评估中关于管道高温环烷酸等腐蚀环境下失效可能性的确定方法更为科学合理。
文档编号G01N17/00GK102854124SQ20121026440
公开日2013年1月2日 申请日期2012年7月27日 优先权日2012年7月27日
发明者陈学东, 艾志斌, 秦宗川, 徐鹏 申请人:合肥通用机械研究院