一种管道旁路腐蚀测试装置及其测试方法与流程

1.本发明属于腐蚀检测、监测和试验技术领域，尤其涉及一种管道旁路腐蚀测试装置及其测试方法。


背景技术：

2.在工业生产中，生产物料对生产设备的腐蚀时常发生，如强腐蚀性酸碱盐对输送管道、储罐、反应器、换热器等设备的腐蚀，既有均匀腐蚀，也有冲刷、点蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、缝隙、焊缝腐蚀等局部腐蚀，造成设备穿孔泄漏，物料外泄对环境形成污染，严重者，发生重大安全事故。在腐蚀研究人员测试、监测物料对于设备的腐蚀时，常因生产现场环境复杂、缺少试验设备、生产工艺波动以及面临安全问题等原因，难以在生产现场开展腐蚀研究。
3.目前，对管道内环境的腐蚀研究大多是实验室模拟腐蚀评价，虽然基本可以保证比较准确全面的模拟各个腐蚀影响因素，但是实际管道中物料的流态很难被准确模拟，并且实际管道中物料流速、压力、温度等腐蚀因素通常处于动态变化中，而实验室仅能模拟短时期内管道的腐蚀情况。此外，一些现场管道测试方法需要对原有主线管道进行较大的布局调整，影响生产过程且测试过程复杂，同时测试方法单一，无法全面反映管道腐蚀情况。
4.cn111721691a公开了一种管道腐蚀测试系统，包括腐蚀介质溶液储存模块、增压装置、废液回收模块、泵体装置、管道模拟环境样品腐蚀实验模块、腐蚀介质溶液滤化系统，腐蚀介质溶液储存模块的出口与增压装置的进口及泵体装置的进口相连接，增压装置的出口与废液回收模块相连接，泵体装置的出口与管道模拟环境样品腐蚀实验模块的入口相连接，管道模拟环境样品腐蚀实验模块的出口与腐蚀介质溶液滤化系统的进口相连接，腐蚀介质溶液滤化系统的出口与腐蚀介质溶液储存模块的入口相连接。该管道腐蚀测试系统虽然能够模拟管道内部真实的环境，但仍无法反映实际管道中的动态腐蚀情况。
5.cn202533355u公开了一种模拟酸性天然气田现场动态腐蚀的系统，包括用于模拟与实际管道尺寸以及管道内介质流型流态完全相同的工况条件的腐蚀试验段；用于通过腐蚀挂片失重计算管道在气相、油相和水相中平均腐蚀速率的腐蚀试验罐，与腐蚀试验段相连；用于在线实时监测气相、油相和水相的瞬态腐蚀速率的在线腐蚀监测装置，与腐蚀试验罐相连。该模拟系统虽然可以从不同角度，较为全面反映腐蚀情况，但该模拟系统与现场实际的管道情况仍具有差异。
6.cn103604739a公开了一种用于评价管道材质现场腐蚀的检测装置，包括现场管线及与现场管线并联的实验短接，实验短接包括短接主体、悬挂件底座、法兰接头、腐蚀挂片悬挂件、腐蚀挂片。虽然该检测装置在对管道进行测试时，不影响管道内物料的流速和流态，但其仅通过腐蚀挂片来反映腐蚀情况，测试方法单一，无法全面反映管道腐蚀情况。
7.因此，研究设计一种管道腐蚀测试装置，其在不影响原有主线管道的情况下，可以在不同工艺参数下对生产现场实际的管道腐蚀情况进行准确、全面的监测，对于油气、炼化、化工、海洋、能源，以及其他涉及输送腐蚀性物料管道的行业具有重要意义。


技术实现要素：

8.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种管道旁路腐蚀测试装置及其测试方法，可以在不对原有主管道进行大的布局调整的情况下简便地接入腐蚀测试的旁路管道，在与实际运行工况完全一致的测试环境下进行腐蚀特性研究，腐蚀检测、监测等工作，从而完成对材料的适用性评价和管道腐蚀全面、准确的监测。同时，腐蚀测试的旁路管道上还具有腐蚀物料的流量、压力、温度等参数的调控功能，可以在不同工艺参数下对材料的适用性和管道腐蚀情况进行评价。此外，本发明提供的管道旁路腐蚀测试装置安装简便，测试方法简单，腐蚀挂片便于更换。
9.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
10.第一方面，本发明提供了一种管道旁路腐蚀测试装置，所述管道旁路腐蚀测试装置包括主管道以及并联接入所述主管道的旁路管道；沿物料流动方向，所述旁路管道上依次设置有进口阀、物料监测模块、腐蚀试验模块。
11.所述物料监测模块用于监测旁路管道内的流体温度、压力和流量。
12.所述腐蚀试验模块包括分别独立设置于旁路管道上的至少一个腐蚀挂片和至少一个腐蚀探针。
13.本发明提供的管道旁路腐蚀测试装置可以在不对原有主管道进行大的布局调整的情况下简便地接入腐蚀测试的旁路管道，在与实际运行工况完全一致的测试环境下进行腐蚀特性研究，腐蚀检测、监测等工作，从而完成对材料的适用性评价和管道腐蚀全面、准确的监测。
14.同时，腐蚀测试的旁路管道上还具有腐蚀物料的流量、压力、温度等参数的调控功能，可以在不同工艺参数下对材料的适用性和管道腐蚀情况进行评价。此外，本发明提供的管道旁路腐蚀测试装置安装简便，腐蚀挂片便于更换。
15.作为本发明一种优选的技术方案，所述旁路管道的外径为50～500mm，例如可以是50mm、100mm、150mm、200mm、250mm、300mm、350mm、400mm、450mm或500mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
16.作为本发明一种优选的技术方案，所述旁路管道的进口接入所述主管道的上游，所述旁路管道的出口接入所述主管道的下游。
17.优选地，所述旁路管道和主管道之间采用焊接或法兰连接。
18.作为本发明一种优选的技术方案，所述物料监测模块包括分别独立设置于旁路管道上的温度变送器、压力变送器和流量变送器。
19.所述物料监测模块位于进口阀后，对物料情况进行实时监测，其中温度表可监测管道内物料温度、压力表监测管道内部物料压力，流量计测量流过管道的物料流速和累计流量。通过进口阀和物料监测模块的配合，可以在不同工艺参数下对材料的适用性和管道腐蚀情况进行评价。
20.作为本发明一种优选的技术方案，所述旁路管道中设置有可拆卸的腐蚀测试段。
21.优选地，所述腐蚀测试段靠近所述旁路管道的出口端。
22.作为本发明一种优选的技术方案，所述的腐蚀测试段的两端分别可拆卸接入旁路管道中，在所述腐蚀测试段内进行不同种类的管道腐蚀测试。
23.在所述腐蚀测试段可以设计完成其他腐蚀试验，例如整体管段在线测试等。本发
明结合腐蚀挂片、腐蚀探针和腐蚀测试段三种不同技术，能够从平均腐蚀速率、瞬时腐蚀速率、腐蚀速率随时间及腐蚀介质变化的情况、宏观实物腐蚀形貌等对管道腐蚀情况进行全面、准确的监测。
24.优选地，所述腐蚀测试段的两端与旁路管道之间采用法兰连接，进一步优选为绝缘法兰。
25.优选地，所述独立腐蚀测试段的长度为20～500cm，例如可以是20mm、50mm、100mm、150mm、200mm、250mm、300mm、350mm、400mm、450mm或500mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
26.作为本发明一种优选的技术方案，所述管道旁路腐蚀测试装置还包括在所述物料监测模块和腐蚀试验模块之间的旁路管道上设置的分析取样口。
27.作为本发明一种优选的技术方案，所述管道旁路腐蚀测试装置还包括在所述腐蚀试验模块和腐蚀测试段之间的旁路管道上设置的排污口和高压视窗。
28.优选地，所述的管道旁路腐蚀测试装置还包括设置在靠近所述旁路管道的出口端的出口阀。
29.优选地，所述管道旁路腐蚀测试装置还包括支架，所述支架用于支撑旁路管道。
30.第二方面，本发明提供了一种管道旁路腐蚀测试方法，所述管道旁路腐蚀测试方法采用第一方面所述的管道旁路腐蚀测试装置。
31.所述管道旁路腐蚀测试方法包括：物料进入旁路管道，通过进口阀门和物料监测模块对物料的温度、压力和流量进行监测并调节控制；随后物料流经腐蚀试验模块进行腐蚀测试，通过腐蚀探针在线监测管道内壁的腐蚀情况，并在腐蚀测试结束后，观察腐蚀挂片的腐蚀情况。
32.作为本发明一种优选的技术方案，所述管道旁路腐蚀测试方法还包括通过分析取样口取出物料样品，对物料的组分、化学特性、物理特性进行分析。
33.优选地，所述管道旁路腐蚀测试方法还包括通过高压视窗观察管道内部物料的流动情况。
34.所述系统是指设备系统、装置系统或生产装置。
35.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
36.(1)本发明提供的管道旁路腐蚀测试装置及方法，可以在不对原有主管道进行大的布局调整的情况下简便地接入腐蚀测试的旁路管道，在与实际运行工况完全一致的测试环境下进行腐蚀特性研究，腐蚀检测、监测等工作，从而完成对材料的适用性评价和管道腐蚀全面、准确的监测。
37.(2)本发明中的腐蚀测试的旁路管道上还具有腐蚀物料的流量、压力、温度等参数的调控功能，可以在不同工艺参数下对材料的适用性和管道腐蚀情况进行评价。
38.(3)本发明提供的管道旁路腐蚀测试装置安装简便，测试方法简单，腐蚀挂片便于更换。
附图说明
39.图1为本发明一个具体实施方式提供的管道旁路腐蚀测试装置示意图。
40.其中，1-主管道；2-旁路管道；3-进口阀；4-出口阀；5-温度变送器；6-压力变送器；
7-流量变送器；8-腐蚀挂片；9-腐蚀探针；10-高压视窗；11-绝缘法兰；12-腐蚀测试段；13-支架；14-分析取样口；15-排污口。
具体实施方式
41.需要理解的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
42.需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
43.本领域技术人员理应了解的是，本发明中必然包括用于实现工艺完整的必要管线、常规阀门和通用泵设备，但以上内容不属于本发明的主要发明点，本领域技术人员可以基于工艺流程和设备结构选型可以自行增设布局，本发明对此不做特殊要求和具体限定。
44.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
45.在一个具体实施方式中，本发明提供了一种管道旁路腐蚀测试装置，如图1所示，所述管道旁路腐蚀测试装置包括主管道1以及并联接入所述主管道1的旁路管道2；沿物料流动方向，所述旁路管道2上依次设置有进口阀3、物料监测模块、腐蚀试验模块。
46.所述物料监测模块用于监测旁路管道2内的流体温度、压力和流量。
47.所述腐蚀试验模块包括分别独立设置于旁路管道2上的至少一个腐蚀挂片8和至少一个腐蚀探针9。
48.本发明提供的管道旁路腐蚀测试装置可以在不对原有主管道1进行大的布局调整的情况下简便地接入腐蚀测试的旁路管道2，在与实际运行工况完全一致的测试环境下进行腐蚀特性研究，腐蚀检测、监测等工作，从而完成对材料的适用性评价和管道腐蚀全面、准确的监测。
49.同时，腐蚀测试的旁路管道2上还具有腐蚀物料的流量、压力、温度等参数的调控功能，可以在不同工艺参数下对材料的适用性和管道腐蚀情况进行评价。此外，本发明提供的管道旁路腐蚀测试装置安装简便，腐蚀挂片8便于更换。
50.进一步地，所述旁路管道2的外径为50～500mm。
51.进一步地，所述旁路管道2的进口接入所述主管道1的上游，所述旁路管道2的出口接入所述主管道1的下游。
52.进一步地，所述旁路管道2和主管道1之间采用焊接或法兰连接。
53.进一步地，所述物料监测模块包括分别独立设置于旁路管道2上的温度变送器5、
压力变送器6和流量变送器7。
54.所述物料监测模块位于进口阀3后，对物料情况进行实时监测，其中温度表可监测管道内物料温度、压力表监测管道内部物料压力，流量计测量流过管道的物料流速和累计流量。通过进口阀3和物料监测模块的配合，可以在不同工艺参数下对材料的适用性和管道腐蚀情况进行评价。
55.进一步地，所述旁路管道2中设置有可拆卸的腐蚀测试段12。
56.进一步地，所述腐蚀测试段12靠近所述旁路管道2的出口端。
57.进一步地，所述的腐蚀测试段12的两端分别可拆卸接入旁路管道2中，在所述腐蚀测试段12内进行不同种类的管道腐蚀测试。
58.在所述腐蚀测试段12可以设计完成其他腐蚀试验，例如整体管段在线测试等。本发明结合腐蚀挂片8、腐蚀探针9和腐蚀测试段12三种不同技术，能够从平均腐蚀速率、瞬时腐蚀速率、腐蚀速率随时间及腐蚀介质变化的情况、宏观实物腐蚀形貌等对管道腐蚀情况进行全面、准确的监测。
59.进一步地，所述腐蚀测试段12的两端与旁路管道2之间采用法兰连接，进一步优选为绝缘法兰11。
60.进一步地，所述独立腐蚀测试段12的长度为20～500cm。
61.进一步地，所述管道旁路腐蚀测试装置还包括在所述物料监测模块和腐蚀试验模块之间的旁路管道2上设置的分析取样口14。
62.进一步地，所述管道旁路腐蚀测试装置还包括在所述腐蚀试验模块和腐蚀测试段12之间的旁路管道2上设置的排污口15和高压视窗10。
63.进一步地，所述的管道旁路腐蚀测试装置还包括设置在靠近所述旁路管道2的出口端的出口阀4。
64.进一步地，所述管道旁路腐蚀测试装置还包括支架13，所述支架13用于支撑旁路管道2。
65.在另一个具体实施方式中，本发明提供了一种管道旁路腐蚀测试方法，所述管道旁路腐蚀测试方法采用上述具体实施方式提供的管道旁路腐蚀测试装置。
66.所述管道旁路腐蚀测试方法包括：物料进入旁路管道2，通过进口阀3门和物料监测模块对物料的温度、压力和流量进行监测并调节控制；随后物料流经腐蚀试验模块进行腐蚀测试，通过腐蚀探针9在线监测管道内壁的腐蚀情况，并在腐蚀测试结束后，观察腐蚀挂片8的腐蚀情况。进一步地，还可以通过分析取样口14取出物料样品，对物料的组分、化学特性、物理特性进行分析。更进一步地，还可以通过高压视窗10观察管道内部物料的流动情况。
67.示例性地，采用如图1所示的管道旁路腐蚀测试装置进行管道腐蚀测试时，打开旁路管道2上的进口阀3和出口阀4，物料进入旁路管道2，通过进口阀3门和物料监测模块对物料的温度、压力和流量进行监测并调节控制，随后物料流经腐蚀试验模块进行腐蚀测试，通过观察腐蚀探针9指示的数据，在线监测管道内壁的腐蚀情况，并且可以通过高压视窗10观察管道内物料情况；同时，在腐蚀测试结束后，关闭进口阀3和出口阀4，打开排污阀排空旁路管道2内物料后，拆卸腐蚀挂片8，通过观察腐蚀挂片8表面形貌变化，称量失重量等方面分析腐蚀情况，评价所选材料的适应性。此外，还可以根据测试需要打开分析取样口14，取
出物料样品，对物料的组分、化学特性、物理特性进行分析；也可以在腐蚀测试段12内进行其他种类的管道腐蚀测试。
68.申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。