一种超临界设备及其腐蚀监测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及设备腐蚀监测技术领域，尤其涉及一种超临界设备及其腐蚀监测方 法。
【背景技术】
[0002] 随着生活质量的不断提高，城市废水、工业污泥等污染物也相应增多，而处理这些 污染物所应用的超临界水氧化技术需要在高温(大于500°C)、高压(大于23MPa)等苛刻的反 应条件下进行，在这种反应条件下，超临界设备内部所盛载的介质会对超临界设备的内衬 造成一定的腐蚀和磨损，当超临界设备的内衬的腐蚀或磨损的程度较严重时，就会发生超 临界设备突然破裂，甚至爆炸等安全事故，因此，对超临界设备中内衬结构的设计，以及对 超临界设备使用情况的监测一直是化工企业关注的焦点。
[0003] 目前，超临界设备中的内衬一般包括耐腐蚀层和中间保护层，而这种结构的内衬 在使用的过程中，只能够测得其平均腐蚀速率，再根据平均腐蚀速率来判断内衬的腐蚀情 况，这样就容易出现内衬的腐蚀情况不能够被准确判断的问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种超临界设备及其腐蚀监测方法，用于解决现有的超临 界设备在实际使用过程中，超临界设备的内衬的腐蚀情况不能够被准确判断的问题。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0006] -种超临界设备，包括:设备壳体以及设在所述设备壳体内部的内衬;其中，所述 内衬从外向内依次包括中间保护层、中间指示层以及耐腐蚀层，所述中间指示层中至少含 有一种特征元素，所述特征元素为在所述中间指示层被腐蚀时能够溶出到所述超临界设备 内部所盛载的介质中的元素。
[0007] 本发明还提供一种超临界设备腐蚀监测方法，用于监测上述超临界设备的内衬的 腐蚀情况，所述超临界设备腐蚀监测方法包括以下步骤：
[0008] 步骤101，根据所述中间指示层中所含有的元素种类以及所述耐腐蚀层中所含有 的元素种类，确定所要监测的特征元素，所述特征元素为在所述中间指示层被腐蚀时能够 溶出到所述超临界设备内部所盛载的介质中的元素；
[0009] 步骤102,监测所述超临界设备内部所盛载的介质中所述特征元素的含量；
[0010] 步骤103,根据所述超临界设备内部所盛载的介质中所述特征元素的含量的变化 判断所述内衬的腐蚀程度。
[0011] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0012] 本发明提供的超临界设备中，随着其内部的超临界反应的进行，超临界设备内部 所盛载的介质会依次将耐腐蚀层、中间指示层以及中间保护层腐蚀失效;在耐腐蚀层被腐 蚀失效后，超临界设备内部所盛载的介质开始对中间指示层进行腐蚀时，由于中间指示层 中至少含有一种特征元素，且在中间指示层被腐蚀时，特征元素能够溶出到超临界设备内 部所盛载的介质中，使得超临界设备内部所盛载的介质中特征元素的含量发生变化;这样 随着中间指示层的腐蚀程度加大，在不同的腐蚀阶段，超临界设备内部所盛载的介质中特 征元素的含量会有所不同；因此，在超临界设备的使用过程中，只需监测其内部所盛载的介 质中特征元素含量的变化，就能够准确的判断出超临界设备的内衬的腐蚀情况。
【附图说明】
[0013] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0014] 图1为本发明实施例提供的超临界设备的内衬的结构示意图；
[0015] 图2为本发明实施例提供的超临界设备腐蚀监测方法的流程图。
[0016] 附图标记：
[0017] 1-中间保护层， 2-中间指示层，
[0018] 3-耐腐蚀层。
【具体实施方式】
[0019] 为了进一步说明本发明实施例提供的超临界设备及其腐蚀监测方法，下面结合说 明书附图进行详细描述。
[0020] 请参阅图1，本发明实施例提供的超临界设备包括:设备壳体以及设在设备壳体内 部的内衬;其中，内衬从外向内依次包括中间保护层1、中间指示层2以及耐腐蚀层3，中间指 示层2中至少含有一种特征元素，特征元素为在中间指示层2被腐蚀时能够溶出到超临界设 备内部所盛载的介质中的元素。
[0021] 上述超临界设备在使用时，将进行超临界反应所需的原料加入到超临界设备内 部，并将超临界设备内部的环境条件设置为超临界反应所需的高温、高压条件，使得超临界 反应在超临界设备内部顺利进行;而随着超临界反应的进行，工作人员可以对超临界设备 内部所盛载的介质中的特征元素的含量进行监测，根据超临界设备内部所盛载的介质中特 征元素含量的变化，判断超临界设备的内衬的腐蚀情况。
[0022] 本实施例提供的超临界设备中，随着其内部的超临界反应的进行，超临界设备内 部所盛载的介质会依次将耐腐蚀层3、中间指示层2以及中间保护层1腐蚀失效;在耐腐蚀层 3被腐蚀失效后，超临界设备内部所盛载的介质开始对中间指示层2进行腐蚀时，由于中间 指示层2中至少含有一种特征元素，且在中间指示层2被腐蚀时，特征元素能够溶出到超临 界设备内部所盛载的介质中，使得超临界设备内部所盛载的介质中特征元素的含量发生变 化;这样随着中间指示层2被腐蚀程度的加大，在不同的腐蚀阶段，超临界设备内部所盛载 的介质中特征元素的含量会有所不同；因此，在超临界设备的使用过程中，只需监测其内部 所盛载的介质中特征元素含量，就能够准确的判断出超临界设备的内衬的腐蚀情况。
[0023] 另外，上述中间保护层1也具有一定的抗腐蚀性，当中间指示层2被腐蚀失效时，中 间保护层1能够起到一定的防护作用，以避免发生设备壳体被腐蚀而导致的超临界设备出 现突然泄漏的现象。
[0024] 上述超临界设备的内衬中，还可以在设备壳体和中间保护层1之间设有辅助隔离 层，和/或，在中间保护层1和中间指示层2之间设有辅助隔离层，和/或，在中间指示层2和耐 腐蚀层3之间设有辅助隔离层，且辅助隔离层包括至少一层中间保护层1和/或至少一层中 间指示层3。由于辅助隔离层包括至少一层中间保护层1和/或至少一层中间指示层2,会使 得超临界设备存在多种不同的内衬结构，以下给出两种种具体的内衬结构，以对不同结构 的内衬所产生的不同有益效果进行详细说明。
[0025] 当在上述三个位置设有的至少一层中间保护层1和/或至少一层中间指示层2,使 得内衬中从外到内依次包括至少一层中间保护层1、至少一层中间指示层2以及耐腐蚀层3 时，相当于加厚了中间保护层1和/或中间指示层2的厚度;在这种情况下，由于内衬中的中 间保护层1和/或中间指示层2的厚度变厚，就使得中间保护层1和/或中间指示层2的抗腐蚀 能力更强，相应的延长了超临界设备的使用寿命。
[0026] 当在上述三个位置设有的至少一层中间保护层1和/或至少一层中间指示层2,使 得内衬中包括一层耐腐蚀层3、多层中间指示层2以及多层中间保护层1，且多层中间指示层 2和多层中间保护层1间隔设置时，随着超临界设备中超临界反应的进行，超临界设备内部 所盛载的介质会对将间隔设置的多层中间指示层2进行逐一的腐蚀，而每对应腐蚀一层中 间指示层2,中间指示层2中的特征元素就会被溶出到超临界设备内部所盛载的介质中，使 得超临界设备内部所盛载的介质中特征元素的含量不断的发生变化，工作人员可以通过对 超临界设备内部所盛载的介质中的特征元素的含量进行实时监测，以得到超临界设备的内 衬在不同反应阶段的腐蚀情况;另外，由于这种情况下，增加了中间保护层1和/或中间指示 层2,相应的使内衬的厚度变得更厚，这样就使得超临界设备具有更长的使用寿命。
[0027] 需要说明的是，超临界设备的内衬不仅限于上述两种具体结构，而且无论内衬选 择哪一种结构，都至少具有延长超临界设备使用寿命的效果，更优的，还能够使工作人员了 解超临界设备的内衬在不同反应阶段的腐蚀情况。
[0028] 由于超临界设备在实际使用过程中，针对其内部所进行的不同超临界反应，超临 界设备会相应的选择不同材质的内衬，以使超临界设备的内衬能够具有更强的抗腐蚀性； 因此，超临界设备的内衬的材质会存在多种可能。当选择铬钼钢作为超临界设备的壳体时， 内衬中的中间保护层选用与铬钼钢之间的焊接系数能够达到80 %的Inconel625合金，将中 间指示层的材质选为12Cr2MolV合金，且12Cr2MolV合金属于低合金耐热钢，在室温及高温 下具有较好的机械性能，将耐腐蚀层的材质选为Inconel625合金，且Incone 1625合金具有 较强的耐无机酸腐蚀性能，根据12Cr2M〇 1V合金中所包括的所有元素，能够判断Fe、Mo、V三 种元素能够溶出到超临界设备内部所盛载的介质中，使得超临界设备内部所盛载的介质中 特征元素的含量发生变化；因此，在使