一种用于石油输送设备的腐蚀试验装置

文档序号:66123 发布日期:2021-10-01 浏览:13次 >En<

阅读说明:本技术 一种用于石油输送设备的腐蚀试验装置 (Corrosion test device for petroleum conveying equipment ) 是由 刘致远 张亮亮 何维民 于 2021-07-02 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种用于石油输送设备的腐蚀试验装置,包括装有腐蚀溶液的池体,池体的上方设有循环喷淋系统、用于抽取池体内的腐蚀溶液并朝下方喷淋,还包括一套以上的热循环系统,热循环系统包括与供热源连通的热进管和热出管,热进管和热出管设于循环喷淋系统的下方,热进管和热出管之间用于并联安装多根待试验的石油输送管,试验时热进管和热出管相配合朝多根石油输送管内循环供热、用于使加热升温后的多根石油输送管均受到上方腐蚀溶液的喷淋以开展腐蚀试验。本发明具有结构简单紧凑、操作方便快捷、工作效率高、适应性强、试验效果好、成本低的优点。(The invention discloses a corrosion test device for petroleum conveying equipment, which comprises a tank body filled with a corrosive solution, wherein a circulating spray system is arranged above the tank body and used for extracting the corrosive solution in the tank body and spraying the corrosive solution downwards, the corrosion test device also comprises more than one set of heat circulating system, the heat circulating system comprises a heat inlet pipe and a heat outlet pipe which are communicated with a heat supply source, the heat inlet pipe and the heat outlet pipe are arranged below the circulating spray system, a plurality of petroleum conveying pipes to be tested are arranged between the heat inlet pipe and the heat outlet pipe in parallel, the heat inlet pipe and the heat outlet pipe are matched to circularly supply heat to the plurality of petroleum conveying pipes during the test and are used for spraying the corrosive solution upwards on the plurality of petroleum conveying pipes after being heated to carry out the corrosion test. The invention has the advantages of simple and compact structure, convenient and fast operation, high working efficiency, strong adaptability, good test effect and low cost.)

一种用于石油输送设备的腐蚀试验装置

技术领域

本发明主要涉及到石油输送管路维护

技术领域

,尤其涉及一种用于石油输送设备的腐蚀试验装置。

背景技术

腐蚀是材料在其所处环境介质中发生的化学或电化学作用而引起的退化和破坏。在石油化工生产中,为保证装置的长期稳定运行及减少热量损失,通常对管道、容器和其它设备的表面刷防腐涂层,并采用保温防护层进行保温防护,这样就伴随发生了涂层保温防护层下的设备外表面的腐蚀。

虽然,这些保护层下管线装备的设计寿命都在30-50年,但长期的防护层下腐蚀使人们担心其实际的安全有效寿命。在极端情况下,腐蚀可能导致造成人员伤亡的重大灾难性事故发生。受限于客观条件,通常不能预先拆除绝缘保护层去实时监测,也就很难预判腐蚀现象的严重程度。地下数万公里输油气管道的防腐安全性评估更是一种必须但又难以准确实现的工作。

目前,我国许多炼油厂的输油管道等设备已服役50年以上,对其外表面尚未形成一套标准的腐蚀检测和评价体系,更没有专业的腐蚀模拟装置。抗腐蚀程度到底如何?如今大概腐蚀到什么程度?这些问题都迫在眉睫需要解决。而现有的石油输送设备的腐蚀试验工作却存在以下技术问题:

一是无法精准实现防护层下炼厂管道外表面腐蚀的真实工况。

二是研究发现,在输油气管道、容器或其它设备的长期运营过程中,表面的涂层保温防护层本身具有一定的腐蚀性。同时,由于其多孔结构形成较大的表面积和毛细管效应,产生了的电化学腐蚀及其它介质腐蚀。这种腐蚀出现在0~120℃的范围内,不同的温度值可能造成不同的腐蚀现象,而当温度高于60℃时腐蚀速度明显加剧。但是现有技术不能实现不同温度下(尤其是长时间高温度)下的腐蚀试验,导致试验结果精准度不高。

三是石油输送设备具有特性,石油输送设备中单以输送管道为例,存在多种不同管径的管道、不同材质的管道,并且不同管道外表面上可能会存在不同的涂层和保温防护层,而现有技术的腐蚀试验装置工作效率低、适应性差,不能同时对这些不同管径、不同材质、不同涂层和保温防护层的多类管道同时进行快速的腐蚀试验。

四是试验工作效率过低。众所周知石油输送管道线路众多,且每条线路长度极长,同一条线路可能穿越不同气候不同地貌的地区,由此需要同时快速的对多种不同的试验管道(不同线路、同一线路的不同段等)进行试验,且由于腐蚀试验一般周期都相对较长,因为急需一套设备可以高效的快速完成以上特殊的腐蚀试验作业。

五是试验灵活性较差。石油输送设备的腐蚀试验需要真实模拟不同的环境,由此涉及不同的试验温度、不同的喷淋效果(喷淋力度、喷淋范围等),现有技术不能满足以上要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种结构简单紧凑、操作方便快捷、工作效率高、适应性强、试验效果好、成本低的用于石油输送设备的腐蚀试验装置。

为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:

一种用于石油输送设备的腐蚀试验装置,包括装有腐蚀溶液的池体,所述池体的上方设有循环喷淋系统、用于抽取池体内的腐蚀溶液并朝下方喷淋,还包括一套以上的热循环系统,所述热循环系统包括与供热源连通的热进管和热出管,所述热进管和热出管设于循环喷淋系统的下方,所述热进管和热出管之间用于并联安装多根待试验的石油输送管,试验时所述热进管和热出管相配合朝多根石油输送管内循环供热、用于使加热升温后的多根石油输送管均受到上方腐蚀溶液的喷淋以开展腐蚀试验。

作为本发明的进一步改进,所述供热源包括一台水加热器,所述水加热器将热出管传输来的水加热后通过热进管传输至多根石油输送管内以进行循环加热升温,所述热进管上设有用于监测管内水温的温度传感器,所述温度传感器和水加热器通信连接用于通过实时监测以控制水加热器自动调温。

作为本发明的进一步改进,设有两套以上的热循环系统,每套所述热循环系统独立控制加热温度、以用于开展不同温度下的腐蚀试验。

作为本发明的进一步改进,所述热进管和热出管上均设有多个管道适配器、以用于将不同管径的石油输送管连通安装于热进管和热出管之间,每个所述管道适配器均包括多个外径不一的中空的连接环、用于由小至大依次形成可拆卸连通,每个所述连接环的后端均设有一圈密封插槽,每个所述连接环的前端均设有一圈插管部,所述插管部用于插入石油输送管内以和石油输送管形成连通/或者用于插入前一个连接环的密封插槽内以使相邻两个连接环连通。

作为本发明的进一步改进,每个所述密封插槽内均设有弹性密封件。

作为本发明的进一步改进,所述热进管和热出管上均设有多根凸出的支管,所述支管用于插入外径最大的连接环的密封插槽内以将连接环安装连接。

作为本发明的进一步改进,所述循环喷淋系统包括输送泵、输液管和多根喷淋管,多根所述喷淋管依次平铺于池体的上方,所述输送泵通过输液管连通于池体和多根喷淋管之间,每根所述喷淋管上设有多个喷嘴组件、以用于朝下方的石油输送管喷淋腐蚀溶液。

作为本发明的进一步改进,每个所述喷嘴组件均包括相配合的电磁阀和喷嘴,所述喷嘴可调节喷射范围大小,所述电磁阀用于控制喷嘴开关或者控制喷射力度。

作为本发明的进一步改进,还设有溶液补充系统,所述溶液补充系统包括腐蚀溶液箱、传输管和电子浮球阀,所述腐蚀溶液箱通过传输管与池体连通,所述电子浮球阀设于池体内、用于实时监测池体内的腐蚀溶液量以控制腐蚀溶液箱朝池体内补充腐蚀溶液。

作为本发明的进一步改进,还包括多个呈圆环状的隔离板组件,每个所述隔离板组件均包括可拆卸连接的上板和下板,所述上板的两端部均设有凸出的插销,所述下板的两端部均设有使插销插入卡紧的凹槽,试验时所述隔离板组件卡紧安装于石油输送管上、用于将石油输送管上具有不同涂层或者不同防护层的试验段隔开。

与现有技术相比,本发明的优点在于:

一是本发明的用于石油输送设备的腐蚀试验装置,试验效果好,能够精准实现防护层下炼厂管道外表面腐蚀的真实工况。通过多次试验和分析,利用本发明进行腐蚀试验,可在短时间内得出不同涂层和保温层材料下不同材质管段的长周期腐蚀效果。如连续做防护层下炼厂管道三个月的腐蚀试验,近似于炼厂管道在实际保温层下历经5年左右的腐蚀结果。

二是本发明的用于石油输送设备的腐蚀试验装置,能够形成循环供热,使得多根石油输送管4被加热升温后进行喷淋试验,能够模拟不同的温度值可能造成的腐蚀现象,也即实现不同温度下(尤其是长时间高温度)下的腐蚀试验,导致试验效果好、试验范围广、结果精准度高。

三是本发明的用于石油输送设备的腐蚀试验装置,适应性强、工作效率高,能够同时对这些不同管径、不同材质、不同涂层和保温防护层、不同线路、不同路段的多类管道同时进行快速的腐蚀试验。

四是本发明的用于石油输送设备的腐蚀试验装置,同时设计具有多个不同外径的连接环的管道适配器,使得能够将不同管径的石油输送管均快速的连通安装于热进管和热出管之间,使得本装置适应性强、工作效率高。

附图说明

图1是本发明的用于石油输送设备的腐蚀试验装置俯视结构原理示意图。

图2是本发明的用于石油输送设备的腐蚀试验装置侧视结构原理示意图。

图3是本发明的腐蚀试验装置仅安装热循环系统时的俯视结构原理示意图。

图4是本发明的腐蚀试验装置仅安装循环喷淋系统时的俯视结构原理示意图。

图5是本发明的腐蚀试验装置安装小直径石油输送管时的俯视结构原理示意图。

图6是本发明的腐蚀试验装置安装大直径石油输送管时的俯视结构原理示意图。

图7是本发明的管道适配器拆分时的立体结构原理示意图。

图8是本发明的管道适配器合并安装时的立体结构原理示意图。

图9是本发明的隔离板组件合并安装时的立体结构原理示意图。

图10是本发明的隔离板组件拆分时的立体结构原理示意图。

图中各标号表示:

1、池体;2、循环喷淋系统;21、输送泵;22、输液管;23、喷淋管;231、喷嘴组件;3、热循环系统;31、水加热器;32、热进管;321、温度传感器;33、热出管;34、管道适配器;341、连接环;3411、密封插槽;3412、插管部;35、支管;4、石油输送管;5、溶液补充系统;51、腐蚀溶液箱;52、传输管;53、电子浮球阀;6、隔离板组件;61、上板;611、插销;62、下板;621、凹槽。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1至图10所示,本发明提供一种用于石油输送设备的腐蚀试验装置,包括装有腐蚀溶液的池体1,池体1的上方设有循环喷淋系统2、用于抽取池体1内的腐蚀溶液并朝下方喷淋,还包括一套以上的热循环系统3,热循环系统3包括与供热源连通的热进管32和热出管33,热进管32和热出管33设于循环喷淋系统2的下方,热进管32和热出管33之间用于并联安装多根待试验的石油输送管4,试验时热进管32和热出管33相配合朝多根石油输送管4内循环供热、用于使加热升温后的多根石油输送管4均受到上方腐蚀溶液的喷淋以开展腐蚀试验。在本实施例中,池体1用316L不锈钢板组焊而成,并装入足量5%的盐水作为试验的腐蚀溶液,当然,在其他实施例汇总,也可以换成其它腐蚀试验溶液。池体1内于腐蚀溶液的上方还设有支架杆,用于支撑多根待试验的石油输送管4。具体实施原理如下:

试验前,工作人员可以将多根待试验的石油输送管4并联安装在热进管32和热出管33之间,使得热进管32和多根石油输送管4的首端连通,热出管33和多根石油输送管4的尾端连通。这些多根待试验的石油输送管4可以是截取的不同管径的管道、截取的不同的涂层和保温防护层的管道、截取的不同线路的管道、截取的同一线路的不同路段的管道等等。安装好后,热进管32从供热源处供热,输入多根待试验的石油输送管4内,并从热出管33流回供热源,形成循环供热,使得多根石油输送管4被加热升温。供热源处供热可以如下文所述的供热水,或者是热气等,且温度可调。同时,热循环系统3开始作业,抽取池体1内的腐蚀溶液并朝下方的多根石油输送管4喷淋。在此过程中,为了更佳的试验效果,为了模拟保温防护层的损坏情况,可以在石油输送管4的防护层外表面沿径向均匀钻出ф5mm的孔3个,每段两排。所钻的孔穿过了保温防护层,目的使腐蚀溶液直接流向管道外表面,从上面的两个孔中流进,从下面的孔中流出,这样可实现腐蚀液对涂层或管道外表面的完全浸润,效果更佳。作业到合适的时间后,试验停止,对上述的各个石油输送管4进行腐蚀分析。通过以上特殊的科学设计,具有如下技术优点:

一是本发明的用于石油输送设备的腐蚀试验装置,试验效果好,能够精准实现防护层下炼厂管道外表面腐蚀的真实工况。通过多次试验和分析,利用本发明进行腐蚀试验,可在短时间内得出不同涂层和保温层材料下不同材质管段的长周期腐蚀效果。如连续做防护层下炼厂管道三个月的腐蚀试验,近似于炼厂管道在实际保温层下历经5年左右的腐蚀结果。

二是本发明的用于石油输送设备的腐蚀试验装置,能够形成循环供热,使得多根石油输送管4被加热升温后进行喷淋试验,能够模拟不同的温度值可能造成的腐蚀现象,也即实现不同温度下(尤其是长时间高温度)下的腐蚀试验,导致试验效果好、试验范围广、结果精准度高。

三是本发明的用于石油输送设备的腐蚀试验装置,适应性强、工作效率高,能够同时对这些不同管径、不同材质、不同涂层和保温防护层、不同线路、不同路段的多类管道同时进行快速的腐蚀试验。

进一步,在较佳实施例中,供热源包括一台水加热器31,水加热器31将热出管33传输来的水加热后通过热进管32传输至多根石油输送管4内以进行循环加热升温,热进管32上设有用于监测管内水温的温度传感器321,温度传感器321和水加热器31通信连接用于通过实时监测以控制水加热器31自动调温。温度传感器测量试验管中水的温度,控制水温保持在60-80℃、80-100℃(可按试验需求设定)。通过自动化控制系统控制水温的自动加热,当循环水的温度低于设计低温时自动开启加热,高于设计高温时自动停止加热,不但使得系统温度保持在设计恒定范围内,而且节能环保,并且热水循环的方式也大大降低了工作成本。

进一步,在较佳实施例中,设有两套以上的热循环系统3,每套热循环系统3独立控制加热温度、以用于开展不同温度下的腐蚀试验。同一个池体1、同一套循环喷淋系统2,但是却又两套以上的热循环系统3,热循环系统3的石油输送管4的温度不同(模拟不同的环境),使得能够同时对不同温度的石油输送管4同时进行腐蚀试验,也即在满足了不同管径、不同材质、不同涂层和保温防护层、不同线路、不同路段的多类管道的同时,还进一步满足了不同温度(环境)的同步快速腐蚀试验。

进一步,在较佳实施例中,热进管32和热出管33上均设有多个管道适配器34、以用于将不同管径的石油输送管4连通安装于热进管32和热出管33之间,每个管道适配器34均包括多个外径不一的中空的连接环341、用于由小至大依次形成可拆卸连通,每个连接环341的后端均设有一圈密封插槽3411,每个连接环341的前端均设有一圈插管部3412,插管部3412用于插入石油输送管4内以和石油输送管4形成连通/或者用于插入前一个连接环341的密封插槽3411内以使相邻两个连接环341连通。原理如下:为了将不同管径的石油输送管4连通安装于热进管32和热出管33之间,本发明进一步设计了管道适配器34。以附图6、7、8、9为例,在本实施例中,管道适配器34包括三个外径不一、由大到小的中空的连接环341。

如图7所示,当需要连通一个最大管径的石油输送管4时,先将最大的连接环341的后端固定在热进管32上(可以采用焊接或者套接螺钉等方式,为了保证密封可以进一步在连接处涂抹密封胶),然后将连接环341的前端的插管部3412插入石油输送管4内并形成连接并固定(连接固定方式为多种,比如采用焊接或者套接螺钉等方式,为了保证密封可以进一步涂抹密封胶),这使得热进管32和最大管径的石油输送管4形成了连通。关于石油输送管4的另一端和热出管33的连接也如上一样操作。插管部3412插入可以形成很好的连接支撑。

如图6所示,当需要连通一个最小管径的石油输送管4时,先将最大的连接环341的后端固定在热进管32上(可以采用焊接或者套接螺钉等方式,为了保证密封可以进一步涂抹密封胶),然后将该连接环341的前端的插管部3412插入第二大的连接环341的后端的密封插槽3411内并使两个连接环341连通并固定(连接固定方式为多种,比如可以采用焊接或者套接螺钉等方式,为了保证密封可以进一步涂抹密封胶)。然后将该第二大的连接环341的前端的插管部3412插入最小的连接环341的后端的密封插槽3411内并使两个连接环341连通并固定(连接固定方式为多种,比如可以采用焊接或者套接螺钉等方式,为了保证密封可以进一步涂抹密封胶),然后将该最小的连接环341的前端的插管部3412插入石油输送管4内并形成连接并固定(连接固定方式为多种,比如采用焊接或者套接螺钉等方式,为了保证密封可以进一步涂抹密封胶),这使得热进管32也和最小管径的石油输送管4形成了连通。关于石油输送管4的另一端和热出管33的连接也如上一样操作。通过同时设计具有多个不同外径的连接环341的管道适配器34,使得能够将不同管径的石油输送管4均快速的连通安装于热进管32和热出管33之间,使得本装置适应性强、工作效率高。也即在热进管32和热出管33之间,能够一次同时安装不同管径的石油输送管4,然后使这些不同管径的石油输送管4一起开展试验,这大大提高了本装置的适应性、大大提高了试验工作效率,大大缩短了试验周期。

进一步,在较佳实施例中,每个密封插槽3411内均设有弹性密封件。能够进一步保证密封。

进一步,在较佳实施例中,热进管32和热出管33上均设有多根凸出的支管35,支管35用于插入外径最大的连接环341的密封插槽3411内以将连接环341安装连接。这便于作为最基础的连接环341的稳固安装。

进一步,在较佳实施例中,循环喷淋系统2包括输送泵21、输液管22和多根喷淋管23,多根喷淋管23依次平铺于池体1的上方,输送泵21通过输液管22连通于池体1和多根喷淋管23之间,每根喷淋管23上设有多个喷嘴组件231、以用于朝下方的石油输送管4喷淋腐蚀溶液。输送泵21采用工业耐腐蚀泵,并且可以灵活调整试验参数,如调整腐蚀溶液的浓度。

进一步,在较佳实施例中,每个喷嘴组件231均包括相配合的电磁阀和喷嘴,喷嘴可调节喷射范围大小,电磁阀用于控制喷嘴开关或者控制喷射力度。这使得本装置的适应性进一步加强,通过调节控制喷射范围大小、喷射力度,能够形成不同的模拟环境,也即可以同时开展多样的腐蚀试验。

进一步,在较佳实施例中,还设有溶液补充系统5,溶液补充系统5包括腐蚀溶液箱51、传输管52和电子浮球阀53,腐蚀溶液箱51通过传输管52与池体1连通,电子浮球阀53设于池体1内、用于实时监测池体1内的腐蚀溶液量以控制腐蚀溶液箱51朝池体1内补充腐蚀溶液。由于腐蚀溶液(例如盐水)在长期喷淋工作中会蒸发减少,为保证盐水的循环使用,通过设置溶液补充系统5,当池子中的盐水量低于设定液位时,通过电子浮球阀53将信号传递给腐蚀溶液箱51,然后通过腐蚀溶液箱51自动控制补水泵给盐水池补水,这样可以避免因缺水造成系统无法长期运行,也即满足了试验的不间断开展,有效保证了精度。也可在整个系统上方安装监测设备,通过远程实时监控系统运行状况。

进一步,在较佳实施例中,还包括多个呈圆环状的隔离板组件6,每个隔离板组件6均包括可拆卸连接的上板61和下板62,上板61的两端部均设有凸出的插销611,下板62的两端部均设有使插销611插入卡紧的凹槽621,试验时隔离板组件6卡紧安装于石油输送管4上、用于将石油输送管4上具有不同涂层或者不同防护层的试验段隔开。在之前的实施例中,并联安装在热进管32和热出管33之间的每一根石油输送管4,可能具有不同的涂层或者不同防护层,这样满足了不同的管道之间不会形成干扰。而通过设置隔离板组件6,可以在同一根石油输送管4上来设置具有不同涂层或者不同防护层的试验段,只要使用隔离板组件6就能够将这些试验段隔开,使得不同的试验段之间不会形成干扰,有效保证试验的真实性和精准度(如图6、7所示,就具有四个不同的试验段,它们具有不同涂层或者不同防护层)。也即这使得一根石油输送管4就能够开展多种不同的试验,这进一步大大提高了试验工作效率和适应性,使得本装置可以同时开展数量极多的不同类试验。并且上板61和下板62的特殊设计使得拆装方便快捷。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上,然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围的情况下,都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均应落在本发明技术方案保护的范围内。

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