[实用新型]一种冷凝液腐蚀模拟实验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于材料腐蚀与防护技术领域，具体涉及一种冷凝液腐蚀模拟实验装置。

背景技术

湿天然气和湿CO₂在输送过程中，由于管道外部保温层破裂，保温效果不佳等原因可能导致管壁表面的温度明显低于管道内部天然气或CO₂的温度，对于海底管道或未埋地管道，这种温度差将更加明显，管道内壁的水分及其它挥发性物质在管壁表面冷凝形成冷凝液，导致管道发生冷凝液腐蚀，这类腐蚀主要发生在管道内部上半部分(9点到3点部分)，也称为顶部腐蚀，与露点腐蚀类似。

对于冷凝液腐蚀模拟研究，只有准确控制冷凝液的温度或测试试样表面的温度才能保证腐蚀模拟结果的准确性。专利CN102692438A公开了一种能够实现电化学测试的露点腐蚀实验装置，该装置通过冷却水对冷凝管进行冷凝冷却，在冷却水的作用下使冷凝管内的腐蚀性气体和水蒸气在测试试样表面冷凝结成露珠，然而此方式不能准确控制测试表面的温度；专利CN1657901A公开了一种高温高压冷凝水腐蚀模拟实验装置，其通过在高温高压釜内安装冷凝器，控制冷凝器内水的温度来控制冷凝器侧壁上垂直安装的试样表面温度，若需稳定在一个预定试样表面温度需要较长时间，并不容易控制，这对实验结果必然造成影响；另外，由于试样垂直安装，在试样表面冷凝的液滴会在自身重力的作用下滴落，并不能模拟湿天然气管道内部冷凝液滴在管内壁上半部分表面的腐蚀状况。

实用新型内容

基于上述现有技术中存在的技术问题，本实用新型提出了一种冷凝液模拟实验装置，该装置可准确控制冷凝液温度；将工作试样水平安装，更加接近管道顶部冷凝液造成的腐蚀状况。

其技术解决方案包括：

一种冷凝液腐蚀模拟实验装置，其包括实验容器、盖体、进气管道和出气管道，所述实验容器顶部设置有凸缘，所述盖体用于密封所述实验容器，所述实验容器内盛装腐蚀液，所述进气管道、出气管道均伸入所述实验容器内，所述进气管道伸入腐蚀液液面以下，所述出气管道位于腐蚀液液面以上，所述盖体的中部设置有开口，从所述开口处自下而上分别设置有工作试样、半导体晶片和散热板，所述工作试样、半导体晶片和散热器三者之间通过螺杆、螺栓配合固定，所述工作试样为台阶状，所述工作试样的上表面安装所述半导体晶片，所述半导体晶片与控制器连接，所述半导体晶片分为热极区和冷极区，所述工作试样的背面紧贴所述冷极区，所述散热板紧贴所述热极区，所述半导体晶片产生的热量从热极区经散热板散出。

作为本实用新型的一个优选方案，上述凸缘上分布有半圆形凹槽，上述凹槽内填充有密封圈。

作为本实用新型的另一个优选方案，上述盖体的上下方分别设置有大于上述盖体面积的固定夹，上述固定夹两端设置有螺杆和与其配合的螺栓，上述盖体和实验容器通过上述螺杆和螺栓连接进行密封。

所述工作试样与半导体晶片冷极区直接接触。本实用新型提出了一种冷凝液腐蚀模拟实验装置，其在工作试样表面设置半导体晶片，通过控制器对半导体晶片的温度进行控制，通过控制半导体晶片的温度来达到模拟水蒸气及其它腐蚀性挥发性气体冷凝的目的，而现有技术中是通过控制冷却水的温度来达到对水蒸气及其他腐蚀性挥发性气体冷凝的目的；显然，本实用新型通过半导体晶片可使试样表面快速到达预定温度，且操作方便易控制，而现有技术中通过冷却水将工作试样表面温度稳定在某一预定温度，需要较长时间，会影响实验结果的准确性。

本实用新型通过在盖体上镶嵌工作试样，工作试样表面安装半导体晶片，工作试样紧贴半导体晶片的冷极区，散热板紧贴半导体晶片的热极区，在半导体晶片的帕尔帖效应下使实验容器中的水蒸气及其他腐蚀性气体在工作试样的表面冷凝；由于可快速准确地控制半导体晶片冷极的温度，即可准确控制冷凝液温度；工作试样水平安装，更加接近管道顶部冷凝液造成的腐蚀状况。

本实用新型采用半导体晶片的帕尔帖效应，可快速准确地控制冷凝液腐蚀模拟实验中工作试样表面(及冷凝液)温度，准确模拟湿天然气和湿CO₂输送管道表面冷凝液腐蚀状况。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步清楚、完整的说明：

图1为本实用新型冷凝液腐蚀模拟实验装置的结构示意图；

图中，1、实验容器，2、固定夹，3、螺杆和螺栓，4、进气管道，5、工作试样，6、散热板，7、螺杆和螺栓，8、半导体晶片，9、出气管道，10、密封圈，11、盖体。

具体实施方式