[发明专利]模拟管道外腐蚀的实验装置

说明书

本发明提供一种模拟管道外腐蚀的实验装置，包括腐蚀实验箱、温度控制箱、腐蚀液循环系统、电化学工作站和计算机，腐蚀实验箱内设有实验管道，腐蚀实验箱内壁和实验管道外壁之间设有多个隔板，将腐蚀实验箱和实验管道之间分隔成多个腐蚀腔，不同腐蚀腔内放置不同的腐蚀物质。在管道内模拟管道外腐蚀的实验装置利用控制箱控制管道内液体的温度和隔板层内物质温度，可以同时模拟样品在不同环境条件下的管道腐蚀情况；利用循环液泵和节流阀控制输液管中流体的流速，模拟流体流动对管道外不同位置的样品的腐蚀情况；管道外部土壤腐蚀、流体腐蚀和冲刷腐蚀可以同时进行，很真实的模拟了管道外的环境，所得实验数据准确可靠。

技术领域

本发明属于管道外腐蚀实验设备领域，尤其是油品管道外腐蚀环境模拟实验装置。

背景技术

埋地金属管道、架空管道、河流中的管道随着使用时间的延长，由于土壤、空气、河水等的腐蚀作用，会造成管道防腐蚀层老化损坏、管道老化，直至穿孔。据统计，腐蚀穿孔占管道穿孔的96％。2005年以来因腐蚀更新管道300多公里，投资上亿元。也就是说，环境因素，如温度、氧含量、土壤类型、地下水位等对金属管道的电化学行为影响颇大。有研究显示，盐碱性土壤中埋地金属管道会发生坑腐蚀；土壤中的各类离子也影响着埋地钢管的腐蚀行为。然而，在众多影响因子中，每个因子对埋地管道腐蚀破坏影响重要度的大小各不相同，直接决定管道的破坏形式，并会影响防腐措施的具体实施。

为了研究复杂多变的金属管道环境对金属管道外腐蚀的影响，可以通过模拟实验来进行研究。但是关于这方面的模拟装置很少。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中研究管道外腐蚀装置的不足，本发明提供一种模拟管道外腐蚀的实验装置，通过控制箱改变控制管道内液体的温度和隔板层内物质温度以及改变隔板层内的物质，模拟样品所处的不同环境，可以同时模拟不同温度、不同物质、不同流速的环境下管道外腐蚀实验情况，具有自动化程度高、数据采集方便，避免人工操作误差，便于组装、拆卸等优点。

本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种模拟管道外腐蚀的实验装置，包括腐蚀实验箱、温度控制箱、腐蚀液循环系统、电化学工作站和计算机，所述腐蚀实验箱内设有实验管道，所述实验管道内注有调温介质，所述腐蚀实验箱内壁和实验管道外壁之间设有多个隔板，所述隔板将所述腐蚀实验箱和实验管道之间分隔成多个腐蚀腔，不同腐蚀腔内放置不同的腐蚀物质，每个所述腐蚀腔对应的实验管道上均设有样品台和电极台，所述电极台处于所述样品台的下游，且所述样品台和电极台均贯穿所述实验管道，所述样品台位于所述实验管道外壁的一端设有样品，所述样品与所述电化学工作站连接，所述电极台位于所述实验管道外壁的一端设有参比电极和辅助电极，且所述参比电极和辅助电极互相不接触，所述参比电极和辅助电极与所述电化学工作站连接，所述电化学工作站与所述计算机连接，所述腐蚀液循环系统与所述腐蚀腔连通构成循环回路模拟管道外环境，所述温度控制器用于控制所述腐蚀腔内的腐蚀物质和实验管道内的调温介质的温度。

进一步，所述腐蚀实验箱为一个可以打开的密封箱体，且每个所述腐蚀腔对应的所述腐蚀实验箱上设有可打开的开口。通过设置开口便于腐蚀物质的取放。

优选的，所述腐蚀实验箱为矩形箱体，所述实验管道左右方向水平放置在所述腐蚀实验箱内，所述隔板为四个，每个隔板一端与所述实验管道外壁连接，另一端与所述腐蚀实验箱的棱边连接。四个隔板将腐蚀试验箱分为四个腐蚀腔，每个腐蚀腔内放置不同的物质，前后的腐蚀腔内模拟河流环境冲刷腐蚀等，上下腐蚀腔内放置土壤等非流动物质，模拟管道在土壤环境下的内腐蚀。

进一步，所述样品、参比电极和辅助电极与实验管道外壁均在同一曲面上。

进一步，所述样品台与所述电极台的结构相同，为圆柱结构，所述实验管道上开设有与样品台和电极台对应的孔口，所述样品台和所述电极台分别安装在不同的孔口内，所述样品台和电极台内均设有连通其两端的通孔，所述通孔内设有铜棒，所述铜棒一端与所述样品、参比电极或辅助电极连接，另一端与所述电化学工作站连接。