[发明专利]一种气体保护硫涂覆装置及其涂覆方法

说明书

本发明公开了一种气体保护硫涂覆装置其涂覆方法，该装置包括两套气体保护装置，第一套气体保护装置包括第一耐高温广口瓶、第一气体捕集器以及电加热套，第一耐高温广口瓶通过第一橡胶塞密封，第一橡胶塞上设置有与第一耐高温广口瓶相连通的第一进出气管线，第一气体捕集器连通在第一出气管线的出口处，第一耐高温广口瓶的侧壁上设置有带玻璃旋塞的尖嘴；第二气体保护装置包括第二耐高温广口瓶和第二气体捕集器，第二耐高温广口瓶通过第二橡胶塞，第二橡胶塞上设置有与第二耐高温广口瓶相连通的第二进出气管线和注入管，第二气体捕集器连通在第二出气管线的出口处；采用该装置的涂覆方法可以有效避免涂覆硫试验样品制备环节中硫粉的氧化。

技术领域

本发明涉及一种气体保护硫涂覆装置及其涂覆方法，适用于实验室涂覆硫试验研究样品的制备，可以有效地避免硫粉加热熔化过程中的氧化问题，确保在进行涂覆硫耐蚀性试验研究时样品制备的可靠性。

背景技术

在高含硫气藏生产、开发过程中，当气体中元素硫的溶解度达到临界饱和时，继续降低温度和压力，元素硫就会析出，并在一定的条件下沉积。在含硫油气的输送过程中，液态水合物能部分溶解气态的元素硫，而当这些液态水合物蒸发后便会在管道底部产生颗粒状的硫沉积。元素硫腐蚀是油气田开发中最严重的腐蚀之一，由于硫元素处在第三周期，最外层为6个电子，较为容易得失电子，具有多种化合价，硫的化合物也就丰富多彩。硫元素存在形式的多样性，使得硫腐蚀机制丰富复杂，尽管关于硫的腐蚀机理已经有了一定的研究，但其在高温高压环境下的腐蚀规律和机理仍是目前的研究热点。目前常用的硫元素腐蚀研究方法有以下三种：(1)将硫粉直接加入到腐蚀溶液中，通过搅拌器形成悬浮态含硫溶液，进行悬浮态硫溶液腐蚀研究；(2)将样品置于容器底部，将样品埋藏于沉积在容器底部的硫中来进行耐蚀性研究；(3)将硫粉涂覆在金属试片表面，放置于腐蚀介质中进行耐蚀性试验。这几种方法各适用于不同形式的腐蚀研究，第1种悬浮态硫溶液腐蚀研究可实现含硫悬浮溶液对样品的腐蚀性研究，并未研究硫沉积带来的腐蚀；第2种方法虽然研究沉积硫的腐蚀但其结合方式是疏松的全面覆盖在样品表面，与大多数管线硫腐蚀的实际情况不符，现场腐蚀失效形式，特别是在井下管柱倾斜处、管线低洼处或设备下游压力迅速下降处，硫的沉积均是以单面、不连续点状或不规则状附着在管道内壁，硫涂覆形式的腐蚀试验更接近实际情况，第3种研究方法是最符合现场工况的研究方法。但在研究过程中发现，由于井底或有些输送介质并不含氧，那么在制备过程中常用的利用加热使硫粉熔化(单质硫熔点115.217℃)而涂覆于样品表面的制备方法本身就存在问题，会导致硫粉的氧化，给试验研究带来误差。

发明内容

本发明是为了避免在涂覆硫试验研究的样品制备环节中，因硫粉在空气中加热熔化而导致的硫粉氧化所设计的，提供了一种气体保护硫涂覆装置及其涂覆方法，可以有效避免涂覆硫试验样品制备环节中硫粉的氧化。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种气体保护硫涂覆装置，包括第一套气体保护装置，用于在保护气氛下进行硫粉的熔融处理，以及第二气体保护装置，用于涂覆过程的气体保护；其中，

第一套气体保护装置包括第一耐高温广口瓶、第一气体捕集器以及用于对第一耐高温广口瓶加热的电加热套，第一耐高温广口瓶通过第一橡胶塞密封，第一橡胶塞上设置有与第一耐高温广口瓶相连通的第一进气管线和第一出气管线，第一气体捕集器连通在第一出气管线的出口处，第一耐高温广口瓶的侧壁上设置有带玻璃旋塞的尖嘴；

第二气体保护装置包括第二耐高温广口瓶和第二气体捕集器，第二耐高温广口瓶通过第二橡胶塞密封，第二橡胶塞上设置有与第二耐高温广口瓶相连通的第二进气管线、第二出气管线和注入管，第二气体捕集器连通在第二出气管线的出口处；

使用状态时，待加热的硫粉设置在第一耐高温广口瓶内，待硫涂覆的金属试样设置在第二耐高温广口瓶内，且位于注入管出口的正下方。

本发明进一步的改进在于，第一套气体保护装置还包括自第一橡胶塞连通至第一耐高温广口瓶内的温度计。