[发明专利]一种保温层下应力腐蚀开裂评价装置及方法

说明书

本发明公开了一种保温层下应力腐蚀开裂评价装置及方法，属于腐蚀评价设备技术领域。所述装置主要包括循环导热油加热器、恒湿箱、喷淋器、连接圆管、保温材料及U型弯曲试样。本发明针对性地提供了一种保温层下应力腐蚀开裂评价装置，装置结构简单、操作方便；提供的评价方法可以通过调整导热油的温度，更加精准的评价保温层下的应力开裂腐蚀工况，实验结果具有较高的可靠性，装置和方法适用性强，便于开展保温层下腐蚀研究工作。

技术领域

本发明属于腐蚀评价设备技术领域，具体涉及一种保温层下应力腐蚀开裂评价装置及方法。

背景技术

保温层下腐蚀(Corrosion Under Insulation，CUI)是指外部被保温层覆盖的管道或设备，因水分及其他腐蚀性物质渗入保温层下而引发的腐蚀现象。管道或设备的保温层下腐蚀通常是在保温材料及外防护层安装后的使用过程中，由于安装、操作或其他外界因素造成外防护层的破损，导致水分的进入形成局部腐蚀环境，进而引发保温层下腐蚀。研究表明，施加了保温结构的设备或管道，运行5年后发生保温层下腐蚀的概率将大幅上升，使用10年后的保温层60％都含有腐蚀性冷凝水，极大地提高了CUI发生的概率。统计显示，在石油化工行业中，超过60％的管道故障是由CUI引发的。每年全球由于CUI引发设备和管道发生故障导致的危险产品泄漏、设备非正常停车甚至人员伤亡事故等一系列严重问题所造成的损失高达数十亿美元。

保温层下腐蚀分为两种类型，一种是碳钢或低合金发生的均匀腐蚀或坑蚀，其腐蚀形貌通常为松散的片状腐蚀产物；另一种是奥氏体不锈钢或双相不锈钢的应力腐蚀开裂。保温层下腐蚀发生的过程主要是在装置运行过程中由于保温结构的破坏导致水分的进入，而保温材料的多孔结构对水分起到一定的滞留作用，从而在保温层下形成电化学腐蚀环境。通常保温材料中含有Cl-、F-等，保温材料浸水后其中的腐蚀性离子会逐渐向保温层下金属表面富集，从而可能导致保温层下奥氏体不锈钢或双相不锈钢应力腐蚀开裂的发生。因而，保温材料中Cl-、F-等腐蚀性离子的存在导致应力腐蚀开裂的主要原因。

目前，针对保温材料腐蚀性能的研究相对较少，且多集中在保温材料对于碳钢的均匀腐蚀性评价。专利文献CN107677593A公开了一种保温层下腐蚀试验装置及试验方法，但该方法主要是模拟保温材料浸出液进行电化学测试，并不能实现保温材料应力腐蚀开裂敏感性的评价。现阶段，尚未见有专门针对保温层下奥氏体不锈钢或双相不锈钢应力腐蚀开裂的模拟评价方法。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种保温层下应力腐蚀开裂评价装置及方法，所述方法可以模拟保温层下腐蚀工况条件，实现不同保温材料、不同运行温度、不同材质的保温层下应力腐蚀敏感性评价，该装置便捷、高效，制造成本低，具有良好的应用效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种保温层下应力腐蚀开裂评价装置，包括储液罐、恒湿箱，所述恒湿箱的内部上方固定安装有喷淋器，所述喷淋器通过恒湿箱外部设置的供液泵与储液罐相连通；所述恒湿箱的下部横向贯穿安装有连接圆管，所述连接圆管位于恒湿箱外的一端与循环导热油加热器相连接，所述连接圆管位于恒湿箱外的另一端通过导热油循环泵与所述循环导热油加热器相连通；所述连接圆管位于恒湿箱内的外表面上安装有U型弯曲试样，所述U型弯曲试样表面均匀覆盖有保温材料。

作为本发明技术方案的进一步优选，循环导热油加热器的控温范围为20～220℃，控温精度为±2℃。

作为本发明技术方案的进一步优选，恒湿箱内的相对湿度控制范围为10～100％。

作为本发明技术方案的进一步优选，所述U型弯曲试样的弯曲半径大于连接圆管的外径。

作为本发明技术方案的进一步优选，所述U型弯曲试样的材质选自奥氏体不锈钢或双相不锈钢中的一种或两种。

作为本发明技术方案的进一步优选，所述连接圆管的材质为825合金。