[实用新型]一种环道式多相流冲蚀试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及冲蚀试验装置，具体地说是涉及一种环道式多相流冲蚀试验装置。

背景技术

流体管道是在一定温度、压力条件下输送流体的特种设备。随着经济技术的发展，人们越来越重视管道在运输中所起的作用，如今它已成为与公路、铁路、水运和航空并列的五大运输方式之一，广泛应用于西气东输、城市燃气管网、石油化工装置等流体输送及系统工程。

近年来，在石油化工领域随着重质、含硫原油的加工比例不断增加，石化工业管道及管束型的设备(换热器、空冷器等)冲蚀失效较为常见，例：加氢反应流出物空冷器(REAC)失效的事故日益突出，已成为严重制约加氢裂化装置安全、稳定、长周期运行的重要障碍，如不采取相应的技术措施和对策，我国炼油行业将会面临越来越严峻的设备腐蚀及安全问题。

石化工业管道失效的形式多样，机理复杂，如材料缺陷、各种形式的腐蚀、蠕变、外力破坏等，其中冲蚀破坏引起的腐蚀失效在管道系统破坏中最为常见，它是材料受冲刷和腐蚀综合作用的过程。冲蚀破坏具有明显的局部性、突发性、破坏性和风险性，特别在含油、气、水、各种腐蚀性介质的多相流作用下，更容易引起冲蚀穿孔，而且情况复杂，很难预测它的发生，这已成为困扰流体管道安全运行的关键技术问题，日益引起人们的关注。

针对目前石油化工、天然气输送领域存在的管道堵蚀或冲蚀问题，为了从更深层次上进一步研究工业管道的失效机理，一些科研院所及大专院校设计了一系列的冲蚀试验装置，通过试验研究手段来研究工业管道的失效机理，以期应用于工程实际，提高工业管道系统的稳定性。但目前已有的冲蚀试验装置存在的不足主要在于：

(1)实际工程应用中工业管道的冲蚀失效往往是腐蚀与多相流动耦合作用的结果，但目前已存在的试验装置大多只能模拟单相流工况下的冲刷腐蚀过程，难以从根本上研究工业管道的冲蚀失效。

(2)常规的测试方法通常通过称重和测厚的方法测试冲蚀速率，无法实现工业管道冲蚀破坏的临界值的瞬态特性研究。

(3)目前我国进行冲蚀试验的机理研究不够深入，相关设备的测试方法与实际的工况差距很大，实验结果难以推广工程应用。

因此设计一套能够模拟实际工况的环道式多相流冲蚀试验装置，能对冲蚀机理研究、数值仿真计算的结果进行检验，为冲蚀预测的工程应用推广奠定基础。

发明内容

针对国内外冲蚀试验装置存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种环道式多相流冲蚀试验装置，适合于腐蚀与流动耦合作用的冲蚀机理、流体动力学的仿真分析、保护膜临界特性冲蚀试验研究及工程应用推广等完整的研究体系。能模拟工业环境中的实际工况条件，适合三通、弯管、大小头、衬管等多种结构的冲蚀测试，实时检测材料冲蚀破坏瞬态特性的冲蚀试验装置。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

1、一种环道式多相流冲蚀试验装置：包括污水计量泵、三相分离罐、旋风分离器、冷却器和循环气螺杆压缩机、管道过滤器、加热器、柴油磁力传动泵；其中污水计量泵出口端分为两个支路，主支路依次与第一流量计、第一单向阀串联接到加热器进口，次支路经第一闸阀接三相分离罐下部；垫液线进口经第二闸阀分别接污水计量泵的进口和经第三闸阀接三相分离罐底部；三相分离罐顶部出口依次与第一压力控制阀、冷却器、旋风分离器上部接循环气螺杆压缩机的进口，其出口分为两路，一路经第四闸阀与第二单向阀联接，另一路经第五闸阀、第一温度控制阀与第二单向阀进口联接；第二单向阀出口分为两个支路，主支路经第二流量计接加热器出口，次支路经第一流量控制阀分别接三相分离罐的破沫网上部和经第二压力控制阀接废气排放口；其中主支路第二流量计之前通过第六闸阀与氮气进口相联；三相分离罐的破沫网下端设两个进口，一个出口，出口经第七闸阀接柴油磁力传动泵的进口；柴油磁力传动泵的出口分为两路，一路经第三单向阀、第三流量计、第二流量控制阀接加热器进口，另一路通过第八闸阀与三相分离罐中部第一进口相联；加热器出口依次与管道过滤器和待测试件进口相联；待测试件出口经第四流量计、第三流量控制阀、金属软管和回流管道相联，回流管道接三相分离罐中部第二进口。

所述的三相分离罐上部气相与中部油相之间设有破沫网，破沫材料为不锈钢；中部油相与下部水相之间设液位计；三相分离罐下部至底部设界位计，三相分离罐顶部增设安全阀。

所述的旋风分离器由两部分组成，上部为分离罐，下部为压力罐，中部通过管道连通阀联接；分离罐下部增设液位报警装置，压力罐顶部开一氮气进口，压力罐底部经第九闸阀接三相分离罐下部。