[发明专利]一种金属材料硫化氢腐蚀实验装置

说明书

本发明涉及一种金属材料硫化氢腐蚀实验装置，具有反应釜，所述的反应釜内设有将反应釜的内腔分隔为实验腔和反应腔的环形隔板，实验腔内安装有试样支架，试样支架上通过挂臂悬挂有金属挂片；反应腔中放入硫化铁，通过加剂管加入稀硫酸，利用稀硫酸和硫化铁反应生成硫化氢，不仅可以在完全密闭状态生成硫化氢，而且可以通过控制加入的试剂量来控制反应釜内的硫化氢分压，再通过气瓶加入二氧化碳和氮气，可以模拟高温高压下条件下，硫化氢和二氧化碳对钢材的腐蚀，从而研究不同温度、不同压力、不同硫化氢和二氧化碳浓度下各种金属材质的腐蚀机理，预测管道的内腐蚀情况和腐蚀速率，提高室内进行硫化氢腐蚀实验的安全性和可靠性。

技术领域

本发明涉及腐蚀试验技术领域，尤其是一种金属材料硫化氢腐蚀实验装置。

背景技术

随着含大量H₂S和CO₂气体的气田开采，金属管道腐蚀问题越来越受到人们的关注。H₂S的存在除了会引起严重的局部腐蚀外，还会引起管道和管道的氢致开裂(HIC)和硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)，一旦管道因H₂S/CO₂腐蚀而失效，将造成灾难性事故和巨大的经济损失。因此，H₂S/CO₂环境下管道的腐蚀对油气开采的安全构成了极大的威胁。

目前对CO₂/H₂S共存环境下的腐蚀行为多有研究，然而，由于此类腐蚀的影响因素众多，腐蚀机理复杂，尚未得出一致的结论，未形成完善的理论体系。同时，因为硫化氢是剧毒气体，所以一般的实验室是禁止进行此种试验的，这不利于CO₂/H₂S共存环境下腐蚀理论的发展。现有的硫化氢腐蚀实验装置结构中，一般都是将外部的硫化氢气体导入盛有实验溶液的反应室中，直至在反应室中形成硫化氢饱和溶液，模拟一个湿硫化氢环境，使试验结果接近金属材料的实际作业环境，实验过程中通过改变反应釜中的实验溶液、通入硫化氢气体的浓度及控制反应釜中的温度，模拟不同外界环境条件下金属腐蚀的情况，保证实验结果的准确与有效。

但该结构的实验装置，由于硫化氢气体是从外部的气瓶中通过管道导入的，因此存在着硫化氢气体泄漏的风险，会造成环境的严重污染，同时在硫化氢分压较低时不容易控制注入的压力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种安全可靠、无泄漏风险、方便控制气体压力的金属材料硫化氢腐蚀实验装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种金属材料硫化氢腐蚀实验装置，具有反应釜和密封安装在反应釜上端的釜盖，所述的反应釜内设有环形隔板，所述环形隔板将反应釜的内腔分隔为实验腔和反应腔。

所述实验腔：位于环形隔板内圈内用于金属材料的腐蚀实验，所述实验腔内安装有试样支架，试样支架上通过挂臂悬挂有金属挂片。

所述反应腔：位于环形隔板外圈用于化学反应生成硫化氢气体，反应釜侧壁安装有可向反应腔内通入稀硫酸与硫化铁反应生成硫化氢气体的加剂管。

所述实验腔所在的反应釜内底面设有加热反应釜内部温度的电阻加热器，反应釜管路连接有可向反应釜内充入二氧化碳气体的二氧化碳气瓶、充入氮气的氮气瓶。

为保持反应釜内部温度与实验要求相符合，所述的反应釜内设有保温层，保温层与反应釜内壁之间设有冷却水夹套，反应釜的侧壁上安装有向冷却水夹套内通入冷却水的进水管、排出冷却水夹套内冷却水的排水管。

优选地，所述的试样支架上设有三层挂臂，相邻的上下挂臂之间互相垂直，每层的挂臂上悬挂有四个金属挂片。

所述的试样支架底部设有磁力旋转盘，磁力旋转盘可调速，用于带动试样支架旋转，使金属挂片与气体充分接触。所述磁力旋转盘通过外部磁力驱动旋转，避免了转动轴动密封泄漏风险，同时转速可调，金属挂片随试样支架旋转时产生的切向速度可模拟不同气体流速。