[发明专利]一种掺氢天然气流动腐蚀损伤测试环道装置

说明书

本发明是一种掺氢天然气流动腐蚀损伤测试环道装置，针对掺氢天然气输送领域存在的腐蚀和氢损伤问题提供一种测试装置，可进行气体单向循环流动，并具有适用于测量不同管材、氢气天然气掺混比例可控、操作灵活方便、安全系数高、流程简单等特点。本发明装置能够实现模拟掺氢天然气管道在工业环境中的实际真实工况，适用于测量不同管材、不同氢气天然气掺混比例、不同运输温度压力等工况下的腐蚀情况。本发明装置能实时检测材料腐蚀损伤瞬态特性，研究掺氢天然气管道的流动腐蚀规律，适合于掺氢天然气管道的流动腐蚀预测、掺氢天然气运输仿真分析、防腐蚀涂层的作用效果等研究工作。

技术领域

本发明涉及机电装备领域，具体涉及一种掺氢天然气流动腐蚀损伤测试环道装置。

背景技术

温室气体排放是全球变暖的主要原因，从保护生态环境和人类持续平衡发展的角度出发，全球都在努力朝着节能减排的方向发展。其中氢能作为新兴技术，不仅能够实现燃烧零排放，并且可运用于工业、交通运输、天然气掺烧和储能等多种场景。在天然气中掺入一定比例的氢气以组成掺氢天然气，通过天然气管网将掺氢天然气输送至终端用户的模式，正在全球范围内尝试进行大规模推广。值得关注的是，当前投入运营的天然气管道是以输送天然气为基础进行设计的，由于氢气的引入，天然气气体性质会产生变化，管道本体、焊缝等暴露在高压富氢的环境中，发生氢脆、氢腐蚀等氢损伤的风险有所加大，严重影响管道的正常运行。因此，针对掺氢天然气腐蚀损伤检测的研究就显得尤为重要。

针对掺氢天然气输送领域存在的腐蚀和氢损伤问题，目前现有的腐蚀损伤测试装置一般是通过对钢板施加压力之后使用扫描电镜、电化学测试等手段观察材料的腐蚀情况，但此类腐蚀试验装置存在的一些不足之处主要在于无法将气体流动与材料的损伤腐蚀耦合，且目前的相关试验设备对实验环境要求很高，操作流程较为复杂，难以推广到实际的工程应用中去。

发明内容

针对上述背景技术中存在的问题及国内外现有掺氢天然气腐蚀测试环道装置的不足，本发明的目的在于提供一种掺氢天然气流动腐蚀损伤测试环道装置，可进行气体单向循环流动，并具有适用于测量不同管材、氢气天然气掺混比例可控、操作灵活方便、安全系数高、流程简单等特点，适合于掺氢天然气管道的流动腐蚀预测、掺氢天然气运输仿真分析、防腐蚀涂层的作用效果等研究工作。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种掺氢天然气流动腐蚀损伤测试环道装置，包括高压气瓶、气瓶放空阀、气瓶控制阀、混合气体配比柜、第一温度计、第一压力计、电磁阀一、电动压缩机、电磁阀二、第二压力计、第二温度计、电伴热带、第三温度计、水平直管测试段、弯头测试段、浮子式流量计、电磁阀三、连接法兰、电化学传感器等部件组成。

进一步地，替换管段与主体管道采用法兰连接，可达到拆卸更换的效果。替换测试段由水平直管测试段与弯头测试段两部分组成，包含普通管线钢、管线钢焊缝处、添加防腐蚀涂层管线钢等多种不同管材，达到对不同管材进行流动腐蚀损伤检测的目的。

进一步地，布置混合气体配比柜实现对氢气与天然气的混合，精确控制掺混比例在安全范围内，同时使环道具备测试不同天然气氢气掺混比的流动腐蚀损伤测试功能。

进一步地，采用电伴热带实现对环道的温度控制。电伴热带具有防爆、可靠性高、使用寿命长等优势，同时装置简单、发热均匀、控温准确，满足了环道实现不同运输温度下流动腐蚀测试的需求。

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：

1.本发明装置实现了掺氢天然气管道在工业环境中的实际真实模拟工况，适用于测量不同管材、不同氢气天然气掺混比例、不同运输温度压力等工况下的腐蚀情况，实时检测材料腐蚀损伤瞬态特性，研究掺氢天然气管道的流动腐蚀规律。

2.本发明装置同时可用于掺氢天然气运输仿真分析、防腐蚀涂层的作用效果等研究工作，替换管段与主体管道采用法兰连接，拆卸方便；采用电伴热带实现对环道的温度控制，发热均匀、控温准确。

附图说明