专利名称：一种模拟货油轮原油舱腐蚀的实验装置及其实验方法
技术领域：
本发明属于加速模拟测试仪器领域，涉及钢铁在油轮舱内环境下气体腐蚀性能测试，具体的说是一种模拟油轮舱内部顶板气体在干湿交替和温度等因素对钢铁材料的腐蚀性能加速模拟测试装置及其实验方法。
背景技术：
目前，我国已成为全球第二大石油消费国和第三大石油进口国。在我国每年上亿吨的进口石油中，90%以上依靠国外油轮运输。由外轮来承运中国绝大部分进口石油，其不稳定性和不经济性显而易见，因此中国交通部明确提出了“海运强国战略”，指出必须建立中国自己强大的国际海运船队。原油船的结构不同于其他船只，原油装载于上甲板之下的货油舱中。原油船运行 期间，货油舱处于比较苛刻的腐蚀环境，因此货油舱的腐蚀防护一直为人们所重视，国际海事组织(IMO)强制要求货油舱进行腐蚀防护，到目前为止，一直是要求涂层防护。顶板内表面的腐蚀，是在温度下降产生结露的夜间进行的，未装载原油、含大量的CO2, SO2, O2时，腐蚀生成物a -FeOOH (铁锈)为主，装载含H2S的原油时，H2S在铁锈表面以铁锈为触媒与O2反应生成硫磺。在反复装载和空载的过程中，顶板内表面形成铁锈与硫磺的层状结构，脱落至货油舱底部形成油泥。超大型油轮在定期检查时回收的油泥在300吨以上。上甲板里面的上述腐蚀为均匀腐蚀,腐蚀速率O. 2-0. 3mm/年。因此，发明一种能够尽量模拟油轮舱内部顶板气体在干湿交替和温度等因素对钢铁材料的腐蚀性能加速模拟测试装置，对于钢铁材料在油轮舱内部环境中的腐蚀研究有重要的意义。目前可以开展此类研究的相关实验装置未见报导。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提出一种模拟货油轮原油舱腐蚀的实验装置及其实验方法，能够真实地模拟油轮舱内部顶板气体在不同温度下干湿交替工况，且结构简单。本发明解决以上技术问题的技术方案是
一种模拟货油轮原油舱腐蚀的实验装置，包括CO2气瓶、O2气瓶、H2S气瓶、SO2气瓶、N2气瓶、气体流量控制器、通气导管、混合气体排气装置、出气阀、实验腔盖、柔性加热板、实验腔、水溶加热器、加热棒、残余气体回收容器、第一温控器和第二温控器；水溶加热器具有内腔作为实验腔，实验腔内注有蒸馏水并与实验腔顶部之间留有空间，实验腔通过实验腔盖密封，实验腔盖下部空间内设有柔性加热板，试验样品固定在柔性加热板下方，第一温控器连接在柔性加热板上；水溶加热器内设有加热棒，第二温控器连接在加热棒上；C02气瓶、O2气瓶、H2S气瓶、SO2气瓶和N2气瓶各通过通气导管连接一个气体流量控制器，各气体流量控制器通过通气导管连接至混合气体排气装置，混合气体排气装置通过设有出气阀的管道连接至实验腔内的蒸馏水中，残余气体回收容器通过管道连接至实验腔内蒸馏水与实验腔顶部之间的空间。
模拟货油轮原油舱腐蚀的实验方法，按以下步骤进行
(-)将试验样品固定在实验腔内的柔性加热板的下方，并将实验腔用实验腔盖密封，打开柔性加热板和加热棒，打开第一温控器和第二温控器，将柔性加热板的温度控制为25-50°C，将加热棒的温度控制为30-35°C，设置水溶加热器温度为28-32°C，控制实验腔内试验温度不高于36 °C ；
㈡打开CO2气瓶、O2气瓶、H2S气瓶、SO2气瓶和N2气瓶，控制各气体流量控制器的流量为O. 5-50ml/min，各气体进入混合气体排气装置，再通过出气阀进入实验腔内的蒸馏水中；曰等待有气泡从蒸馏水中冒出，实验即可进行，实验时间为21-98天。本发明的有益效果是本发明整体结构简单，设计科学合理，可以良好的测试油轮钢的耐久性和抗腐蚀性，能够真实地模拟油轮舱内部顶板气体在不同温度下干湿交替工况，并且制造工艺简单，经过质量流量控制器的微量气体得到有效控制，保证实验精度为油轮钢测试其防腐性能提高增加了一道重要屏障，应用方便。
图I是本发明的连接示意图。图2是本发明测试油轮钢在20°C和50°C干湿循环作用下腐蚀试验结果图。
具体实施例方式实施例I
本实施例是一种模拟货油轮原油舱腐蚀的实验装置，连接如图I所示，包括CO2气瓶I、O2气瓶2、H2S气瓶3、SO2气瓶4、N2气瓶5、气体流量控制器7、隔板接头6、通气导管8、混合气体排气装置9、出气阀10、实验腔盖11、柔性加热板12、实验腔14、水溶加热器15、加热棒16、残余气体回收容器17、第一温控器18和第二温控器19 ;所述水溶加热器15具有内腔作为所述实验腔14，所述实验腔14内注有蒸馏水并与实验腔顶部之间留有空间，所述实验腔14通过实验腔盖11密封，所述实验腔盖11下部空间内设有柔性加热板12，试验样品13固定在所述柔性加热板12下方，所述第一温控器18连接在柔性加热板12上；所述水溶加热器15内设有加热棒16，所述第二温控器19连接在所述加热棒16上；所述CO2气瓶1、02气瓶2、H2S气瓶3、S02气瓶4和N2气瓶5各通过通气导管8连接一个气体流量控制器7，各气体流量控制器7通过通气导管8连接至所述混合气体排气装置9，所述混合气体排气装置9通过设有出气阀10的管道连接至所述实验腔14内的蒸馏水中，所述残余气体回收容器17通过管道连接至所述实验腔14内蒸馏水与实验腔顶部之间的空间。实施例2· 本实施例是一种模拟货油轮原油舱腐蚀的实验方法，使用实施例I的实验装置进行实验，具体按以下步骤进行
(-)将试验样品13固定在实验腔14内的柔性加热板12的下方，并将实验腔14用实验腔盖11密封，打开柔性加热板12和加热棒16,打开第一温控器18和第二温控器19,将柔性加热板12的温度控制为50°C，将加热棒16的温度控制为35°C，设置水溶加热器15温度为32°C，控制实验腔14内试验温度35°C ；
㈡打开CO2气瓶I、O2气瓶2、H2S气瓶3、SO2气瓶4和N2气瓶5，控制各气体流量控制器7的流量为50ml/min，各气体进入混合气体排气装置9，再通过出气阀10进入实验腔14内的蒸馏水中；
曰等待有气泡从蒸馏水中冒出，实验即可进行，实验时间为21天。实施例3
本实施例是一种模拟货油轮原油舱腐蚀的实验方法，使用实施例I的实验装置进行实验，具体按以下步骤进行
(-)将试验样品13固定在实验腔14内的柔性加热板12的下方，并将实验腔14用实验腔盖11密封，打开柔性加热板12和加热棒16,打开第一温控器18和第二温控器19,将柔性加热板12的温度控制为25°C，将加热棒16的温度控制为30°C，设置水溶加热器15温度为28°C，控制实验腔14内试验温度35°C ；· ㈡打开CO2气瓶I、O2气瓶2、H2S气瓶3、SO2气瓶4和N2气瓶5，控制各气体流量控制器7的流量为O. 5ml/min,各气体进入混合气体排气装置9，再通过出气阀10进入实验腔14内的蒸馏水中；
曰等待有气泡从蒸馏水中冒出，实验即可进行，实验时间为98天。实施例4
本实施例是一种模拟货油轮原油舱腐蚀的实验方法，使用实施例I的实验装置进行实验，具体按以下步骤进行
(-)将试验样品13固定在实验腔14内的柔性加热板12的下方，并将实验腔14用实验腔盖11密封，打开柔性加热板12和加热棒16,打开第一温控器18和第二温控器19,将柔性加热板12的温度控制为35°C，将加热棒16的温度控制为32°C，设置水溶加热器15温度为30°C，控制实验腔14内试验温度32°C ；
㈡打开CO2气瓶I、O2气瓶2、H2S气瓶3、SO2气瓶4和N2气瓶5，控制各气体流量控制器7的流量为15ml/min，各气体进入混合气体排气装置9，再通过出气阀10进入实验腔14内的蒸馏水中；
曰等待有气泡从蒸馏水中冒出，实验即可进行，实验时间为50天。如图2所示，是采用本发明在测试油轮钢在20°C和50°C干湿循环作用下腐蚀试验结果图。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
权利要求
1.一种模拟货油轮原油舱腐蚀的实验装置，其特征在于包括CO2气瓶(I)、O2气瓶(2)、H2S气瓶(3)、S02气瓶(4)、N2气瓶(5)、气体流量控制器(7)、通气导管(8)、混合气体排气装置(9)、出气阀(10)、实验腔盖(11)、柔性加热板(12)、实验腔(14)、水溶加热器(15)、加热棒(16)、残余气体回收容器(17)、第一温控器(18)和第二温控器(19);所述水溶加热器(15)具有内腔作为所述实验腔(14)，所述实验腔(14)内注有蒸馏水并与实验腔顶部之间留有空间，所述实验腔(14)通过实验腔盖(11)密封，所述实验腔盖(11)下部空间内设有柔性加热板(12)，试验样品(13)固定在所述柔性加热板(12)下方，所述第一温控器(18)连接在柔性加热板(12)上；所述水溶加热器(15)内设有加热棒(16)，所述第二温控器(19)连接在所述加热棒(16)上；所述CO2气瓶(I)、O2气瓶(2)、H2S气瓶(3)、SO2气瓶(4)和N2气瓶(5 )各通过通气导管(8 )连接一个气体流量控制器(7 )，各气体流量控制器(7 )通过通气导管(8 )连接至所述混合气体排气装置(9 )，所述混合气体排气装置(9 )通过设有出气阀(10)的管道连接至所述实验腔(14)内的蒸馏水中，所述残余气体回收容器(17)通过管道连接至所述实验腔(14)内蒸馏水与实验腔顶部之间的空间。
2.用于权利要求I所述模拟货油轮原油舱腐蚀的实验装置的实验方法，其特征在于按以下步骤进行 ㈠将试验样品(13)固定在实验腔(14)内的柔性加热板(12)的下方，并将实验腔(14)用实验腔盖(11)密封，打开柔性加热板(12)和加热棒(16)，打开第一温控器(18)和第二温控器(19)，将柔性加热板(12)的温度控制为25-50°C，将加热棒(16)的温度控制为30-35°C，设置水溶加热器(15)温度为28-32°C，控制实验腔(14)内试验温度不高于36°C ；㈡打开CO2气瓶(1)、02气瓶⑵、H2S气瓶(3)、S02气瓶(4)和N2气瓶(5)，控制各气体流量控制器(7)的流量为O. 5-50ml/min，各气体进入混合气体排气装置(9)，再通过出气阀(10)进入实验腔(14)内的蒸馏水中； 曰等待有气泡从蒸馏水中冒出，实验即可进行，实验时间为21-98天。
全文摘要
本发明涉及一种模拟货油轮原油舱腐蚀的实验装置，包括CO2气瓶、O2气瓶、H2S气瓶、SO2气瓶、N2气瓶、气体流量控制器、通气导管、混合气体排气装置、出气阀、实验腔盖、柔性加热板、实验腔、水溶加热器、加热棒、残余气体回收容器、第一温控器和第二温控器；水溶加热器具有内腔作为实验腔，实验腔内注有蒸馏水并与实验腔顶部之间留有空间，实验腔通过实验腔盖密封，实验腔盖下部空间内设有柔性加热板，试验样品固定在柔性加热板下方。本发明能够真实地模拟油轮舱内部顶板气体在不同温度下干湿交替工况，且结构简单。
文档编号G01N17/00GK102928330SQ20121044751
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月9日 优先权日2012年11月9日
发明者尹雨群, 李晓刚, 赵晋斌 申请人:南京钢铁股份有限公司