一种辅助评价管道材质现场腐蚀的检测装置制造方法
【专利摘要】一种用于评价管道材质现场腐蚀的检测装置，包括现场管线及与现场管线并联的实验短接，实验短接包括短接主体、悬挂件底座、法兰接头、腐蚀挂片悬挂件、腐蚀挂片，实验短接通过短接主体两端的法兰接头与现场管线连接，短接主体是与现场管线相同的圆形管道，悬挂件底座与短接主体外周面相固接，且开设有贯穿悬挂件底座和短接主体管壁的方形通孔，所述腐蚀挂片悬挂件的悬挂部的横截面为与所述方形通孔相匹配的方形且置入所述方形通孔中，腐蚀挂片悬挂件的固定部与悬挂件底座固接，腐蚀挂片嵌设于悬挂部的弧形端面且腐蚀挂片的待测试表面裸露于该弧形端面，腐蚀挂片的待测试表面、悬挂部的弧形端面、短接主体的管壁内表面共同形成一圆柱面。该检测装置克服了现有腐蚀挂片悬挂装置的不足，可满足腐蚀检测实验要求，且安装简单、便捷。
【专利说明】一种辅助评价管道材质现场腐蚀的检测装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种现场腐蚀检测装置，属于化学分析【技术领域】，具体涉及一种用于油气田现场腐蚀检测的装置。
【背景技术】
[0002]针对储层含有CO2和C02/H2S共存的工况，实验研究是认识和了解系统的腐蚀因素、制定防腐措施、选择合理管道材质的基础。为了较为全面和准确地检测管道的腐蚀情况，国内外普遍采用悬挂腐蚀挂片的方法进行测试。考虑井下工况复杂，为了防止腐蚀挂片悬挂件在井筒内失效，造成落鱼，影响油气井正常生产作业，应在井口附近、缓释剂投注点之前的流程上测试，检测井筒内流体的实际腐蚀情况，同时记录测试点的温度、压力和流速
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[0003]腐蚀挂片是片状金属块，材质可以与主工艺管线相同，也可以是其他需要评价的材质。以评价管道材质为目的的现场腐蚀检测装置应满足如下要求:1)测试周期较长，2)能够同时悬挂多种材质的腐蚀挂片,3)针对同一种材质，能够悬挂多个平行试样，4)使腐蚀挂片与腐蚀介质的接触形式与管道和流体实际的接触情况一致，5)在管道上安装腐蚀挂片悬挂装置后对管道内径不能产生明显影响，不改变流体的流速和流态。
[0004]目前国内外采用的腐蚀挂片悬挂装置主要包括螺纹连接悬挂件、法兰悬挂件、带压拆装式悬挂件和可伸缩式悬挂件。螺纹连接悬挂件和法兰悬挂件在安装和拆卸腐蚀挂片时需要停输泄压，适用场合相对较少。而带压拆装式悬挂件和可伸缩式悬挂件广泛应用于长期连续运行，不能轻易停产泄压的场合。
[0005]带压拆装式悬挂件如图1所示，由保护罩1-1、旋塞式紧固件1-2、高压承载底座1-3、腐蚀挂片支架1-4等部分组成。在使用过程中，将腐蚀挂片1-5固定在腐蚀挂片支架
1-4上面，再将带有支架的旋塞式紧固件固定在高压承载底座上。旋塞式紧固件除了可以固定腐蚀挂片支架，还能起到密封的作用。最后是安装保护罩。该腐蚀挂片悬挂件借助一套类似带压开孔的工具，能够实现在主管内不停输的情况下安装和拆卸腐蚀挂片。优点是挂片能够接触跟管道相同的腐蚀介质；能够实现带压安装和拆卸腐蚀挂片。缺点是安装复杂，需要对管线开孔，焊接底座，需要有类似带压开孔的复杂工具配套使用；装夹腐蚀挂片数量较少，一次仅装夹2个腐蚀挂片；不能调节挂片的下入深度。
[0006]可伸缩式悬挂件如图2所示，可伸缩式挂片支架包括球阀2-4、挂片仓2-5、泄压阀
2-6、密封螺丝和安全闸板等。使用时要求管道加工有高压底座和连接短接。能够借助自身的阀门和密封装置、泄压阀实现带压安装、更换腐蚀挂片，并且可以调节腐蚀挂片在管道内流体中的朝向。在使用过程中，首先将该悬挂件安装在主管2-2上的承压底座上，再将腐蚀挂片2-1悬挂在支架2-3上并放入挂片仓2-5中，关闭泄压阀2-6，打开球阀2_4，将装有腐蚀挂片的支架送入主管内，开始试验。在实验结束后，首先将挂片支架末端提升到挂片仓中，然后关闭球阀，打开泄压阀，将挂片仓中的流体放出，再打开挂片仓，取出腐蚀挂片。
[0007]综上，现有腐蚀挂片悬挂装置存在如下问题:1)需要在管道上开孔并安装高压底座，不便于现场作业；2)单次装夹挂片数量较少，无法装夹多个平行试样，难以完成对多种材质在较长周期的实验评价；3)腐蚀挂片与管道接触腐蚀介质的形式有显著区别，与开展管道选材评价的实验要求不符；4)若管道内介质较粘稠，挂片支架的强度难以满足要求；5)在挂入管道之后，使管道内径发生明显改变，从而对流体的流速和流态产生较大的影响，不能真实反映管道的实际腐蚀情况。
【发明内容】
[0008]本发明针对目前现场腐蚀挂片悬挂装置不便于现场操作、不能单次装夹多个腐蚀挂片、腐蚀挂片与管道接触腐蚀介质的形式有显著区别、使管道内径发生明显改变而影响流体的流速和流态等问题，以管道材质选择为目的，分析管道与腐蚀介质的接触特点，设计了一种便于现场操作、安全可靠、能够单次长时间悬挂多个腐蚀挂片、腐蚀挂片单面接触腐蚀介质、接入管道之后不改变管道内径、不影响管道内流体的流速和流态的现场腐蚀检测
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[0009]一种用于评价管道材质现场腐蚀的检测装置，包括现场管线及与现场管线并联的实验短接，实验短接包括短接主体、悬挂件底座、法兰接头、腐蚀挂片悬挂件、腐蚀挂片，实验短接通过短接主体两端的法兰接头与现场管线连接，短接主体是与现场管线相同的圆形管道，悬挂件底座与短接主体外周面相固接，且开设有贯穿悬挂件底座和短接主体管壁的方形通孔，所述腐蚀挂片悬挂件的悬挂部的横截面为与所述方形通孔相匹配的方形且置入所述方形通孔中，腐蚀挂片悬挂件的固定部与悬挂件底座固接，腐蚀挂片嵌设于悬挂部的弧形端面且腐蚀挂片的待测试表面裸露于该弧形端面，腐蚀挂片的待测试表面、悬挂部的弧形端面、短接主体的管壁内表面共同形成一圆柱面。
[0010]所述短接主体经过镀锌处理，其上开设有用于安装泄油阀的安装孔。
`[0011]所述腐蚀挂片为条状片材，其横截面为由两条长度不同的平行圆弧及连接两圆弧的两条直线构成的等腰梯形，弧形端面上开设有与腐蚀挂片形状相匹配的挂片槽，腐蚀挂片嵌设于挂片槽中且密封配合，较短圆弧侧为待测试表面，腐蚀挂片长度方向与短接主体轴向一致，所述悬挂部两侧设有用于在长度方向固定腐蚀挂片的端盖，端盖与悬挂部通过螺钉紧固连接，所述固定部为与悬挂部通过螺钉紧固连接的盖板，所述盖板与悬挂件底座间通过螺栓连接。
[0012]所述腐蚀挂片与挂片槽的接触面之间通过硅胶形成密封配合。
[0013]所述盖板上设有围绕方形通孔的密封圈安装槽。
[0014]所述端盖和悬挂部的材质均为聚四氟乙烯，所述螺钉、螺栓的材质均为奥氏体不锈钢。
[0015]所述悬挂件底座有多个且对称分布于短接主体两侧，腐蚀挂片悬挂件也为与悬挂件底座一一对应的多个，每个腐蚀挂片悬挂件的弧形端面嵌设有多个相互平行的腐蚀挂片。
[0016]所述现场管线包括来流管道、旁通管道、去流管道，来流管道与三通接头一的第一端连接，旁通管道的一端通过球阀一与三通接头一的第二端连接，短接主体一端的法兰接头通过球阀二与三通接头一的第三端连接，短接主体另一端的法兰接头通过球阀三与三通接头二的第一端连接，旁通管道的另一端通过球阀四与三通接头二的第二端连接，三通接头二的第三端连接去流管道。
[0017]三通接头、球阀、管线接头按照现场使用管线及阀门的标准设计。泄压阀是为了在安装和拆卸腐蚀挂片时放空实验短接内的流体，短接主体采用与现场管线相同的管道加工。腐蚀挂片悬挂件的悬挂部、端盖采用聚四氟乙烯加工，具有绝缘的特性。盖板上面设计了用于安装密封圈的槽，负责盖板下表面与悬挂件底座上表面之间的密封问题。腐蚀挂片的梯形设计及与挂片槽间的密封结构，使得挂片不需多加工孔即可牢固装夹，能够减小由开孔引起的实验误差，避免挂片其他表面接触腐蚀介质。悬挂部两侧的端盖起到在管道内介质流动方向上限制腐蚀挂片的作用。其他方面，对短接主体进行了镀锌处理，提高其耐蚀性，选择材质为奥氏体不锈钢的螺栓、螺钉也考虑了防腐问题。
[0018]挂片安装完成后，通过12支A2-70的M10X45螺栓将盖板与悬挂件底座固定连接。根据现场流程的最高压力，按照GB/T30986-2000，进行了强度校核，12支该螺栓能够承受现场流程的最高工作压力。将螺栓紧固之后，现场腐蚀检测设备进入工作状态。该腐蚀检测装置克服了现有腐蚀挂片悬挂装置的不足，可满足腐蚀检测实验要求，且安装简单、便捷。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为现有的带压拆卸式悬挂件结构示意图；
[0020]图2为现有的可伸缩式悬挂件结构示意图；
[0021]图3为本发明的腐蚀检测装置现场安装图；
[0022]图4为本发明腐蚀检测装置工作状态的剖视图；
[0023]图5为本发明腐蚀检测装置中短接主体及悬挂件底座的主视图和断面图；
[0024]图6为本发明腐蚀检测装置中腐蚀挂片悬挂件悬挂部的主视图和剖视图；
[0025]图7为本发明腐蚀检测装置中腐蚀挂片悬挂件盖板的主视图和剖视图；
[0026]图8为本发明腐蚀检测装置中腐蚀挂片的主视图和剖视图。
【具体实施方式】
[0027]按照图3所示，一种用于评价管道材质现场腐蚀的检测装置，包括现场管线及与现场管线并联的实验短接4，实验短接4包括短接主体41、悬挂件底座42、法兰接头43、腐蚀挂片悬挂件44、腐蚀挂片45，实验短接4通过短接主体41两端的法兰接头43与现场管线连接，短接主体41是与现场管线相同的圆形管道，悬挂件底座42与短接主体41外周面相固接，且开设有贯穿悬挂件底座42和短接主体41管壁的方形通孔，所述腐蚀挂片悬挂件44的悬挂部441的横截面为与所述方形通孔相匹配的方形且置入所述方形通孔中，腐蚀挂片悬挂件44的固定部442与悬挂件底座42固接，腐蚀挂片45嵌设于悬挂部441的弧形端面444且腐蚀挂片45的待测试表面裸露于该弧形端面444，腐蚀挂片45的待测试表面、悬挂部441的弧形端面444、短接主体41的管壁内表面共同形成一圆柱面；所述短接主体41经过镀锌处理，其上开设有用于安装泄油阀46的安装孔411 ;所述腐蚀挂片45为条状片材，其横截面为由两条长度不同的平行圆弧及连接两圆弧的两条直线构成的等腰梯形，弧形端面444上开设有与腐蚀挂片形状相匹配的挂片槽443，腐蚀挂片45嵌设于挂片槽443中且密封配合，较短圆弧侧为待测试表面，腐蚀挂片45长度方向与短接主体41轴向一致，所述悬挂部441两侧设有用于在长度方向固定腐蚀挂片45的端盖445,端盖445与悬挂部441通过螺钉紧固连接，所述固定部442为与悬挂部441通过螺钉紧固连接的盖板，所述盖板与悬挂件底座42间通过螺栓连接；所述腐蚀挂片45与挂片槽443的接触面之间通过硅胶形成密封配合；所述盖板上设有围绕方形通孔的密封圈安装槽4421 ;所述端盖445和悬挂部441的材质均为聚四氟乙烯，所述螺钉、螺栓的材质均为奥氏体不锈钢；所述悬挂件底座42有多个且对称分布于短接主体41两侧,腐蚀挂片悬挂件44也为与悬挂件底座42 对应的多个，每个腐蚀挂片悬挂件44的弧形端面444嵌设有多个相互平行的腐蚀挂片45。
[0028]所述现场管线包括来流管道1、旁通管道10、去流管道7，来流管道I与三通接头
一2的第一端连接，旁通管道10的一端通过球阀一 8与三通接头一 2的第二端连接，短接主体41 一端的法兰接头通过球阀二 3与三通接头一 2的第三端连接，短接主体41另一端的法兰接头通过球阀三6与三通接头二 11的第一端连接，旁通管道10的另一端通过球阀四9与三通接头二 11的第二端连接，三通接头二 11的第三端连接去流管道7。
[0029]按照图3所示，在现场安装所述腐蚀检测装置，图3中I为来流管道，7为去流管道。按照图3，打开球阀一 8和球阀四9、关闭球阀二 3和球阀三6，接通现场管线，此时流体从旁通管线10流过。将腐蚀挂片45的所有表面依次用320#、600#、1000#砂纸逐级打磨，蒸馏水清洗，用丙酮除油，干燥后称重；将少量704硅胶均匀地涂在聚四氟乙烯悬挂部441的梯形挂片槽443中，使其覆盖与梯形挂片接触的表面，安装腐蚀挂片45，将聚四氟乙烯材质的端盖445通过螺钉紧固在聚四氟乙烯悬挂部的两侧，待704硅胶凝固后，清理外表面的固态硅胶残迹；将腐蚀挂片悬挂件44装入悬挂件底座42并螺栓紧固；打开球阀二 3和球阀三6，关闭球阀一8和球阀四9，使现场管线中的流体流过实验短接4，开始测试，测试周期可分为30天、90天、180天。实验结束后，按照图3所示，打开球阀一 8和球阀四9，关闭球阀
二3和球阀三6，使现场管线中流体沿旁通管线10运移，打开位于短接主体41上的泄压阀46，放空实验短接4内的流体介质，取出腐蚀挂片45。
[0030]对于计算平均腐蚀速率的挂片，用蒸馏水冲去腐蚀介质，用清洗液(蒸馏水/浓盐酸(31%-38%)和5%缓蚀剂)处理，用棉签反复擦除产物膜后，用丙酮清洗，烘干，取微距照片并称重，按照 NACE (National Association of Corrosion Engineer,美国腐蚀工程师协会)RP0775-2005的规定计算试样的平均腐蚀速率；腐蚀速率计算方法——失重法，通过测量金属挂片的尺寸，腐蚀前后的质量，并记录测试时间，然后按照NACE RP0775-2005中的腐蚀速率计算公式进行计算:
[0031]
【权利要求】
1.一种用于评价管道材质现场腐蚀的检测装置，包括现场管线及与现场管线并联的实验短接4，其特征在于:实验短接4包括短接主体41、悬挂件底座42、法兰接头43、腐蚀挂片悬挂件44、腐蚀挂片45，实验短接4通过短接主体41两端的法兰接头43与现场管线连接，短接主体41是与现场管线相同的圆形管道，悬挂件底座42与短接主体41外周面相固接，且开设有贯穿悬挂件底座42和短接主体41管壁的方形通孔，所述腐蚀挂片悬挂件44的悬挂部441的横截面为与所述方形通孔相匹配的方形且置入所述方形通孔中，腐蚀挂片悬挂件44的固定部442与悬挂件底座42固接，腐蚀挂片45嵌设于悬挂部441的弧形端面444且腐蚀挂片45的待测试表面裸露于该弧形端面444，腐蚀挂片45的待测试表面、悬挂部441的弧形端面444、短接主体41的管壁内表面共同形成一圆柱面。
2.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于:所述短接主体41经过镀锌处理，其上开设有用于安装泄油阀46的安装孔411。
3.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于:所述腐蚀挂片45为条状片材，其横截面为由两条长度不同的平行圆弧及连接两圆弧的两条直线构成的等腰梯形，弧形端面444上开设有与腐蚀挂片形状相匹配的挂片槽443，腐蚀挂片45嵌设于挂片槽443中且密封配合，较短圆弧侧为待测试表面，腐蚀挂片45长度方向与短接主体41轴向一致，所述悬挂部441两侧设有用于在长度方向固定腐蚀挂片45的端盖445,端盖445与悬挂部441通过螺钉紧固连接，所述固定部442为与悬挂部441通过螺钉紧固连接的盖板，所述盖板与悬挂件底座42间通过螺栓连接。
4.如权利要求3所述的检测装置，其特征在于:所述腐蚀挂片45与挂片槽443的接触面之间通过固态硅胶形成密封配合。
5.如权利要求3所述的检测装置，其特征在于:所述盖板上设有围绕方形通孔的密封圈安装槽4421。`
6.如权利要求3所述的检测装置，其特征在于:所述端盖445和悬挂部441的材质均为聚四氟乙烯，所述螺钉、螺栓的材质均为奥氏体不锈钢。
7.如权利要求1-6任一项所述的检测装置，其特征在于:所述悬挂件底座42有多个且对称分布于短接主体41两侧，腐蚀挂片悬挂件44也为与悬挂件底座42 —一对应的多个，每个腐蚀挂片悬挂件44的弧形端面444嵌设有多个相互平行的腐蚀挂片45。
8.如权利要求1-6任一项所述的检测装置，其特征在于:所述现场管线包括来流管道1、旁通管道10、去流管道7，来流管道I与三通接头一 2的第一端连接，旁通管道10的一端通过球阀一 8与三通接头一 2的第二端连接，短接主体41 一端的法兰接头通过球阀二 3与三通接头一 2的第三端连接，短接主体41另一端的法兰接头通过球阀三6与三通接头二 11的第一端连接，旁通管道10的另一端通过球阀四9与三通接头二 11的第二端连接，三通接头二 11的第三端连接去流管道7。
9.如权利要求7所述的检测装置，其特征在于:所述现场管线包括来流管道1、旁通管道10、去流管道7，来流管道I与三通接头一 2的第一端连接，旁通管道10的一端通过球阀一 8与三通接头一 2的第二端连接，短接主体41 一端的法兰接头通过球阀二 3与三通接头一2的第三端连接，短接主体41另一端的法兰接头通过球阀三6与三通接头二 11的第一端连接，旁通管道10的另一端通过球阀四9与三通接头二 11的第二端连接，三通接头二 11的第三端连接去流管道7。
【文档编号】G01N17/00GK103604739SQ201310633526
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年12月3日
【发明者】邓金根, 朱培珂, 闫伟, 董星亮, 张春阳, 刘书杰, 王磊, 邢希金, 李杨, 袁俊亮, 马超, 陈卓, 许永猛, 吴山 申请人:中国石油大学(北京)