对元素硫的垢下腐蚀进行测试的电化学设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种对元素硫的垢下腐蚀进行测试的电化学设备，属于天然气输送领域。所述电化学设备包括：主体、上盖、下盖、固定螺栓、参比电极、辅助参比电极、工作电极、进气管和出气管；主体通过固定螺栓固定安装在上盖和下盖之间，上盖位于下盖的正上方，参比电极、辅助参比电极、进气管和出气管均按照从上至下的方向穿过上盖插入主体内，工作电极按照从下至上的方向穿过下盖插入主体内，通过在工作电极插入主体内的一端涂覆元素硫进行垢下腐蚀的测试。本实用新型组装和拆卸都比较方便，易于清洗测试留下的垢物，另外，将元素硫涂覆在工作电极的上端，避免了元素硫在重力的作用下容易脱落的问题，进而便于垢下腐蚀的测试。
【专利说明】对元素硫的垢下腐蚀进行测试的电化学设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及天然气输送领域，特别涉及一种用于元素硫的垢下腐蚀测试设备。
【背景技术】
[0002]天然气生产中，当通过管线输送天然气时，天然气中的元素硫会沉积于管线中，这样会影响管线材质的腐蚀状况。另外，由于元素硫具有极为活泼的还原性，所以，沉积在管线内的元素硫与H2Sx、H2S等酸性环境共同作用，可以促进管线材质的腐蚀，导致管线出现穿孔和破裂等严重的腐蚀现象，进而会导致关井停产，所以，对元素硫的垢下腐蚀进行研究十分必要。
[0003]目前，对元素硫的垢下腐蚀进行研究时，需要通过电化学设备对元素硫的垢下腐蚀进行测试，从而实时、快速的评价元素硫的垢下腐蚀。而截至目前为止，对元素硫的垢下腐蚀进行测试的电化学设备均采用一体成型的玻璃容器进行测试。另外，进行测试时，需要用到三个电极，即参比电极、辅助参比电极和工作电极。这三个电极均通过该玻璃容器的上盖包括的三个电极孔插入该玻璃容器中，并在工作电极插入电极孔的一端涂覆元素硫。通过工作电极上涂覆的元素硫对垢下腐蚀进行测试。
[0004]由于工作电极是从上至下的方向插入玻璃容器，且工作电极的一端涂覆的元素硫在重力的作用下容易脱落，不利于垢下腐蚀的测试。
实用新型内容
[0005]为了解决现有技术的问题，本实用新型提供了一种对元素硫的垢下腐蚀进行测试的电化学设备。所述技术方案如下:
[0006]提供了一种对元素硫的垢下腐蚀进行测试的电化学设备，所述电化学设备包括:主体、上盖、下盖、固定螺栓、参比电极、辅助参比电极、工作电极、进气管和出气管；
[0007]所述主体通过所述固定螺栓固定安装在所述上盖和所述下盖之间，所述上盖位于所述下盖的正上方，所述参比电极、所述辅助参比电极、所述进气管和所述出气管均按照从上至下的方向穿过所述上盖插入所述主体内，所述工作电极按照从下至上的方向穿过所述下盖插入所述主体内，通过在所述工作电极插入所述主体内的一端涂覆元素硫进行垢下腐蚀的测试。
[0008]可选地，所述电化学设备还包括:上垫圈和下垫圈；
[0009]相应地，所述上盖包括上垫圈槽，所述下盖包括下垫圈槽；
[0010]所述上垫圈安装在所述上垫圈槽内，所述下垫圈安装在所述下垫圈槽内，所述上垫圈槽的内径与所述下垫圈槽的内径相等，所述上垫圈槽的外径与所述下垫圈槽的外径相等，所述主体的内径大于或等于所述上垫圈槽的内径，且所述主体的外径小于或等于所述上垫圈槽的外径。
[0011]可选地，所述上盖还包括:参比电极套、第一密封圈、辅助参比电极套、第二密封圈、参比电极插孔、辅助参比电极插孔、进气管插孔和出气管插孔，且所述第一密封圈的外径大于所述参比电极插孔的下孔径，所述第二密封圈的外径大于所述辅助参比电极插孔的下孔径；
[0012]所述第一密封圈固定在所述参比电极插孔与所述参比电极套之间，所述参比电极套的外侧为螺纹结构，且所述参比电极套的下孔所在的平面、所述第一密封圈所在的平面和所述参比电极插孔的下孔所在的平面依次设置且相互平行；
[0013]所述第二密封圈固定在所述辅助参比电极插孔与所述辅助参比电极套之间，所述辅助参比电极套的外侧为螺纹结构，且所述辅助参比电极套的下孔所在的平面、所述第二密封圈所在的平面和所述辅助参比电极插孔的下孔所在的平面依次设置且相互平行；
[0014]所述进气管穿过所述进气管插孔插入所述主体内，所述出气管穿过所述出气管插孔插入所述主体内。
[0015]可选地，所述进气管插孔和所述出气管插孔位于所述参比电极插孔的两侧且对称分布，所述辅助参比电极插孔位于所述进气管插孔与所述出气管插孔之间的中轴线上，且所述辅助参比电极插孔和所述参比电极插孔位于同一直线上。
[0016]可选地，所述下盖包括:工作电极套、第三密封圈和工作电极插孔，且所述第三密封圈的外径大于所述工作电极插孔的上孔径；
[0017]所述第三密封圈固定在所述工作电极插孔与所述工作电极套之间，所述工作电极套的外侧为螺纹结构，且所述工作电极套的上孔所在的平面、所述第三密封圈所在的平面和所述工作电极插孔的上孔所在的平面依次设置且相互平行。
[0018]可选地，所述工作电极包括:待测金属试样、铜导线和工作电极外包，所述待测金属试样包括两个侧面；
[0019]所述铜导线垂直焊接在所述待测金属试样的一个侧面上，所述铜导线和所述待测金属试样均位于所述工作电极外包内，且所述待测金属试样的另一个侧面与所述工作电极外包的端口位于同一平面。
[0020]可选地，在所述待测金属试样与所述工作电极外包的端口接触处涂覆密封胶。
[0021]可选地，所述主体、上盖和下盖的材料均为聚乙烯，所述固定螺栓的材料为碳钢。
[0022]可选地，所述主体内所述进气管的长度为所述主体高度的2/3。
[0023]在本实用新型实施例中，主体、上盖和下盖之间通过固定螺栓进行固定安装，组装和拆卸都比较方便，易于清洗测试留下的垢物，并且还可以重复使用，节约了成本和时间。另外，工作电极是按照从下至上的方向穿过下盖插入主体内，并将元素硫涂覆在工作电极的上端，避免了元素硫在重力的作用下容易脱落的问题，进而便于垢下腐蚀的测试。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是本实用新型实施例提供的一种对元素硫的垢下腐蚀进行测试的电化学设备的结构不意图；
[0025]图2是本实用新型实施例提供的一种对元素硫的垢下腐蚀进行测试的电化学设备的剖面图；
[0026]图3是本实用新型实施例提供的一种上盖的仰视图；
[0027]图4是本实用新型实施例提供的一种下盖的俯视图；
[0028]图5是本实用新型实施例提供的一种工作电极的结构示意图。
[0029]附图中，各标号所代表的部件列表如下:
[0030]1:主体，2:上盖，3:下盖，4:固定螺栓，5:参比电极，6:辅助参比电极，7:工作电极，8:进气管，9:出气管；
[0031]20:上螺栓插口，21:下螺栓插口 ；
[0032]10:上垫圈，11:下垫圈;
[0033]21:上垫圈槽，31:下垫圈槽；
[0034]22:参比电极套，23:第一密封圈，24:辅助参比电极套，25:第二密封圈，26:参比电极插孔，27:辅助参比电极插孔，28:进气管插孔，29:出气管插孔；
[0035]32:工作电极套，33:第三密封圈，34:工作电极插孔；
[0036]71:待测金属试样，72:铜导线，73:工作电极外包。
【具体实施方式】
[0037]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
[0038]图1是本实用新型实施例提供的一种对元素硫的垢下腐蚀进行测试的电化学设备的结构示意图。参见图1，该电化学设备包括:主体1、上盖2、下盖3、固定螺栓4、参比电极5、辅助参比电极6、工作电极7、进气管8和出气管9 ；
[0039]主体I通过固定螺栓4固定安装在上盖2和下盖3之间，上盖2位于下盖3的正上方，参比电极5、辅助参比电极6、进气管8和出气管9均按照从上至下的方向穿过上盖2插入主体I内，工作电极7按照从下至上的方向穿过下盖3插入主体I内，通过在工作电极7插入主体I内的一端涂覆元素硫进行垢下腐蚀的测试。
[0040]其中，在本实用新型实施例中，通过进气管8向主体I内注入腐蚀工作液，以及在工作电极7插入主体I内的一端涂覆元素硫之后，当通过进气管8向主体I内通入气体时，气体进入主体I内的腐蚀工作液，与工作电极7上的元素硫进行作用，并通过出气管9排出气体，保证工作过程中气体循环顺畅。另外，通过参比电极5、辅助参比电极6和工作电极7可以获取到电化学测试的极化曲线，进而对元素硫的垢下腐蚀进行研究。
[0041]另外，在本实用新型实施例中，通过固定螺栓4固定安装上盖2、主体I和下盖3，在进行测试时，可以方便的进行组装和拆卸，进而可以方便地清洗测试留下的垢物。
[0042]进一步地，参见图3，上盖2上可以包括多个上螺栓插口 20，下盖3上可以包括多个下螺栓插口 30，将固定螺栓穿过上螺栓插口 20和下螺栓插口 30，并通过螺丝拧紧，以固定主体1、上盖2和下盖3。优选地，上盖2上包括3个上螺栓插口 20，下盖3上包括3个下螺栓插口 30，且上螺栓插口 20与下螺栓插口 30——对应。另外，3个上螺栓插口 20可以呈正三角形的方式分布在上盖2上，3个下螺栓插口 30可以呈正三角形的方式分布在下盖3上。
[0043]其中，主体I的高度可以为10cm，本实用新型实施例对此不做具体限定。
[0044]图2是本实用新型实施例提供的一种对元素硫的垢下腐蚀进行测试的电化学设备的剖面图。参见图2，该电化学设备还包括:上垫圈10和下垫圈11 ；
[0045]相应地，上盖2包括上垫圈槽21，下盖3包括下垫圈槽31 ；
[0046]上垫圈10安装在上垫圈槽21内，下垫圈11安装在下垫圈槽31内，上垫圈槽21的内径与下垫圈槽31的内径相等，上垫圈槽21的外径与下垫圈槽31的外径相等，主体I的内径大于或等于上垫圈槽21的内径，且主体I的外径小于或等于上垫圈槽21的外径。
[0047]其中，主体I是圆柱状的，为了使上盖2与主体I之间的密封性较好，在上盖2上设置一个上垫圈槽21，该上垫圈槽21为圆环状的，将上垫圈10安装在上垫圈槽21内。同理，为了使下盖3与主体I之间的密封性较好，可以在下盖3上设置一个下垫圈槽31，该下垫圈槽31也为圆环状的，将下垫圈11安装在下垫圈槽31内。之后，再将主体I放置在下盖3的下垫圈11上，以及将上盖2的上垫圈10放置在主体I上，通过固定螺栓4固定主体1、上盖2和下盖3，使上垫圈10充分填充主体I与上盖2之间的空隙，以及使下垫圈11充分填充主体I与下盖3之间空隙，确保上盖2与主体之间的密封性，以及下盖3与主体I之间的密封性。
[0048]需要说明的是，本实用新型实施例中，主体I不仅可以为圆柱状的，还可以为其他的形状，比如，正方体、长方体等形状。当主体I的形状确定之后，可以根据主体I的形状在上盖2上设置上垫圈槽21的形状，以及在下盖3上设置下垫圈槽31的形状。
[0049]另外，主体I的内径大于或等于上垫圈槽21的内径，以及主体I的外径小于或等于上垫圈槽21的外径，这样，可以使主体I的上端卡在上垫圈槽21内。并且，主体I的内径大于或等于下垫圈槽31的内径，以及主体I的外径小于或等于下垫圈槽31的外径，这样，可以使主体I的下端卡在下垫圈槽31内，确保主体I可以稳固地安装在上盖2和下盖3之间，保证了该电化学设备安装的稳固性。
[0050]图3是本实用新型实施例提供的一种上盖2的仰视图。参见图2和图3，上盖2还包括:参比电极套22、第一密封圈23、辅助参比电极套24、第二密封圈25、参比电极插孔26、辅助参比电极插孔27、进气管插孔28和出气管插孔29，且第一密封圈23的外径大于参比电极插孔26的下孔径，第二密封圈25的外径大于辅助参比电极插孔27的下孔径；
[0051]第一密封圈23固定在参比电极插孔26与参比电极套22之间，参比电极套22的外侧为螺纹结构，且参比电极套22的下孔所在的平面、第一密封圈23所在的平面和参比电极插孔26的下孔所在的平面依次设置且相互平行；
[0052]第二密封圈25固定在辅助参比电极插孔27与辅助参比电极套24之间，辅助参比电极套24的外侧为螺纹结构，且辅助参比电极套24的下孔所在的平面、第二密封圈25所在的平面和辅助参比电极插孔27的下孔所在的平面依次设置且相互平行；
[0053]进气管8穿过进气管插孔28插入主体I内，出气管9穿过出气管插孔29插入主体I内。
[0054]其中，在本实用新型实施例中，参比电极套22的下孔径、参比电极5的直径和参比电极插孔26的下孔径均大于第一密封圈23的内径，在参比电极套22与参比电极插孔26之间固定第一密封圈23之后，参比电极5依次穿过参比电极套22的下孔、第一密封圈23和参比电极插孔26的下孔，从而密封且固定安装在上盖2上，确保参比电极5与主体I之间的密封性。另外，辅助参比电极套24的下孔径、辅助参比电极6的直径和辅助参比电极插孔27的下孔径均大于第二密封圈25的内径，在辅助参比电极套24与辅助参比电极插孔27之间固定第二密封圈25之后，辅助参比电极6依次穿过辅助参比电极套24的下孔、第二密封圈25和辅助参比电极插孔27的下孔，密封且固定安装在上盖2上，确保辅助参比电极6与主体I之间的密封性。
[0055]其次，在本实用新型实施例中，参比电极插孔26的上孔径大于参比电极插孔26的下孔径，第一密封圈23的外径大于参比电极插孔26的下孔径且小于或等于参比电极插孔26的上孔径，可以将第一密封圈23放置在参比电极插孔26的下孔上，并且参比电极套22的外侧为螺纹结构，所以，通过参比电极套22外侧的螺纹结构与参比电极插孔26拧紧，可以将第一密封圈23固定在参比电极套22与参比电极插孔26之间。同理，辅助参比电极插孔27的上孔径大于辅助参比电极插孔27的下孔径，第二密封圈25的外径大于辅助参比电极插孔27的下孔径且小于或等于辅助参比电极插孔27的上孔径，将第二密封圈25放置在辅助参比电极插孔27的下孔上，并且辅助参比电极套24的外侧为螺纹结构，所以，通过辅助参比电极套24外侧的螺纹结构与辅助参比电极插孔27拧紧，可以将第二密封圈25固定在辅助参比电极套24与辅助参比电极插孔27之间。
[0056]需要说明的是，参比电极5插入主体I的一端的平面可以与上盖2位于同一平面上，辅助参比电极6插入主体I的一端的平面可以与上盖2位于同一平面上。当然，参比电极5插入主体I的一端的平面也可以与上盖2不位于同一平面上，辅助参比电极6插入主体I的一端的平面也可以与上盖2不位于同一平面上，即，参比电极5插入主体I的一端可以存在一定的长度，辅助参比电极6插入主体I的一端可以存在一定的长度。
[0057]参见图3，进气管插孔28和出气管插孔29位于参比电极插孔26的两侧且对称分布，辅助参比电极插孔27位于进气管插孔28与出气管插孔29之间的中轴线上，且辅助参比电极插孔27和参比电极插孔26位于同一直线上。
[0058]图4是本实用新型实施例提供的一种下盖3的俯视图。参见图4，下盖3包括:工作电极套32、第三密封圈33和工作电极插孔34，且第三密封圈33的外径大于工作电极插孔34的上孔径；
[0059]第三密封圈33固定在工作电极插孔34与工作电极套32之间，工作电极套32的外侧为螺纹结构，且工作电极套32的上孔所在的平面、第三密封圈33所在的平面和工作电极插孔34的上孔所在的平面依次设置且相互平行。
[0060]其中，在本实用新型实施例中，工作电极套32的上孔径、工作电极7的直径和工作电极插孔34的上孔径均大于第三密封圈33的内径，在工作电极套32与工作电极插孔34之间固定第三密封圈33之后，工作电极7依次穿过工作电极套32的上孔、第三密封圈33和工作电极插孔34的上孔，从而密封且固定安装在下盖3上，确保工作电极7与主体I之间的密封性,进而保证主体I内的腐蚀工作液不会泄露。
[0061]另外，在本实用新型实施例中，工作电极插孔34的上孔径小于工作电极插孔34的下孔径，第三密封圈33的外径大于工作电极插孔34的上孔径且小于或等于工作电极插孔34的下孔径，可以将第三密封圈33放入工作电极插孔34的下孔，并且工作电极套32的外侧为螺纹结构，所以，通过工作电极套32外侧的螺纹结构与工作电极插孔34拧紧，可以将第三密封圈33固定在工作电极套32与工作电极插孔34之间。
[0062]需要说明的是，工作电极7插入主体I的一端的平面可以与下盖3位于同一平面上，也就是说，在主体I内只露出工作电极7的一个端面，符合电化学腐蚀的国标要求。
[0063]图5是本实用新型实施例提供的一种工作电极的结构示意图。参见图5，工作电极7包括:待测金属试样71、铜导线72和工作电极外包73，待测金属试样71包括两个侧面；
[0064]铜导线72垂直焊接在待测金属试样71的一个侧面上，铜导线72和待测金属试样71均位于工作电极外包73内，且待测金属试样71的另一个侧面与工作电极外包73的端口位于同一平面。
[0065]其中，待测金属试样71是通过打磨制作成符合工作电极7所需的形状及表面状态。另外，待测金属试样71的材料与管线的材料相同，比如，当管线的材料为铁时，待测金属试样71的材料也为铁。在待测金属试样71的另一侧面上涂覆元素硫，进而对元素硫的垢下腐蚀进行测试。
[0066]另外，待测金属试样71的直径可以小于或等于工作电极外包73的端口的直径,并且在待测金属试样71与工作电极外包73的端口接触处涂覆密封胶，这样不致于待测金属试样71掉入工作电极外包73中，还可以确保工作电极7与主体I之间的密封性。
[0067]可选地，工作电极7中的待测金属试样71的工作面积可以改变，进而方便进行不同腐蚀面积的测试。
[0068]在本实用新型实施例中，主体1、上盖2和下盖3的材料均为聚乙烯，固定螺栓4的材料为碳钢。当然，主体1、上盖2和下盖3的材料还可以为其他的，以及固定螺栓4的材料也可以为其他的材料，只要不会被腐蚀即可。
[0069]优选地，主体I内进气管8的长度为主体I高度的2/3，这样可以确保进气管8内的气体可以进入主体I内的腐蚀工作液中，进而确保对元素硫的垢下腐蚀进行测试的可靠性。
[0070]在本实用新型实施例中，主体、上盖和下盖之间通过固定螺栓进行固定安装，组装和拆卸都比较方便，易于清洗测试留下的垢物，并且还可以重复使用，节约了成本和时间。另外，工作电极是按照从下至上的方向穿过下盖插入主体内，并将元素硫涂覆在工作电极的上端，避免了元素硫在重力的作用下容易脱落的问题，进而便于垢下腐蚀的测试。此外，本实用新型实施例使用多个密封圈和垫圈使整个电化学设备处于密封的状态下，进而在含有硫化氢等酸性环境下，可以保证测试的安全性。
[0071]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种对元素硫的垢下腐蚀进行测试的电化学设备，其特征在于，所述电化学设备包括:主体、上盖、下盖、固定螺栓、参比电极、辅助参比电极、工作电极、进气管和出气管； 所述主体通过所述固定螺栓固定安装在所述上盖和所述下盖之间，所述上盖位于所述下盖的正上方，所述参比电极、所述辅助参比电极、所述进气管和所述出气管均按照从上至下的方向穿过所述上盖插入所述主体内，所述工作电极按照从下至上的方向穿过所述下盖插入所述主体内，通过在所述工作电极插入所述主体内的一端涂覆元素硫进行垢下腐蚀的测试。
2.如权利要求1所述的电化学设备，其特征在于，所述电化学设备还包括:上垫圈和下垫圈； 相应地，所述上盖包括上垫圈槽，所述下盖包括下垫圈槽； 所述上垫圈安装在所述上垫圈槽内，所述下垫圈安装在所述下垫圈槽内，所述上垫圈槽的内径与所述下垫圈槽的内径相等，所述上垫圈槽的外径与所述下垫圈槽的外径相等，所述主体的内径大于或等于所述上垫圈槽的内径，且所述主体的外径小于或等于所述上垫圈槽的外径。
3.如权利要求1所述的电化学设备，其特征在于，所述上盖还包括:参比电极套、第一密封圈、辅助参比电极套、第二密封圈、参比电极插孔、辅助参比电极插孔、进气管插孔和出气管插孔，且所述第一密封圈的外径大于所述参比电极插孔的下孔径，所述第二密封圈的外径大于所述辅助参比电极插孔的下孔径； 所述第一密封圈固定在所述参比电极插孔与所述参比电极套之间，所述参比电极套的外侧为螺纹结构，且所述参比电极套的下孔所在的平面、所述第一密封圈所在的平面和所述参比电极插孔的下孔所在的平面依次设置且相互平行； 所述第二密封圈固定在所述辅助参比电极插孔与所述辅助参比电极套之间，所述辅助参比电极套的外侧为螺纹结构，且所述辅助参比电极套的下孔所在的平面、所述第二密封圈所在的平面和所述辅助参比电极插孔的下孔所在的平面依次设置且相互平行； 所述进气管穿过所述进气管插孔插入所述主体内，所述出气管穿过所述出气管插孔插入所述主体内。
4.如权利要求3所述的电化学设备，其特征在于，所述进气管插孔和所述出气管插孔位于所述参比电极插孔的两侧且对称分布，所述辅助参比电极插孔位于所述进气管插孔与所述出气管插孔之间的中轴线上，且所述辅助参比电极插孔和所述参比电极插孔位于同一直线上。
5.如权利要求1所述的电化学设备，其特征在于，所述下盖包括:工作电极套、第三密封圈和工作电极插孔，且所述第三密封圈的外径大于所述工作电极插孔的上孔径； 所述第三密封圈固定在所述工作电极插孔与所述工作电极套之间，所述工作电极套的外侧为螺纹结构，且所述工作电极套的上孔所在的平面、所述第三密封圈所在的平面和所述工作电极插孔的上孔所在的平面依次设置且相互平行。
6.如权利要求1所述的电化学设备，其特征在于，所述工作电极包括:待测金属试样、铜导线和工作电极外包，所述待测金属试样包括两个侧面； 所述铜导线垂直焊接在所述待测金属试样的一个侧面上，所述铜导线和所述待测金属试样均位于所述工作电极外包内，且所述待测金属试样的另一个侧面与所述工作电极外包的端口位于同一平面。
7.如权利要求6所述的电化学设备，其特征在于，在所述待测金属试样与所述工作电极外包的端口接触处涂覆密封胶。
8.如权利要求1所述的电化学设备，其特征在于，所述主体、上盖和下盖的材料均为聚乙烯，所述固定螺栓的材料为碳钢。
9.如权利要求1所述的电化学设备，其特征在于，所述主体内所述进气管的长度为所述主体高度的2/3。
【文档编号】G01N27/416GK204116272SQ201420538170
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月18日 优先权日:2014年9月18日
【发明者】闫静, 莫林, 谷坛, 张强, 袁曦, 刘志德, 霍绍全, 余华利 申请人:中国石油天然气股份有限公司