本發(fā)明涉及實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種測(cè)試材料耐高溫流體沖刷腐蝕性能的方法及其裝置。

背景技術(shù)：

近年來，原油劣質(zhì)化日趨嚴(yán)重，原油中對(duì)煉化裝置產(chǎn)生腐蝕的有害物質(zhì)含量越來越高，并且隨著裝置的大型化、精細(xì)化，有害物質(zhì)流體在裝置中的流動(dòng)狀態(tài)越加復(fù)雜，經(jīng)常在設(shè)備、管道的高溫部位，發(fā)生嚴(yán)重的沖刷腐蝕，造成非計(jì)劃停工、影響經(jīng)濟(jì)效益同時(shí)，對(duì)生產(chǎn)安全也帶來嚴(yán)重的威脅。

現(xiàn)有技術(shù)中，采取的實(shí)驗(yàn)手段比如，通過在高于實(shí)驗(yàn)容器處設(shè)置介質(zhì)容器，使實(shí)驗(yàn)介質(zhì)在介質(zhì)容器和實(shí)驗(yàn)容器之間循環(huán)，進(jìn)行腐蝕實(shí)驗(yàn)；該種實(shí)驗(yàn)方法，循環(huán)系統(tǒng)增加了裝置復(fù)雜程度，帶來更多不確定性因素，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果重復(fù)性較差，同時(shí)模擬的情況單一，不能實(shí)際反應(yīng)高溫流體沖刷腐蝕的復(fù)雜環(huán)境。

再比如，設(shè)計(jì)一種實(shí)驗(yàn)管路，并采用電阻探針、環(huán)狀試樣失重法與電化學(xué)方法監(jiān)測(cè)管道內(nèi)部的腐蝕；采用電阻探針、電化學(xué)方法檢測(cè)腐蝕，更趨向于對(duì)腐蝕的定性分析，對(duì)實(shí)際腐蝕速率的指導(dǎo)意義不足。

上述實(shí)驗(yàn)方法及其配套裝置所模擬的腐蝕環(huán)境與煉化裝置中真實(shí)的高溫流體沖刷環(huán)境存在較大差異，并不適用于材料在煉化裝置的 實(shí)際應(yīng)用狀況，因此需要開發(fā)更適合實(shí)際高溫流體沖刷腐蝕環(huán)境中金屬材料耐蝕性能的評(píng)價(jià)方法及裝置。

可見，國(guó)內(nèi)對(duì)高溫流體沖刷腐蝕問題研究的雖然比較多，但多數(shù)實(shí)驗(yàn)手段考慮問題并不全面，重復(fù)性較差，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與真實(shí)情況存在較大出入，不能模擬真實(shí)的高溫流體沖刷環(huán)境，實(shí)際應(yīng)用指導(dǎo)意義不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種測(cè)試材料耐高溫流體沖刷腐蝕性能的方法及其裝置，以改善上述的問題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種測(cè)試材料耐高溫流體沖刷腐蝕性能的方法，包括以下步驟：

選取至少一種測(cè)試材料，測(cè)試材料為金屬材料；

清潔金屬材料的表面并吹干，稱重金屬材料并記錄實(shí)驗(yàn)前質(zhì)量m，測(cè)量金屬材料的表面積并記錄表面積S；

選取模擬的實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)且加入箱體中，箱體設(shè)置有攪拌驅(qū)動(dòng)件；

根據(jù)模擬的角度將金屬材料安裝于材料安裝架，再將材料安裝架置于箱體的實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)中；

調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的溫度至模擬環(huán)境溫度并保持溫度恒定；

調(diào)節(jié)攪拌驅(qū)動(dòng)件的攪拌速度至模擬環(huán)境速度并記錄實(shí)驗(yàn)開始時(shí)間T1；

記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)間T2，取出金屬材料；

將實(shí)驗(yàn)后的金屬材料經(jīng)過清理吹干后，稱重金屬材料并記錄實(shí)驗(yàn)后質(zhì)量m₀；

根據(jù)計(jì)算公式計(jì)算腐蝕速率，腐蝕速率計(jì)算公式見公式為

式中：m—實(shí)驗(yàn)后試片質(zhì)量，g；m₀—實(shí)驗(yàn)前試片質(zhì)量，g；s—試片表面積，mm²；t—實(shí)驗(yàn)時(shí)間，h；ρ—材料密度，g/mm³；X1—腐蝕率，mm/a。

需要說明的是：上述的順序可作出調(diào)整，實(shí)際操作過程中并不局限于上述步驟的順序。比如測(cè)試材料安裝于材料安裝架和向箱體內(nèi)注入實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)，可以先將測(cè)試材料安裝于材料安裝架后再向箱體內(nèi)注入實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)，也可以先將實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)注入箱體后再將測(cè)試材料安裝于材料安裝架。實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)注入箱體前后可進(jìn)行抽真空或者惰性氣體置換除氧的操作。

實(shí)驗(yàn)對(duì)象可以是一種或者多種金屬材料，每種金屬材料可以選取一個(gè)或者多個(gè)，即一次實(shí)驗(yàn)可對(duì)一種或者多種金屬材料的耐腐蝕性性能同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)際實(shí)驗(yàn)時(shí)可根據(jù)需模擬的高溫流體沖刷環(huán)境中的沖刷對(duì)象的材質(zhì)進(jìn)行選擇。實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的選擇也是根據(jù)實(shí)際需要模擬的高溫流體沖刷環(huán)境中的高溫流體的種類進(jìn)行選擇，可以是現(xiàn)采集的，也可以是實(shí)驗(yàn)配置的，比如含有特定濃度的硫或有機(jī)酸等。

清潔金屬材料的表面可以通過砂紙打磨、丙酮清洗進(jìn)行去污處理，再用無水乙醇清洗等方式。為了使金屬材料與實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的接觸更加充分，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加精確地反應(yīng)實(shí)際情況，可以將金屬材料制成薄板狀，形狀可以為圓形、矩形或者其他不規(guī)則形狀。金屬材料與實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)流動(dòng)方向之間的角度可以根據(jù)實(shí)際需要模擬的沖刷環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)，比如，薄板狀的金屬材料與實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的流動(dòng)方向之間可以是平行關(guān)系，也可以是垂直關(guān)系，還可以是任意角度關(guān)系。

本試驗(yàn)中，金屬材料與實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的流動(dòng)方向之間的夾角關(guān)系可以調(diào)整，實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的溫度和流動(dòng)速度均可以調(diào)節(jié)，因此本技術(shù) 方案提供的方法可以充分地模擬真實(shí)的高溫流體沖刷環(huán)境，具有較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用指導(dǎo)意義。

一種測(cè)試材料耐高溫流體沖刷腐蝕性能的裝置包括箱體、攪拌驅(qū)動(dòng)件和材料安裝架，箱體用于容納高溫實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)且能夠密封，攪拌驅(qū)動(dòng)件設(shè)置于箱體且能夠驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)流動(dòng)，材料安裝架設(shè)置于箱體的內(nèi)部且用于安裝測(cè)試材料，測(cè)試材料置于實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)中。

高溫流體介質(zhì)的流動(dòng)通過攪拌驅(qū)動(dòng)件驅(qū)動(dòng)。箱體密封能夠進(jìn)一步地反應(yīng)實(shí)際的工況中，原油中的有害物質(zhì)流體處于封閉的煉化裝置中的狀態(tài)。本技術(shù)方案中的測(cè)試材料主要是針對(duì)金屬材料。

本技術(shù)方案通過將待測(cè)金屬材料置于相對(duì)流動(dòng)狀態(tài)的高溫流體介質(zhì)中模擬真實(shí)工況中的高溫沖刷腐蝕環(huán)境，從而達(dá)到測(cè)試金屬材料耐高溫流體腐蝕能力的目的。通過該實(shí)驗(yàn)方法及配套裝置評(píng)價(jià)金屬材料耐高溫流體沖刷腐蝕性能更加方便、快捷，所得數(shù)據(jù)更加有效可靠，可有效指導(dǎo)金屬材料在高溫流體環(huán)境中的應(yīng)用。

進(jìn)一步地，材料安裝架包括多個(gè)設(shè)置于箱體的內(nèi)部的支架，每個(gè)支架包括第一安裝柱，測(cè)試材料套設(shè)于第一安裝柱的外側(cè)。采用第一安裝柱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以根據(jù)實(shí)際模擬角度，安裝設(shè)計(jì)金屬材料與第一安裝柱之間夾角，或者安裝設(shè)計(jì)第一安裝柱與箱體之間的角度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)金屬材料與實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的流動(dòng)方向之間的夾角，使實(shí)驗(yàn)的結(jié)果更加客觀地反應(yīng)實(shí)際的高溫流體沖刷腐蝕環(huán)境。需要說明的是，支架在箱體內(nèi)部的排列方式包括不規(guī)則排列方式和規(guī)則排列方式，其中規(guī)則排列方式可以包括橫向排和縱向列的排布方式，橫向排和縱向列均可以是直線排列，也可以是曲線排列，比如橫向排為圓形，縱向列為直線，支架環(huán)繞設(shè)置于箱體的內(nèi)部。

進(jìn)一步地，材料安裝架還包括豎向設(shè)置于箱體的內(nèi)部的安裝桶，安裝桶的頂部和底部貫通，多個(gè)支架設(shè)置于安裝桶的內(nèi)部；攪拌驅(qū)動(dòng)件包括第一驅(qū)動(dòng)桿和設(shè)置于第一驅(qū)動(dòng)桿的攪拌槳，第一驅(qū)動(dòng)桿豎向轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于箱體，攪拌槳伸入安裝桶的內(nèi)部。

第一驅(qū)動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)攪拌槳轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的流動(dòng)，通過控制第一驅(qū)動(dòng)桿的轉(zhuǎn)動(dòng)速度控制實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的速度。采用安裝桶，方便支架的安裝，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便制造生產(chǎn)。

進(jìn)一步的，第一安裝柱固定于安裝桶的內(nèi)側(cè)壁，第一安裝柱的軸心線與第一驅(qū)動(dòng)桿的軸心線相互垂直且相交，測(cè)試材料的較大表面所在的平面與第一安裝柱的軸心線相互垂直。

實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)部分位于安裝桶的內(nèi)部，攪拌驅(qū)動(dòng)件驅(qū)動(dòng)的對(duì)象主要是安裝桶內(nèi)的實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)，實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的流動(dòng)方向沿安裝桶的周向方向，因此，該設(shè)計(jì)方案中，測(cè)試材料的較大表面與實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的流動(dòng)方向近似平行。

進(jìn)一步地，每個(gè)支架還包括第二安裝柱，第二安裝柱固定于安裝桶的內(nèi)側(cè)壁，第一安裝柱固定于第二安裝柱，第二安裝柱的軸心線與第一驅(qū)動(dòng)桿的軸心線相互垂直且相交，第一安裝柱的軸心線與第二安裝柱的軸心線位于同一平面內(nèi)且相互垂直。

此種設(shè)計(jì)方案中，測(cè)試材料的較大表面所在的平面與實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的流動(dòng)方向近似相互垂直。本支架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠近似檢測(cè)出測(cè)試材料與實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的流動(dòng)方向近似垂直的情況。

進(jìn)一步地，第一安裝柱的外側(cè)套設(shè)有多個(gè)固定螺母，固定螺母由非金屬材料制成，測(cè)試材料套設(shè)于第一安裝柱的外側(cè)且被固定螺母固定。

采用非金屬材料制成的固定螺母不會(huì)與實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，也不會(huì)與待檢測(cè)的測(cè)試材料發(fā)生反應(yīng)，本技術(shù)方案中的測(cè)試材料主要 是金屬材料。從而避免固定螺母影響最終的檢測(cè)結(jié)果，保證箱體內(nèi)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境更加接近實(shí)際的高溫流體沖刷環(huán)境，從而檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確。

進(jìn)一步地，攪拌驅(qū)動(dòng)件包括第二驅(qū)動(dòng)桿，第二驅(qū)動(dòng)桿豎向轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于箱體的內(nèi)部，第一安裝柱設(shè)置多個(gè)，多個(gè)第一安裝柱環(huán)繞設(shè)置于第二驅(qū)動(dòng)桿的底端且置于安裝桶的內(nèi)部，每個(gè)第一安裝柱的端部均設(shè)置有測(cè)試材料。

該技術(shù)方案中，將攪拌驅(qū)動(dòng)件與材料安裝架結(jié)合，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。測(cè)試材料的較大表面所在的平面與第一安裝柱之間的角度可以根據(jù)實(shí)際的模擬環(huán)境設(shè)計(jì)，可以垂直，也可以成任意角度。

進(jìn)一步地，測(cè)試材料耐高溫流體沖刷腐蝕性能的裝置還包括控制單元，控制單元控制實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的溫度和/或控制攪拌驅(qū)動(dòng)件的驅(qū)動(dòng)速度。

實(shí)際工況中的高溫流體沖刷環(huán)境是十分復(fù)雜的，通過調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的溫度和流動(dòng)速度能夠使測(cè)試材料的實(shí)驗(yàn)環(huán)境更加接近實(shí)際的工況環(huán)境，從而使檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際情況更加接近，具有實(shí)際的指導(dǎo)意義。

進(jìn)一步地，測(cè)試材料為薄板，薄板的中部設(shè)置有穿設(shè)孔。

測(cè)試材料設(shè)計(jì)為薄板，增大測(cè)試材料與實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的接觸面積，使測(cè)試材料與實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的接觸和反應(yīng)更加充分，進(jìn)而使檢測(cè)結(jié)果能夠更加準(zhǔn)確地反應(yīng)測(cè)試材料的耐腐蝕性能。

本發(fā)明的有益效果：本技術(shù)方案提供的方法和裝置能夠充分模擬實(shí)際的高溫流體沖刷腐蝕環(huán)境，從而能夠更加客觀地評(píng)價(jià)測(cè)試材料的耐高溫流體沖刷腐蝕的性能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的測(cè)試材料耐高溫流體沖刷腐蝕性能的裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一種支架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一種材料安裝架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的第二種支架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的第二種材料安裝架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的第三種材料安裝架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7：圖6所示的第三種材料安裝架的俯視圖。

圖中：

箱體101；攪拌驅(qū)動(dòng)件102；材料安裝架103；測(cè)試材料104；支架105；第一安裝柱106；安裝桶107；第一驅(qū)動(dòng)桿108；攪拌槳109；第二安裝柱200；固定螺母201；第二驅(qū)動(dòng)桿202；排氣管203；安全閥204；冷凝器205；控制單元206；備用入液口207；底座208；第一閥門209；取樣容器300；排出管301。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。

因此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“安裝”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

具體實(shí)施例，參照?qǐng)D1至圖7。

本實(shí)施例提供的測(cè)試材料104耐高溫流體沖刷腐蝕性能的裝置，如圖1所示，包括箱體101、攪拌驅(qū)動(dòng)件102和材料安裝架103，箱體101用于容納高溫實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)且能夠密封，攪拌驅(qū)動(dòng)件102設(shè)置于箱體101且能夠驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)流動(dòng)，材料安裝架103設(shè)置于箱體101的內(nèi)部且用于安裝測(cè)試材料104，測(cè)試材料104置于實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)中。高溫流體介質(zhì)的流動(dòng)通過攪拌驅(qū)動(dòng)件102驅(qū)動(dòng)。箱體101密封能夠進(jìn)一步地反應(yīng)實(shí)際的工況中，原油中的有害物質(zhì)流體處于封閉的煉化裝置中的狀態(tài)。本技術(shù)方案中的測(cè)試材料104主要是針對(duì)金屬材料。本技術(shù)方案通過將待測(cè)金屬材料置于相對(duì)流動(dòng)狀態(tài)的高溫流體介質(zhì)中模擬真實(shí)工況中的高溫沖刷腐蝕環(huán)境，從而達(dá)到測(cè)試金屬材 料耐高溫流體腐蝕能力的目的。通過該實(shí)驗(yàn)方法及配套裝置評(píng)價(jià)金屬材料耐高溫流體沖刷腐蝕性能更加方便、快捷，所得數(shù)據(jù)更加有效可靠，可有效指導(dǎo)金屬材料在高溫流體環(huán)境中的應(yīng)用。

本實(shí)施例中，如圖1所示，測(cè)試材料104耐高溫流體沖刷腐蝕性能的裝置還包括控制單元206，控制單元206控制實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的溫度和/或控制攪拌驅(qū)動(dòng)件102的驅(qū)動(dòng)速度。實(shí)際工況中的高溫流體沖刷環(huán)境是十分復(fù)雜的，通過調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的溫度和流動(dòng)速度能夠使測(cè)試材料104的實(shí)驗(yàn)環(huán)境更加接近實(shí)際的工況環(huán)境，從而使檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際情況更加接近，具有實(shí)際的指導(dǎo)意義。

本實(shí)施例中，如圖1所示，測(cè)試材料104為薄板，薄板的中部設(shè)置有穿設(shè)孔。測(cè)試材料104設(shè)計(jì)為薄板，增大測(cè)試材料104與實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的接觸面積，使測(cè)試材料104與實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的接觸和反應(yīng)更加充分，進(jìn)而使檢測(cè)結(jié)果能夠更加準(zhǔn)確地反應(yīng)測(cè)試材料104的耐腐蝕性能。

本實(shí)施例中，如圖1所示，箱體101的頂部設(shè)置有排氣管203，所述排氣管203設(shè)置有安全閥204和/或冷凝器205。安全閥204可在箱體101內(nèi)的實(shí)驗(yàn)壓力過高時(shí)進(jìn)行泄放，防止危險(xiǎn)發(fā)生。冷凝器205可對(duì)箱體101內(nèi)的因高溫而產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)蒸汽進(jìn)行冷凝。

本實(shí)施例中，如圖1所示，箱體101的頂部還可以設(shè)置有備用入液口207。通過備用入液口207將實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)加入箱體101的內(nèi)部。

本實(shí)施例中，如圖1所示，箱體101的底部設(shè)置有底座208，底座208設(shè)置有第一閥門209和取樣容器300，箱體101與取樣容器300之間通過排出管301連通，第一閥門209設(shè)置于排出管301且用于控制排出管301的導(dǎo)通。取樣容器300在實(shí)驗(yàn)后(或過程中)采集實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)，以便進(jìn)行分析，也可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的排放。

在其他實(shí)施例中，箱體101的底部還可以設(shè)置有真空管和真空泵，真空泵與箱體101之間通過真空管連通，真空管設(shè)置有第二閥門。箱體101的底部還可以設(shè)置有輸入管，輸入管設(shè)置有介質(zhì)輸入泵，輸入管設(shè)置有第三閥門。真空泵抽真空后再注入實(shí)驗(yàn)介質(zhì)。

即本技術(shù)方案中，可通過備用入液口207加注實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)至箱體101內(nèi)，然后密封箱體101，也可根據(jù)需要先密封箱體101，再通過真空泵抽真空后在注入實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)。

材料安裝架103包括多個(gè)設(shè)置于箱體101的內(nèi)部的支架105，每個(gè)支架105包括第一安裝柱106，測(cè)試材料104套設(shè)于第一安裝柱106的外側(cè)。采用第一安裝柱106，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以根據(jù)實(shí)際模擬角度，安裝設(shè)計(jì)金屬材料與第一安裝柱106之間夾角，或者安裝設(shè)計(jì)第一安裝柱106與箱體101之間的角度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)金屬材料與實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的流動(dòng)方向之間的夾角，使實(shí)驗(yàn)的結(jié)果更加客觀地反應(yīng)實(shí)際的高溫流體沖刷腐蝕環(huán)境。需要說明的是，支架105在箱體101內(nèi)部的排列方式包括不規(guī)則排列方式和規(guī)則排列方式，其中規(guī)則排列方式可以包括橫向排和縱向列的排布方式，橫向排和縱向列均可以是直線排列，也可以是曲線排列，比如橫向排為圓形，縱向列為直線，支架105環(huán)繞設(shè)置于箱體101的內(nèi)部。

如圖1所示，材料安裝架103還包括豎向設(shè)置于箱體101的內(nèi)部的安裝桶107，安裝桶107的頂部和底部貫通，多個(gè)支架105設(shè)置于安裝桶107的內(nèi)部；攪拌驅(qū)動(dòng)件102包括第一驅(qū)動(dòng)桿108和設(shè)置于第一驅(qū)動(dòng)桿108的攪拌槳109，第一驅(qū)動(dòng)桿108豎向轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于箱體101，攪拌槳109伸入安裝桶107的內(nèi)部。第一驅(qū)動(dòng)桿108轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)攪拌槳109轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的流動(dòng)，通過控制第一驅(qū)動(dòng)桿108的轉(zhuǎn)動(dòng)速度控制實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的速度。采用安裝桶107，方便支架105的安裝，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便制造生產(chǎn)。此處，支架105 的橫向排為圓形且環(huán)繞設(shè)置于安裝桶107的內(nèi)側(cè)壁，縱向列則沿安裝桶107的軸向方向設(shè)置。

如圖2和圖3所示，第一安裝柱106固定于安裝桶107的內(nèi)側(cè)壁，第一安裝柱106的軸心線與第一驅(qū)動(dòng)桿108的軸心線相互垂直且相交，測(cè)試材料104的較大表面所在的平面與第一安裝柱106的軸心線相互垂直。實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)部分位于安裝桶107的內(nèi)部，攪拌驅(qū)動(dòng)件102驅(qū)動(dòng)的對(duì)象主要是安裝桶107內(nèi)的實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)，實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的流動(dòng)方向沿安裝桶107的周向方向，因此，該設(shè)計(jì)方案中，測(cè)試材料104的較大表面與實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的流動(dòng)方向近似平行。

如圖2所示，第一安裝柱106的外側(cè)套設(shè)有多個(gè)固定螺母201，固定螺母201由非金屬材料制成，測(cè)試材料104套設(shè)于第一安裝柱106的外側(cè)且被固定螺母201固定。采用非金屬材料制成的固定螺母201不會(huì)與實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，也不會(huì)與待檢測(cè)的測(cè)試材料104發(fā)生反應(yīng)，本技術(shù)方案中的測(cè)試材料104主要是金屬材料。從而避免固定螺母201影響最終的檢測(cè)結(jié)果，保證箱體101內(nèi)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境更加接近實(shí)際的高溫流體沖刷環(huán)境，從而檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確。

如圖4和圖5所示，每個(gè)支架105還包括第二安裝柱200，第二安裝柱200固定于安裝桶107的內(nèi)側(cè)壁，第一安裝柱106固定于第二安裝柱200，第二安裝柱200的軸心線與第一驅(qū)動(dòng)桿108的軸心線相互垂直且相交，第一安裝柱106的軸心線與第二安裝柱200的軸心線位于同一平面內(nèi)且相互垂直。此種設(shè)計(jì)方案中，測(cè)試材料104的較大表面所在的平面與實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的流動(dòng)方向近似相互垂直。本支架105結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠近似檢測(cè)出測(cè)試材料104與實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的流動(dòng)方向近似垂直的情況。

如圖6和圖7所示，本實(shí)施例中還提供了攪拌驅(qū)動(dòng)件102與材料安裝架103安裝設(shè)置在一起的方式。攪拌驅(qū)動(dòng)件102包括第二驅(qū)動(dòng)桿 202，第二驅(qū)動(dòng)桿202豎向轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于箱體101的內(nèi)部，第一安裝柱106設(shè)置多個(gè)，多個(gè)第一安裝柱106環(huán)繞設(shè)置于第二驅(qū)動(dòng)桿202的底端且置于安裝桶107的內(nèi)部，每個(gè)第一安裝柱106的端部均設(shè)置有測(cè)試材料104。該技術(shù)方案中，將攪拌驅(qū)動(dòng)件102與材料安裝架103結(jié)合，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。測(cè)試材料104的較大表面所在的平面與第一安裝柱106之間的角度可以根據(jù)實(shí)際的模擬環(huán)境設(shè)計(jì)，可以垂直，也可以成任意角度。

該種方式中，第一安裝柱106排列方式包括不規(guī)則排列方式和規(guī)則排列方式，其中規(guī)則排列方式可以包括橫向排和縱向列的排布方式，橫向排則是第一安裝柱106環(huán)繞第二驅(qū)動(dòng)桿202的外側(cè)周向設(shè)置，縱向列則沿第二驅(qū)動(dòng)桿202的軸向方向。

實(shí)施例2，參照?qǐng)D1。

一種測(cè)試材料104耐高溫流體沖刷腐蝕性能的方法，包括以下步驟：

選取至少一種測(cè)試材料104，測(cè)試材料104為金屬材料；

清潔金屬材料的表面并吹干，稱重金屬材料并記錄實(shí)驗(yàn)前質(zhì)量m，測(cè)量金屬材料的表面積并記錄表面積S；

選取模擬的實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)且加入箱體101中，箱體101設(shè)置有攪拌驅(qū)動(dòng)件102；

根據(jù)模擬的角度將金屬材料安裝于材料安裝架103，再將材料安裝架103置于箱體101的實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)中；

調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的溫度至模擬環(huán)境溫度并保持溫度恒定；

調(diào)節(jié)攪拌驅(qū)動(dòng)件102的攪拌速度至模擬環(huán)境速度并記錄實(shí)驗(yàn)開始時(shí)間T1；

記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)間T2，取出金屬材料；

將實(shí)驗(yàn)后的金屬材料經(jīng)過清理吹干后，稱重金屬材料并記錄實(shí)驗(yàn)后質(zhì)量m₀；

根據(jù)計(jì)算公式計(jì)算腐蝕速率，腐蝕速率計(jì)算公式見公式為

式中：m—實(shí)驗(yàn)后試片質(zhì)量，g；m₀—實(shí)驗(yàn)前試片質(zhì)量，g；s—試片表面積，mm²；t—實(shí)驗(yàn)時(shí)間，h；ρ—材料密度，g/mm³；X1—腐蝕率，mm/a。

需要說明的是：上述的順序可作出調(diào)整，實(shí)際操作過程中并不局限于上述步驟的順序。比如測(cè)試材料104安裝于材料安裝架103和向箱體101內(nèi)注入實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)，可以先將測(cè)試材料104安裝于材料安裝架103后再向箱體101內(nèi)注入實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)，也可以先將實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)注入箱體101后再將測(cè)試材料104安裝于材料安裝架103。實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)注入箱體101前后可進(jìn)行抽真空或者惰性氣體置換除氧的操作。

實(shí)驗(yàn)對(duì)象可以是一種或者多種金屬材料，每種金屬材料可以選取一個(gè)或者多個(gè)，即一次實(shí)驗(yàn)可對(duì)一種或者多種金屬材料的耐腐蝕性性能同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)際實(shí)驗(yàn)時(shí)可根據(jù)需模擬的高溫流體沖刷環(huán)境中的沖刷對(duì)象的材質(zhì)進(jìn)行選擇。實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的選擇也是根據(jù)實(shí)際需要模擬的高溫流體沖刷環(huán)境中的高溫流體的種類進(jìn)行選擇，可以是現(xiàn)采集的，也可以是實(shí)驗(yàn)配置的，比如含有特定濃度的硫或有機(jī)酸等。

清潔金屬材料的表面可以通過砂紙打磨、丙酮清洗進(jìn)行去污處理，再用無水乙醇清洗等方式。為了使金屬材料與實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的接觸更加充分，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加精確地反應(yīng)實(shí)際情況，可以將金屬材料制成薄板狀，形狀可以為圓形、矩形或者其他不規(guī)則形狀。金屬材料與實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)流動(dòng)方向之間的角度可以根據(jù)實(shí)際需要模擬的沖刷 環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)，比如，薄板狀的金屬材料與實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的流動(dòng)方向之間可以是平行關(guān)系，也可以是垂直關(guān)系，還可以是任意角度關(guān)系。

本試驗(yàn)中，金屬材料與實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的流動(dòng)方向之間的夾角關(guān)系可以調(diào)整，實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的溫度和流動(dòng)速度均可以調(diào)節(jié)，因此本技術(shù)方案提供的方法可以充分地模擬真實(shí)的高溫流體沖刷環(huán)境，具有較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用指導(dǎo)意義。

本實(shí)施例提供如下的操作方式。

1.將金屬材料制成單面面積大于4cm2方形或圓形片狀試樣，中間開圓形空，表面用砂紙打磨后，用丙酮清洗，去處油污，然后用無水乙醇清洗，吹干，然后稱重并記錄實(shí)驗(yàn)前重量，測(cè)量試片表面積備用；2.實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)：根據(jù)模擬環(huán)境的不同，選取現(xiàn)采集的實(shí)際流體介質(zhì)，或?qū)嶒?yàn)室配置相應(yīng)的模擬實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)，如含有特定濃度的硫或有機(jī)酸等；3.金屬材料的安裝：根據(jù)模擬工況的不同可選擇金屬材料的較大面積表面正對(duì)流體流動(dòng)方向，或與流動(dòng)方向平行，或呈一定角度，將金屬材料安裝到材料安裝架103上；每種材料至少安裝2-3片平行試樣，可同時(shí)安裝幾種金屬材料；4.將安裝好金屬材料的材料安裝架103置于箱體101內(nèi)；5.注入實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)，實(shí)驗(yàn)介質(zhì)體積(mL)大于20倍試片表面積總和(cm2)；如有必要可于實(shí)驗(yàn)介質(zhì)注入前(后)抽真空或進(jìn)行惰性氣體置換除氧；6.調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)溫度至模擬環(huán)境溫度，并與實(shí)驗(yàn)過程中保持溫度恒定；7.調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速至模擬環(huán)境速度，并記錄實(shí)驗(yàn)開始時(shí)間；8.實(shí)驗(yàn)時(shí)間t持續(xù)24-96小時(shí)后結(jié)束，取出實(shí)驗(yàn)試片，觀察并紀(jì)錄腐蝕形貌；9.試片經(jīng)后處理后，稱量并記錄實(shí)驗(yàn)后重量。最后根據(jù)腐蝕速率計(jì)算公式計(jì)算即可。

綜上所述，與現(xiàn)有的高溫流體腐蝕性能評(píng)價(jià)方法與裝置相比，本發(fā)明有以下兩個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)：

第一、采用上述技術(shù)方案的金屬材料耐高溫流體沖刷腐蝕性能實(shí)驗(yàn)方法及其裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方法簡(jiǎn)潔有效，可同時(shí)測(cè)試一種腐蝕環(huán)境下不同金屬材料耐腐蝕性能，且每種金屬材料可安裝數(shù)片同時(shí)檢測(cè)，因此評(píng)價(jià)金屬材料耐高溫流體腐蝕性能更加方便、快捷。同時(shí)因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單使得各實(shí)驗(yàn)條件可有效控制，故所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果重復(fù)性較好，數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。

第二、采用本方法及其裝置可通過控制實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)溫度、攪拌速度以及金屬材料與實(shí)驗(yàn)流體介質(zhì)的流動(dòng)方向形成的角度的不同，模擬實(shí)際的高溫流體腐蝕環(huán)境，達(dá)到測(cè)試材料耐高溫流體腐蝕性能的目的。所模擬的腐蝕環(huán)境與煉化裝置中真實(shí)的高溫流體沖刷環(huán)境差異較小，更能體現(xiàn)金屬材料在煉化裝置的實(shí)際應(yīng)用狀況。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。