專利名稱：一種新型高壓釜的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及油井管用材的腐蝕評價用動態(tài)高溫高壓釜設備，尤其涉及適合模擬油氣田含有濕潤二氧化碳、氯離子、硫酸鹽等的高溫高壓復合腐蝕環(huán)境條件下的腐蝕評價的一種新型高壓釜，屬于壓力容器制造的技術領域。
背景技術：
現(xiàn)有高壓釜腐蝕試驗裝置的主體密封基本上都采用機械硬密封和紫銅密封等結構。但是硬密封存在釜蓋四周螺栓用力不均易導致釜體泄漏和易腐蝕等缺點。而紫銅密封也存在加工成本高、不耐腐蝕、難加工及難以修復并導致無法重復使用等缺點。此外，現(xiàn)有抗腐蝕高壓釜釜體材料基本采用鎳基合金，從而大大增加了設備的制造成本。
通過查新檢索到三個高壓釜及其相關旋轉系統(tǒng)密封專利，專利號分別為ZL92220748.8、ZL94242541.3、ZL96223604.7。其中ZL92220748.8專利主要適用于超臨界流體法提取珍稀有機生化物質，其結構、釜體材料、適用環(huán)境與本實用新型有明顯差別；ZL94242541.3專利涉及高壓釜附屬旋轉系統(tǒng)的密封裝置，與釜體沒有直接關系；專利ZL96223604.7主要用于高壓條件的化學反應釜，創(chuàng)新點主要在于釜體內壁涂有內襯，其結構、使用場合與本實用新型差異較大。也就是說現(xiàn)有常規(guī)高溫高壓釜的釜體材料、密封結構、旋轉系統(tǒng)等不適合于模擬油田含有二氧化碳、氯離子等復合酸性腐蝕環(huán)境條件下的腐蝕試驗。

發(fā)明內容
本實用新型的目的在于提供一種結構簡單、成本低廉、操作簡單，同時能承受高溫、高壓、旋轉、耐腐蝕又安全可靠的新型高溫高壓釜?？朔Ｒ?guī)釜體硬密封或紫銅填圈密封中的易泄漏、加工難度大、使用成本高等缺點，降低釜體材料成本，提高閥針的耐腐蝕性。
本實用新型的技術方案是一種新型高壓釜，包括釜蓋、釜體和進出氣機構，釜蓋和釜體密封連接，密封圈為聚四氟乙烯件，釜體為316L鋼結構件，釜蓋由上蓋和下蓋組成，上蓋和下蓋均開有密封線槽，上蓋和下蓋通過固定螺栓固定。進出氣機構由氣體控制閥和纖底管組成，氣體控制閥安裝在上蓋側面，通過連接管與纖底管連通，纖底管沿釜體內壁排列，下端出口位于釜底。氣體控制閥由閥體、進氣口、閥針、閥針密封圈和螺栓組成，閥體表面設有進氣口，閥針置于閥體內，通過閥針密封圈和螺栓固定在閥體上。閥針表面鍍有鈷基合金鍍層。上蓋中心和一側開有上軸套安裝孔和電極安裝孔，上軸套安裝孔孔內安裝有上軸套，固定在上軸套上的電極安裝管通入電極安裝孔，上軸套內固定有旋轉軸，旋轉軸聯(lián)接聯(lián)軸器，聯(lián)軸器固定旋轉夾具，旋轉夾具上固定有試樣。釜體底部出口處設置有下閥。釜體的有效容積為10升。
本實用新型的有益效果是為了克服常規(guī)釜體硬密封或紫銅填圈密封中的易泄漏、加工難度大、使用成本高等缺點，本實用新型選用能耐溫達250℃的聚四氟乙烯材料制作主密封圈，并且在上下釜蓋上各設計一線槽，當密封圈受壓時發(fā)生變形，在釜內形成兩道線密封，從而使密封更加牢靠。采用本密封形式，上下螺栓的壓緊力無需很大，減輕了工作強度；并且上下蓋的螺栓的無需嚴格的均勻壓下，改善了操作難度。該密封圈在每次使用后，只要稍作加工就可重復使用達10次，節(jié)約了生產成本。國外類似高壓釜釜體材料為鎳基合金，該種材料價格昂貴，因釜體尺寸的限制，制作釜體的材料需要專門冶煉，其價格昂貴。為此，選用低成本的316L不銹鋼并經過試驗，證明該種材料的耐腐蝕性能完全適合油田的各種苛刻條件。根據ASTM標準規(guī)定，腐蝕試驗的溶液體積與試樣的表面積之比大于40ml時，就能保證試驗數據的正確性。為此我們根據試樣的表面積，來推算釜體的有效容積為10升，這樣就可以取消溶液循環(huán)裝置，既簡化了試驗裝置，又保證了試驗能滿足標準規(guī)定的要求。另外，釜體的內徑尺寸是根據油田使用的最大油管外經的尺寸要求來進行設計，從而確保了各種規(guī)格的油管都能在此高壓釜中進行試驗。閥針主要用于進出氣口的氣體流動。由于閥針使用頻率高，它要求具有優(yōu)異的抗腐蝕和耐磨性能。常規(guī)閥針材料一般使用18-8不銹鋼并進行表面滲氮處理。但由于滲氮層較薄，短時間使用后就會產生腐蝕，從而影響設備的密封性。本實用新型在閥針表面進行鈷基合金鍍層處理，不僅增加了抗腐蝕性，而且由于其表面硬度高，提高了其耐磨性。本實用新型結合試驗條件將旋轉系統(tǒng)中的直流調速變?yōu)榻涣髯冾l調速，使旋轉更穩(wěn)定且不間斷，可以實現(xiàn)長時間無人值班制度。變石墨旋轉軸承為帶有自潤滑的滾珠軸承，并對相應的結構也作了變動，使轉速從500r.p.m提高到960r.p.m，從而確保了Φ73×5.51小規(guī)格的油管，在試驗時試樣的外表面的流速達到3.5m/s。旋轉裝置的輸出軸直徑變?yōu)?2mm，使下部可以懸掛較多的試樣，從而使篩選鋼種工作能達到事半功倍的效果。按照上述技術方案設計的高溫高壓釜經過長時間運轉，各項技術指標不僅完全達到了設計要求，而且達到了安全、經濟、操作方便的效果。目前經設備檢驗的數據完全得到了國內外油田用戶的認可。


圖1為本實用新型結構示意圖圖2為本實用新型密封圈安裝結構示意圖圖3為本實用新型閥針安裝結構示意圖圖中1-密封圈，2-閥體，3-閥針，4-上蓋，5-下蓋，6-釜體，7-聯(lián)軸器，8-纖底管，9-試樣，10-下閥，11-上軸套，12-電極安裝管，13-進氣口，14-閥針密封圈，15-螺栓，16-固定螺栓，17-線槽，18-旋轉夾具，19-旋轉軸。
具體實施方式
參照圖1、2、3，一種新型高壓釜，包括釜蓋、釜體6和進出氣機構，釜蓋和釜體密封連接，密封圈1為聚四氟乙烯件，釜體6為316L鋼結構件，釜蓋由上蓋4和下蓋5組成，上蓋4和下蓋5均開有密封線槽17，上蓋4和下蓋5通過固定螺栓16固定。進出氣機構由氣體控制閥和纖底管8組成，氣體控制閥安裝在上蓋4側面，通過連接管與纖底管8連通，纖底管8沿釜體6內壁排列，下端出口位于釜底。氣體控制閥由閥體2、進氣口13、閥針3、閥針密封圈14和螺栓15組成，閥體2表面設有進氣口13，閥針3置于閥體2內，通過閥針密封圈14和螺栓15固定在閥體2上。閥針3表面鍍有鈷基合金鍍層。上蓋4中心和一側開有上軸套安裝孔和電極安裝孔，上軸套安裝孔孔內安裝有上軸套11，固定在上軸套上的電極安裝管12通入電極安裝孔，上軸套11內固定有旋轉軸19，旋轉軸19聯(lián)接聯(lián)軸器7，聯(lián)軸器7固定旋轉夾具18，旋轉夾具18上固定有試樣9。釜體底部出口處設置有下閥10。釜體的有效容積為10升。旋轉軸19連接交流變頻調速控制裝置，使得試樣旋轉。
組裝時，先將試樣9裝在聯(lián)軸器7上，將腐蝕介質倒入釜體6后，把密封圈1安裝在下蓋5上。將上蓋4吊至釜體6上用扭距扳手將固定螺栓16逐步擰緊。將氣體管道接在閥體2的進氣口13上，將高壓氣體(最多三種)導入釜內，隨后將閥針3旋入閥體2內，使閥體2閉合，使釜內保持高壓狀態(tài)，使高壓釜達到設定的溫度、轉速和壓力后開始計時。
本實用新型最大優(yōu)點是采用低成本316L釜體材料、選用能耐溫達250℃的聚四氟乙烯材料制作主密封圈并在其上下釜蓋上各設計一線槽以形成雙檔密封以及鈷基合金涂鍍閥針表面，整個設備成本低廉、加工和操作簡單，尤其是在模擬油田二氧化碳、氯離子、硫酸鹽等等強復合酸性腐蝕環(huán)境條件下材料的抗腐蝕性能試驗具有極大的適用性。同時，設備結構簡單、易制作，操作維護簡便等。
權利要求1.一種新型高壓釜，包括釜蓋、釜體和進出氣機構，釜蓋和釜體密封連接，其特征是，密封圈為聚四氟乙烯件，釜體為316L鋼結構件，釜蓋由上蓋和下蓋組成，上蓋和下蓋均開有密封線槽，上蓋和下蓋通過固定螺栓固定，進出氣機構由氣體控制閥和纖底管組成，氣體控制閥安裝在上蓋側面，通過連接管與纖底管連通，纖底管沿釜體內壁排列，下端出口位于釜底，上蓋中心和一側開有上軸套安裝孔和電極安裝孔，上軸套安裝孔孔內安裝有上軸套，固定在上軸套上的電極安裝管通入電極安裝孔，上軸套內固定有旋轉軸，旋轉軸聯(lián)接聯(lián)軸器，聯(lián)軸器固定旋轉夾具，旋轉夾具上固定有試樣。
2.根據權利要求1所述的一種新型高壓釜，其特征是，氣體控制閥由閥體、進氣口、閥針、閥針密封圈和螺栓組成，閥體表面設有進氣口，閥針置于閥體內，通過閥針密封圈和螺栓固定在閥體上，閥針表面鍍有鈷基合金鍍層。
3.根據權利要求1所述的一種新型高壓釜，其特征是，釜體底部出口處設置有下閥。
4.根據權利要求1所述的一種新型高壓釜，其特征是，釜體的有效容積為10升。
專利摘要本實用新型涉及油井管用材的腐蝕評價用動態(tài)高溫高壓釜設備。解決了現(xiàn)有高壓釜耐腐蝕性差和成本較高等缺陷。一種新型高壓釜，包括釜蓋、釜體和進出氣機構，釜蓋和釜體密封連接，密封圈為聚四氟乙烯件，釜體為316L鋼結構件，釜蓋由上蓋和下蓋組成，上蓋和下蓋均開有密封線槽，上蓋和下蓋通過固定螺栓固定。進出氣機構由氣體控制閥和纖底管組成，氣體控制閥安裝在上蓋側面，通過連接管與纖底管連通，纖底管沿釜體內壁排列，下端出口位于釜底。閥針表面鍍有鈷基合金鍍層。上軸套安裝孔孔內安裝有上軸套，固定在上軸套上的電極安裝管通入電極安裝孔，上軸套內固定有旋轉軸，旋轉軸聯(lián)接聯(lián)軸器，聯(lián)軸器固定旋轉夾具，旋轉夾具上固定有試樣。釜體底部出口處設置有下閥。主要用于模擬油氣田含有濕潤二氧化碳、氯離子、硫酸鹽等的高溫高壓復合腐蝕環(huán)境條件下的腐蝕評價。
文檔編號B01J3/04GK2718566SQ20042003696
公開日2005年8月17日 申請日期2004年6月30日 優(yōu)先權日2004年6月30日
發(fā)明者張忠鏵, 郭金寶, 蔡海燕 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司