一種氣相緩蝕劑的評價裝置及方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于金屬腐蝕抑制技術領域，具體來說涉及到一種氣相緩蝕劑的評價裝置 及方法。
【背景技術】
[0002] 氣相緩蝕劑又稱為揮發(fā)性緩蝕劑或氣相防銹劑，常溫下能自動揮發(fā)出具有緩蝕作 用的成分，擴散溶解到金屬表面的薄層電解液中，吸附在金屬表面，從而抑制金屬腐蝕。氣 相緩蝕劑在使用時，在不必直接接觸金屬表面的情況下就能使金屬制品的表面、溝槽以及 縫隙等部位得到很好的保護，具有防蝕效果好、操作簡便、成本較低等特點，因此特別適合 用于結構復雜的金屬制品與構件的非涂裝性保護。目前氣相緩蝕劑已廣泛應用于金屬材 料、制品、工業(yè)設備、儀器等的防銹處理中。例如在石油加工領域，氣相緩蝕劑用于防止C0 2、 H2S對油氣集輸設備和管線、大型儲油罐頂部的腐蝕，以及抑制常減壓塔頂油氣中HC1、H2S 對冷凝冷卻系統(tǒng)設備和管線的腐蝕。
[0003] 通常，氣相緩蝕劑緩蝕效果的評價可分為自然環(huán)境試驗和實驗室加速試驗兩種方 法。自然環(huán)境試驗雖然試驗結果可靠，但試驗時間往往過長，不利于氣相緩蝕劑的開發(fā)和評 價，因此各種實驗室加速評價方法得到廣泛認可并迅速發(fā)展起來。目前針對氣相緩蝕劑，最 常用的實驗室評價方法是電化學法和失重法。相比較而言，失重法雖然較原始，但卻是一種 最可靠的直接測定法；除了被廣泛應用于評價篩選氣相緩蝕劑外，還可被用于驗證其它測 試方法的準確性。
[0004] 《包裝工程》雜志2007年第1期刊登的"氣相緩蝕劑失重評價方法研究"一文，整理 了國內外近些年來評價方法的一些熱點和變化，對比了各個試驗裝置，闡述了預揮發(fā)和預 膜、試驗溫度、腐蝕試片位置、試驗方法對氣相緩蝕劑緩蝕效果的影響。從中可以看出，所列 舉的試驗裝置及方法過于簡單，都是在沒有除氧的環(huán)境中進行試驗的，另外不能考察h 2s、 CO2等腐蝕性介質的影響。這使其試驗環(huán)境與石油加工煉油廠的實際腐蝕環(huán)境相差較大，導 致不能對氣相緩蝕劑在煉油廠腐蝕環(huán)境中的緩蝕效果進行準確的評價。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種氣相緩蝕劑的評價裝置及方法，以解決現(xiàn)有的氣相緩蝕 劑的評價裝置及方法所存在的因試驗環(huán)境與石油加工煉油廠的實際腐蝕環(huán)境相差較大而 導致不能對氣相緩蝕劑在煉油廠腐蝕環(huán)境中的緩蝕效果進行準確評價的問題。
[0006] 為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術方案是：一種氣相緩蝕劑的評價裝置，設有反 應釜，反應釜設有頂蓋，外部設有水浴缸，內部設有腐蝕試片架，其特征在于：該裝置還設有 H2S氣瓶、CO2氣瓶、N2氣瓶、緩沖罐和尾氣吸收罐，H2S氣瓶、CO 2氣瓶、N2氣瓶分別通過設有 第一閥門、第二閥門、第三閥門的管線與反應釜相連，N2氣瓶還通過設有第四閥門的管線與 緩沖罐相連，緩沖罐通過設有第五閥門的管線與反應釜相連，反應釜通過設有第六閥門的 管線與尾氣吸收罐相連。
[0007] 采用上述裝置進行氣相緩蝕劑評價的方法，評價試驗之前各閥門均處于關閉狀 態(tài)，該方法包括如下步驟：
[0008] A、將腐蝕介質加入到緩沖罐中，將盛有氣相緩蝕劑或氣相緩蝕劑溶液的緩蝕劑罐 放入反應釜中，將腐蝕試片安裝于腐蝕試片架上并一同置于反應釜內，向尾氣吸收罐中加 入尾氣吸收液；
[0009] B、打開水浴缸的加熱裝置，將水浴加熱到所需的評價試驗溫度；
[0010] C、打開第三閥門、第六閥門，由N2氣瓶向反應釜內通入N2除去反應釜內的氧氣，被 除去的氧氣進入尾氣吸收罐后放空，在對反應釜進行除氧的過程中，氣相緩蝕劑同時對腐 蝕試片進行預膜處理，除氧后關閉第三閥門；
[0011] D、打開第四閥門、第五閥門，由N2氣瓶向緩沖罐內通入N2，將緩沖罐內的腐蝕介質 壓入反應釜，之后關閉第四閥門、第五閥門，打開第一閥門和/或第二閥門，由H 2S氣瓶和/ 或CO2氣瓶向反應釜內的腐蝕介質中通入H2S和/或CO 2至飽和狀態(tài)，開始試驗并記錄時間， 到達規(guī)定的試驗時間后，關閉第一閥門和/或第二閥門，結束試驗；
[0012] E、關閉水浴缸的加熱裝置，從反應釜內取出腐蝕試片進行分析。
[0013] 采用本發(fā)明，具有如下的有益效果：①本發(fā)明是在除氧的環(huán)境中進行試驗的，并且 向反應釜內的腐蝕介質中通入H 2S和/或CO2，使試驗環(huán)境與煉油廠的實際腐蝕環(huán)境十分接 近，真正模擬了煉油廠的腐蝕環(huán)境。這樣就能夠對氣相緩蝕劑在煉油廠腐蝕環(huán)境中的緩蝕 效果進行準確的評價。②本發(fā)明最多可對安裝在腐蝕試片架的4個腐蝕試片安裝位置上的 4組8片腐蝕試片進行氣相緩蝕劑評價試驗，一次試驗可以考察多組平行腐蝕試片，腐蝕試 片形狀選擇的靈活性也比較大。③本發(fā)明設有尾氣吸收罐、裝有尾氣吸收液，以吸收評價試 驗過程中產(chǎn)生的尾氣，不會使尾氣進入空氣、污染環(huán)境。④本發(fā)明具有現(xiàn)有氣相緩蝕劑的評 價裝置及方法所具有的優(yōu)點，能夠考察預揮發(fā)和預膜、試驗溫度和時間、腐蝕試片位置等對 氣相緩蝕劑緩蝕效果的影響，試驗條件可以靈活改變。試驗在密閉空間進行，采用失重法進 行定量評價；試驗時間短、重現(xiàn)性較好。⑤本發(fā)明的裝置經(jīng)濟適用、操作簡單。
[0014] 本發(fā)明主要用于對在煉油廠腐蝕環(huán)境中使用的氣相緩蝕劑的緩蝕效果進行評價。
[0015] 下面結合附圖、【具體實施方式】和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。附圖、具體 實施方式和實施例并不限制本發(fā)明要求保護的范圍。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明氣相緩蝕劑評價裝置及工藝流程的示意圖。
[0017] 圖2是圖1中腐蝕試片架和腐蝕試片的左視圖（放大），腐蝕試片為長方形。
[0018] 圖3是圖1中腐蝕試片架和腐蝕試片的左視圖（放大），腐蝕試片為圓形。
[0019] 圖1至圖3中，相同附圖標記表示相同的技術特征。
【具體實施方式】
[0020] 參見圖1，本發(fā)明氣相緩蝕劑的評價裝置（簡稱為裝置）設有反應釜1 ;反應釜1 設有頂蓋，外部設有水浴缸2,內部設有腐蝕試片架5。水浴缸2為恒溫水浴缸，設有加熱裝 置（圖略）。該裝置還設有H 2S氣瓶6、C02氣瓶7、N2氣瓶8、緩沖罐10和尾氣吸收罐。H2S 氣瓶6、CO2氣瓶7、N2氣瓶8分別通過設有第一閥門91、第二閥門92、第三閥門93的管線 與反應釜1相連，N2氣瓶8還通過設有第四閥門94的管線與緩沖罐10相連，緩沖罐10通 過設有第五閥門95的管線與反應釜1相連。反應釜1 一般采用經(jīng)濟適用的玻璃反應釜，也 可以采用不銹鋼反應釜或更高等級的蒙乃爾合金反應釜。
[0021] 圖1所示裝置的尾氣吸收罐為一級尾氣吸收罐41和二級尾氣吸收罐42。反應釜 1通過設有第六閥門96的管線與一級尾氣吸收罐41相連，一級尾氣吸收罐41與二級尾氣 吸收罐42之間通過連接管線12相連，二級尾氣吸收罐42設有放空管線13。如圖1所示， 緩沖罐10、一級尾氣吸收罐41和二級尾氣吸收罐42均設有頂蓋，設有第一閥門91、第二閥 門92、第三閥門93、第四閥門94、第五閥門95、第六閥門96的管線以及連接管線12、放空管 線13分別穿過上述頂蓋以及反應釜1的頂蓋，與相應的頂蓋之間均密封連接。
[0022] 腐蝕試片架5上最好是沿垂直方向設有3~4個腐蝕試片安裝位置，其中在腐蝕 試片架5的上部設置1個，中部設置1~2個，下部設置1個；每個腐蝕試片安裝位置可供 安裝2個腐蝕試片11，2個腐蝕試片11組成1組。圖1所示的腐蝕試片架5主要由1根垂 直桿件和4根水平桿件組成（水平桿件還可以是3根，圖略），其中垂直桿件的上部固定于 反應釜1的頂蓋上。各根水平桿件的兩端開設有螺紋，腐蝕試片11上設有開孔、套在水平 桿件端部再用螺母固定，以此將腐蝕試片11安裝于腐蝕試片架5上。腐蝕試片11可以是 長方形和圓形。圖1和圖2所示的腐蝕試片架5沿垂直方向安裝有4組長方形腐蝕試片， 圖3與圖2的不同之處是腐蝕試片為圓形。每組腐蝕試片中的2個腐蝕試片11相互平行、 相對于腐蝕試片架5的垂直桿件對稱設置。
[0023] 腐蝕試片架5上也可以只設1個腐蝕試片安裝位置，或沿垂直方向設有2個腐蝕 試片安裝位置，每個腐蝕試片安裝位置可供安裝2個腐蝕試片11 ;詳細說明及附圖省略。
[0024] 下面結合【附圖說明】采用上述裝置進行氣相緩蝕劑評價的方法（簡稱為方法，氣相 緩蝕劑簡稱為緩蝕劑）。評價試驗之前，各閥門均處于關閉狀態(tài)；對腐蝕試片11進行如下 的處理：用砂紙打磨腐蝕試片11，之后將腐蝕試片11浸入丙酮溶液中除油，再放入無水乙 醇中浸泡2~5min (分鐘），取出并吹干；之后將腐蝕試片11用濾紙包裹后存于干燥器中， 24~48h (小時）后稱重待用[稱重精確值0· OOOlg (克）]。
[0025] 評價方法包括如下步驟：
[0026] A、將腐蝕介質加入到緩沖罐10中，將盛有氣相緩蝕劑或氣相緩蝕劑溶液的緩蝕 劑罐3放入反應釜1中，將腐蝕試片11安裝于腐蝕試片架5上并一同置于反應釜1內，向 一級尾氣吸收罐41和二級尾氣吸收罐42中加入尾氣吸收液。
[0027] 所述的腐蝕介質為NaCl水溶液、乙酸水溶液等，可根據(jù)煉油廠具體的腐蝕場合靈 活確定。氣相緩蝕劑溶液為氣相緩蝕劑的水溶液；氣相緩蝕劑為低溫氣相緩蝕劑，使用溫度 在120°C以下。緩蝕劑罐3放置于腐蝕試片架5的下方，其頂部為敞口結構，位于反應釜1 內的腐蝕介質液面之上。尾氣吸收液通常是5 %~20 %的NaOH水溶液（本發(fā)明中的百分 數(shù)均為重量百分數(shù)）。
[0028] B、打開水浴缸2的加熱裝置，將水浴加熱到所需的評價試驗溫度。
[0029] C、打開第三閥門93、第六閥門96 (第六閥門96此后一直保持開啟狀態(tài)），由