一種超臨界設備及其腐蝕監測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及設備腐蝕監測技術領域，尤其涉及一種超臨界設備及其腐蝕監測方 法。
【背景技術】
[0002] 隨著生活質量的不斷提高，城市廢水、工業污泥等污染物也相應增多，而處理這些 污染物所應用的超臨界水氧化技術需要在高溫(大于500°C)、高壓(大于23MPa)等苛刻的反 應條件下進行，在這種反應條件下，超臨界設備內部所盛載的介質會對超臨界設備的內襯 造成一定的腐蝕和磨損，當超臨界設備的內襯的腐蝕或磨損的程度較嚴重時，就會發生超 臨界設備突然破裂，甚至爆炸等安全事故，因此，對超臨界設備中內襯結構的設計，以及對 超臨界設備使用情況的監測一直是化工企業關注的焦點。
[0003] 目前，超臨界設備中的內襯一般包括耐腐蝕層和中間保護層，而這種結構的內襯 在使用的過程中，只能夠測得其平均腐蝕速率，再根據平均腐蝕速率來判斷內襯的腐蝕情 況，這樣就容易出現內襯的腐蝕情況不能夠被準確判斷的問題。

【發明內容】

[0004] 本發明的目的在于提供一種超臨界設備及其腐蝕監測方法，用于解決現有的超臨 界設備在實際使用過程中，超臨界設備的內襯的腐蝕情況不能夠被準確判斷的問題。
[0005] 為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
[0006] -種超臨界設備，包括:設備殼體以及設在所述設備殼體內部的內襯;其中，所述 內襯從外向內依次包括中間保護層、中間指示層以及耐腐蝕層，所述中間指示層中至少含 有一種特征元素，所述特征元素為在所述中間指示層被腐蝕時能夠溶出到所述超臨界設備 內部所盛載的介質中的元素。
[0007] 本發明還提供一種超臨界設備腐蝕監測方法，用于監測上述超臨界設備的內襯的 腐蝕情況，所述超臨界設備腐蝕監測方法包括以下步驟：
[0008] 步驟101，根據所述中間指示層中所含有的元素種類以及所述耐腐蝕層中所含有 的元素種類，確定所要監測的特征元素，所述特征元素為在所述中間指示層被腐蝕時能夠 溶出到所述超臨界設備內部所盛載的介質中的元素；
[0009] 步驟102,監測所述超臨界設備內部所盛載的介質中所述特征元素的含量；
[0010] 步驟103,根據所述超臨界設備內部所盛載的介質中所述特征元素的含量的變化 判斷所述內襯的腐蝕程度。
[0011] 與現有技術相比，本發明的有益效果在于：
[0012] 本發明提供的超臨界設備中，隨著其內部的超臨界反應的進行，超臨界設備內部 所盛載的介質會依次將耐腐蝕層、中間指示層以及中間保護層腐蝕失效;在耐腐蝕層被腐 蝕失效后，超臨界設備內部所盛載的介質開始對中間指示層進行腐蝕時，由于中間指示層 中至少含有一種特征元素，且在中間指示層被腐蝕時，特征元素能夠溶出到超臨界設備內 部所盛載的介質中，使得超臨界設備內部所盛載的介質中特征元素的含量發生變化;這樣 隨著中間指示層的腐蝕程度加大，在不同的腐蝕階段，超臨界設備內部所盛載的介質中特 征元素的含量會有所不同；因此，在超臨界設備的使用過程中，只需監測其內部所盛載的介 質中特征元素含量的變化，就能夠準確的判斷出超臨界設備的內襯的腐蝕情況。
【附圖說明】
[0013] 此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本發明的一部分，本發 明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：
[0014] 圖1為本發明實施例提供的超臨界設備的內襯的結構示意圖；
[0015] 圖2為本發明實施例提供的超臨界設備腐蝕監測方法的流程圖。
[0016] 附圖標記：
[0017] 1-中間保護層， 2-中間指示層，
[0018] 3-耐腐蝕層。
【具體實施方式】
[0019] 為了進一步說明本發明實施例提供的超臨界設備及其腐蝕監測方法，下面結合說 明書附圖進行詳細描述。
[0020] 請參閱圖1，本發明實施例提供的超臨界設備包括:設備殼體以及設在設備殼體內 部的內襯;其中，內襯從外向內依次包括中間保護層1、中間指示層2以及耐腐蝕層3，中間指 示層2中至少含有一種特征元素，特征元素為在中間指示層2被腐蝕時能夠溶出到超臨界設 備內部所盛載的介質中的元素。
[0021] 上述超臨界設備在使用時，將進行超臨界反應所需的原料加入到超臨界設備內 部，并將超臨界設備內部的環境條件設置為超臨界反應所需的高溫、高壓條件，使得超臨界 反應在超臨界設備內部順利進行;而隨著超臨界反應的進行，工作人員可以對超臨界設備 內部所盛載的介質中的特征元素的含量進行監測，根據超臨界設備內部所盛載的介質中特 征元素含量的變化，判斷超臨界設備的內襯的腐蝕情況。
[0022] 本實施例提供的超臨界設備中，隨著其內部的超臨界反應的進行，超臨界設備內 部所盛載的介質會依次將耐腐蝕層3、中間指示層2以及中間保護層1腐蝕失效;在耐腐蝕層 3被腐蝕失效后，超臨界設備內部所盛載的介質開始對中間指示層2進行腐蝕時，由于中間 指示層2中至少含有一種特征元素，且在中間指示層2被腐蝕時，特征元素能夠溶出到超臨 界設備內部所盛載的介質中，使得超臨界設備內部所盛載的介質中特征元素的含量發生變 化;這樣隨著中間指示層2被腐蝕程度的加大，在不同的腐蝕階段，超臨界設備內部所盛載 的介質中特征元素的含量會有所不同；因此，在超臨界設備的使用過程中，只需監測其內部 所盛載的介質中特征元素含量，就能夠準確的判斷出超臨界設備的內襯的腐蝕情況。
[0023] 另外，上述中間保護層1也具有一定的抗腐蝕性，當中間指示層2被腐蝕失效時，中 間保護層1能夠起到一定的防護作用，以避免發生設備殼體被腐蝕而導致的超臨界設備出 現突然泄漏的現象。
[0024] 上述超臨界設備的內襯中，還可以在設備殼體和中間保護層1之間設有輔助隔離 層，和/或，在中間保護層1和中間指示層2之間設有輔助隔離層，和/或，在中間指示層2和耐 腐蝕層3之間設有輔助隔離層，且輔助隔離層包括至少一層中間保護層1和/或至少一層中 間指示層3。由于輔助隔離層包括至少一層中間保護層1和/或至少一層中間指示層2,會使 得超臨界設備存在多種不同的內襯結構，以下給出兩種種具體的內襯結構，以對不同結構 的內襯所產生的不同有益效果進行詳細說明。
[0025] 當在上述三個位置設有的至少一層中間保護層1和/或至少一層中間指示層2,使 得內襯中從外到內依次包括至少一層中間保護層1、至少一層中間指示層2以及耐腐蝕層3 時，相當于加厚了中間保護層1和/或中間指示層2的厚度;在這種情況下，由于內襯中的中 間保護層1和/或中間指示層2的厚度變厚，就使得中間保護層1和/或中間指示層2的抗腐蝕 能力更強，相應的延長了超臨界設備的使用壽命。
[0026] 當在上述三個位置設有的至少一層中間保護層1和/或至少一層中間指示層2,使 得內襯中包括一層耐腐蝕層3、多層中間指示層2以及多層中間保護層1，且多層中間指示層 2和多層中間保護層1間隔設置時，隨著超臨界設備中超臨界反應的進行，超臨界設備內部 所盛載的介質會對將間隔設置的多層中間指示層2進行逐一的腐蝕，而每對應腐蝕一層中 間指示層2,中間指示層2中的特征元素就會被溶出到超臨界設備內部所盛載的介質中，使 得超臨界設備內部所盛載的介質中特征元素的含量不斷的發生變化，工作人員可以通過對 超臨界設備內部所盛載的介質中的特征元素的含量進行實時監測，以得到超臨界設備的內 襯在不同反應階段的腐蝕情況;另外，由于這種情況下，增加了中間保護層1和/或中間指示 層2,相應的使內襯的厚度變得更厚，這樣就使得超臨界設備具有更長的使用壽命。
[0027] 需要說明的是，超臨界設備的內襯不僅限于上述兩種具體結構，而且無論內襯選 擇哪一種結構，都至少具有延長超臨界設備使用壽命的效果，更優的，還能夠使工作人員了 解超臨界設備的內襯在不同反應階段的腐蝕情況。
[0028] 由于超臨界設備在實際使用過程中，針對其內部所進行的不同超臨界反應，超臨 界設備會相應的選擇不同材質的內襯，以使超臨界設備的內襯能夠具有更強的抗腐蝕性； 因此，超臨界設備的內襯的材質會存在多種可能。當選擇鉻鉬鋼作為超臨界設備的殼體時， 內襯中的中間保護層選用與鉻鉬鋼之間的焊接系數能夠達到80 %的Inconel625合金，將中 間指示層的材質選為12Cr2MolV合金，且12Cr2MolV合金屬于低合金耐熱鋼，在室溫及高溫 下具有較好的機械性能，將耐腐蝕層的材質選為Inconel625合金，且Incone 1625合金具有 較強的耐無機酸腐蝕性能，根據12Cr2M〇 1V合金中所包括的所有元素，能夠判斷Fe、Mo、V三 種元素能夠溶出到超臨界設備內部所盛載的介質中，使得超臨界設備內部所盛載的介質中 特征元素的含量發生變化；因此，在使