使用扭力扳手配合加力螺母20進(jìn)行定量加載。
[0046]所述的試樣23與下支管8之間安裝密封材料22;所述的加力螺母20與下支管上部14之間、固定螺母21與下支管下部15之間均安裝密封材料22;所述的密封上蓋18與下支管上部14之間、密封下蓋19與下支管下部15之間均安裝密封材料22;所述的密封下蓋19和固定螺母21之間安裝密封材料22。
[0047]所述的試樣23上部有導(dǎo)線24穿過加力螺母20和密封上蓋18引出。所述的參比電極16和輔助電極17與下支管上部14通過螺紋連接并密封，參比電極16和輔助電極17下部測試端引伸至試樣23測試區(qū)。
[0048]本發(fā)明還提供一種高溫高壓流體環(huán)境加載拉應(yīng)力腐蝕電化學(xué)測試方法如下:
[0049](A)現(xiàn)場工況條件模擬化，具體方法如下:
[0050]a、根據(jù)現(xiàn)場工況條件確定氣相、液相組分，確定流速大小以及溫度。通過高溫高壓釜I釜體容積計(jì)算得到所需氣體分壓、液相組分的加入量。
[0051]b、按照現(xiàn)場金屬材料受力條件，根據(jù)其所受應(yīng)力或應(yīng)變大小選擇加載載荷大小。
[0052](B)安裝加載試樣及參比電極與輔助電極過程，具體方法如下:
[0053]a、試樣23螺紋以外表面使用耐高溫絕緣膠進(jìn)行封涂，留出中部固定面積(如2cm2)作為測試面。試樣23下端螺紋部分與固定螺母21連接，將固定螺母21嵌入下支管下部15槽內(nèi)固定，試樣23與下支管下部15和固定螺母21之間接觸部分安裝絕緣密封材料22。
[0054]試樣23上端螺紋部分與加力螺母20連接，試樣23與下支管上部14和加力螺母20之間接觸部分安裝絕緣密封材料22。
[0055]輕輕擰緊加力螺母20，將扭力扳手連接在加力螺母20上的內(nèi)六角加力槽27，對(duì)試樣23進(jìn)行準(zhǔn)確定量加載。加載完成后，將密封上蓋18和密封下蓋19分別安裝在下支管上部14和下支管下部15，密封上蓋18與下支管上部14之間、密封下蓋19與下支管下部15之間均安裝絕緣密封材料22。
[0056]試樣安裝完畢，從加力螺母20中間的孔將導(dǎo)線24與試樣23連接，將導(dǎo)線24穿過密封上蓋18引向裝置之外。
[0057]b、在下支管上部14安裝參比電極16與輔助電極17。
[0058](C)高溫高壓流體的實(shí)現(xiàn)，具體方法如下:
[0059]a、將密封螺帽12分別與上支管7和下支管8連接并密封，關(guān)閉排水口 5。將配制好的腐蝕介質(zhì)加入高溫高壓釜I中，淹沒下支管8和上支管7，關(guān)閉出氣閥4，將進(jìn)氣閥3連接在所需氣體增壓栗上。
[0060]b、根據(jù)實(shí)際環(huán)境需要，確定對(duì)高溫高壓釜I中腐蝕介質(zhì)進(jìn)行除氧或不除氧，從進(jìn)氣閥3通入不同所需氣體至各自的分壓和總壓要求，然后關(guān)閉進(jìn)氣閥3。
[0061]C、打開高溫高壓釜I外的加熱系統(tǒng)，將大葉片螺旋攪拌桿2調(diào)至所需的旋轉(zhuǎn)速度，利用超聲波流速儀1校準(zhǔn)流速。
[0062](D)對(duì)加載拉伸應(yīng)力試樣進(jìn)行電化學(xué)測試，具體方法如下:
[0063]a、將試樣23的導(dǎo)線24、參比電極16與輔助電極17與電化學(xué)測試儀器相連。
[0064]b、在設(shè)定時(shí)間選擇適當(dāng)?shù)碾娀瘜W(xué)方法進(jìn)行電化學(xué)測試，記錄測試結(jié)果。
[0065](E)試樣分析及電化學(xué)數(shù)據(jù)分析，具體方法如下:
[0066]a、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，停止加熱，將出氣閥4與廢氣處理系統(tǒng)連接，打開出氣閥4放出氣體，打開排水口 5排除液體。
[0067]b、打開密封上蓋18和密封下蓋19，將試樣23卸下，觀察試樣表面腐蝕形貌、對(duì)腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行分析。
[0068]C、對(duì)電化學(xué)測試結(jié)果進(jìn)行分析，討論拉伸應(yīng)力作用下金屬材料在高溫高壓流體中的腐蝕行為。
[0069]實(shí)例I有無加載拉伸應(yīng)力金屬試樣的電極電位測試
[0070]根據(jù)所述方法，對(duì)某金屬施加60%屈服強(qiáng)度(0.6os)的拉伸應(yīng)力，測試其在3.5%NaCl溶液中的電極電位的變化，CO2分壓為2MPa，溫度為80°C，流速0.3m/s，將其結(jié)果與無應(yīng)力時(shí)比較，具體結(jié)果見圖6。加載60%屈服強(qiáng)度的拉伸應(yīng)力后，電極電位降低，表面活性增大。
[0071 ]實(shí)例2有無加載拉伸應(yīng)力金屬試樣的交流阻抗測試
[0072]根據(jù)所述方法，對(duì)某金屬施加60%屈服強(qiáng)度(0.6os)的拉伸應(yīng)力，測試其在3.5%NaCl溶液中的交流阻抗，CO2分壓為2MPa，溫度為80°C，流速0.3m/s，時(shí)間為I小時(shí)，將其結(jié)果與無應(yīng)力時(shí)比較，具體結(jié)果見圖7。加載60%屈服強(qiáng)度的拉伸應(yīng)力后，高頻容抗弧減小，說明傳遞電阻減小，腐蝕速率增大。
[0073]以上所述實(shí)施例僅是為充分說明本發(fā)明而所舉的較佳的實(shí)施例，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高溫高壓流體環(huán)境加載拉應(yīng)力腐蝕電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包含有高溫高壓釜(1)、循環(huán)流動(dòng)支管和加載拉應(yīng)力電化學(xué)測試系統(tǒng)，所述高溫高壓釜(I)的一側(cè)與循環(huán)流動(dòng)支管連接，所述循環(huán)流動(dòng)支管上設(shè)置有加載拉應(yīng)力電化學(xué)測試系統(tǒng)。2.如權(quán)利要求1所述的一種高溫高壓流體環(huán)境加載拉應(yīng)力腐蝕電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述高溫高壓釜(I)內(nèi)具有大葉片螺旋攪拌桿(2)，所述高溫高壓釜(I)的上部設(shè)置有進(jìn)氣閥(3)和出氣閥(4)，所述高溫高壓釜(I)的底部設(shè)置有排水口(5)，所述高溫高壓釜的外部套設(shè)有加熱保溫套(6)。3.如權(quán)利要求2所述的一種高溫高壓流體環(huán)境加載拉應(yīng)力腐蝕電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述循環(huán)流動(dòng)支管包括有上支管(7)和下支管(8)，所述上支管(7)和下支管(8)的一端與高溫高壓釜(I)連接，另一端通過密封螺帽(12)進(jìn)行密封，所述上支管(7)和下支管(8)外側(cè)加設(shè)有保溫套(9)，所述下支管(8)上安裝有超聲波流速儀(10)、熱電偶(11)以及加載拉應(yīng)力電化學(xué)測試系統(tǒng)(13)。4.如權(quán)利要求3所述的一種高溫高壓流體環(huán)境加載拉應(yīng)力腐蝕電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述下支管(8)包括下支管上部(14)和下支管下部(15)，所述下支管下部(15)設(shè)置有方形槽，所述下支管上部(14)設(shè)置有圓形槽。5.如權(quán)利要求4所述的一種高溫高壓流體環(huán)境加載拉應(yīng)力腐蝕電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述加載拉應(yīng)力電化學(xué)測試系統(tǒng)(13)包括有參比電極(16)、輔助電極(17)，所述參比電極(16)和輔助電極(17)與下支管上部(14)連接。6.如權(quán)利要求5所述的一種高溫高壓流體環(huán)境加載拉應(yīng)力腐蝕電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述加載拉應(yīng)力電化學(xué)測試系統(tǒng)(13)還包括有加力螺母(20)、固定螺母(21)，所述加力螺母(20)設(shè)置在圓形槽內(nèi)，所述固定螺母(21)設(shè)置在方形槽內(nèi)。7.如權(quán)利要求6所述的一種高溫高壓流體環(huán)境加載拉應(yīng)力腐蝕電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述圓形槽的上部設(shè)置有密封上蓋(18)，所述方形槽的下部設(shè)置有密封下蓋(19)。8.如權(quán)利要求7所述的一種高溫高壓流體環(huán)境加載拉應(yīng)力腐蝕電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述加載拉應(yīng)力電化學(xué)測試系統(tǒng)(13)還包括有試樣(23)，所述試樣(23)上部與加力螺母(20)連接，所述試樣(23)下部與固定螺母(21)連接，所述試樣(23)上部設(shè)置有導(dǎo)線(24)并穿過加力螺母(20)和密封上蓋(18)引出。9.如權(quán)利要求8所述的一種高溫高壓流體環(huán)境加載拉應(yīng)力腐蝕電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述參比電極(16)和輔助電極(17)下部的測試端引伸至試樣(23)的測試區(qū)，所述導(dǎo)線(24)、參比電極(16)與輔助電極(17)均與電化學(xué)測試儀器相連。10.一種高溫高壓液相流體環(huán)境加載拉應(yīng)力腐蝕電化學(xué)測試方法，其特征在于，在如權(quán)利要求9所述的一種高溫高壓流體環(huán)境加載拉應(yīng)力腐蝕電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行，包含以下主要步驟: 步驟一，根據(jù)所需模擬現(xiàn)場工況條件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)腐蝕介質(zhì)、流速、溫度、壓力，以及試樣加載拉伸應(yīng)力大小；步驟二，安裝試樣(23)，通過加力螺母(20)加載應(yīng)力，安裝參比電極(16)與輔助電極(17)； 步驟三，將腐蝕介質(zhì)加入高溫高壓釜(I)中，通過進(jìn)氣閥(3)加入高壓氣體； 步驟四，開啟螺旋攪拌桿(2)，開啟加熱，下支管(8)上的超聲波流速儀(10)、熱電偶(11)用于監(jiān)測流體的流速和溫度，記錄時(shí)間開始實(shí)驗(yàn)，在浸泡測試所需時(shí)間后，對(duì)試樣進(jìn)行電化學(xué)測試。 步驟五，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將試樣(23)卸下，分析測試的電化學(xué)參數(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高溫高壓流體環(huán)境加載拉應(yīng)力腐蝕電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置及其測試方法，包含有高溫高壓釜、循環(huán)流動(dòng)支管和加載拉應(yīng)力電化學(xué)測試系統(tǒng)，所述高溫高壓釜的一側(cè)與循環(huán)流動(dòng)支管連接，所述循環(huán)流動(dòng)支管上設(shè)置有加載拉應(yīng)力電化學(xué)測試系統(tǒng)。利用該裝置及其測試方法，可以研究金屬材料在高溫、高壓、液相流體、加載拉應(yīng)力等因素共同作用下的腐蝕行為。
【IPC分類】G01N17/02
【公開號(hào)】CN105675481
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610030544
【發(fā)明人】任呈強(qiáng), 鮑明昱, 劉麗, 劉西成, 王書亮, 黃韻, 任健, 張智, 曾德智
【申請(qǐng)人】西南石油大學(xué)
【公開日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年1月18日