CN103900948A - 一种动态循环腐蚀速率测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于实验室模拟油气田现场动态循环腐蚀速率分析研究的动态循环速率测试装置及测试方法。它能模拟集输管线钢在不同影响因素下的腐蚀状况，评价材料的耐蚀性能。其技术方案：在釜体的前侧分别安装左支管及右支管，支管口设置支管密封装置，向内设置固定棒，两支管间连接连通管；两个固定棒分别接触1号载物台及2号载物台并固定于两支管内；在载物台中设置凹槽，槽壁上设有试样槽放置试样；在釜盖中心安装搅拌杆，一端连接恒速搅拌器，另一端安装叶片；在釜体尾部安装有尾管，底部设置有釜底盘。本装置设备简易、制作成本低、能耗低、操作简便；本方法能模拟集输管线钢在动态采出水中的腐蚀状况，测定不同条件下的腐蚀速率。

Description

一种动态循环腐蚀速率测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及一种用于实验室模拟油气田现场动态腐蚀速率分析研究，评价常压条件下材料在液态腐蚀介质中的腐蚀损伤情况的动态循环腐蚀速率测试装置及测试方法。

背景技术

随着油田三元复合驱技术的不断发展，油田采出水成分越来越复杂，含水量不断上升，油田采出水集输管线腐蚀严重影响到油田正常生产，而且导致集输管线腐蚀作用加剧，腐蚀穿孔引发泄漏、造成严重环境污染，甚至导致集输管道失效和断裂等问题，将造成巨大经济损失。目前，对于集输管线腐蚀行为研究，大多采用静态腐蚀失重法，通过测定静态腐蚀速率，对集输管线钢进行评价；利用高温高压釜及大型的动态腐蚀实验装置，模拟采出水动态循环腐蚀，评价集输管线钢在服役环境中的腐蚀速率和耐蚀性能。

目前，在静态腐蚀实验方法和动态腐蚀实验装置方面，存在以下不足：

（1）静态腐蚀失重法具有较大的局限性，对于流动采出水中材料腐蚀速率测试，静态失重法实验结果与实际腐蚀损伤存在偏差。

（2）现有的动态腐蚀实验装置，操作复杂、实验周期长，每组实验均需消耗大量人力、物力。同时，高温高压动态腐蚀实验装置及一些大型动态腐蚀实验装置制造成本高，对于小型实验室及大部分高校实验室，此类装置不适用。

（3）现有的动态腐蚀实验装置，完全封闭不透明，无法实时观察腐蚀状态及流体流态。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有腐蚀速率测试方法和装置的不足，特提供一种动态循环腐蚀速率测试装置及测试方法，模拟集输管线钢在不同影响因素下的腐蚀状况，测定试样的动态腐蚀速率，评价材料的耐蚀性能，为现场防腐蚀措施决策提供实验依据。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种动态循环腐蚀速率测试装置是由釜体、右支管、左支管、载物台、尾管、釜盖、恒速搅拌器、叶片、釜底盘、支管密封装置、螺丝孔、连通管、搅拌杆、隔片、凹槽、试样槽、密封圈和密封压环、固定棒和试样挡板组成，其特征在于：在釜体右前侧安装右支管，在釜体的左前侧安装左支管，在右支管及左支管的管口内侧设置有螺纹安装支管密封装置，支管密封装置向支管内侧面设有固定棒，在右支管与左支管的另一端之间连接连通管；由釜体、右支管、连通管和左支管形成循环流动的封闭系统，该封闭系统置入恒温水浴箱或电加热系统中；1号载物台由左支管管口装入管内中部，2号载物台由右支管管口装入管内中部，两个固定棒分别接触1号载物台、2号载物台并固定在左支管和右支管中；在1号载物台和2号载物台中部均设置有凹槽，在凹槽槽壁上设置有试样槽，试样槽上方设置有试样挡板，在试样槽中放置有三个试样，试样之间安装有隔片；在釜盖中心设有圆孔，在圆孔内安装搅拌杆，搅拌杆的一端连接恒速搅拌器，搅拌杆的另一端置入釜体内安装叶片，在釜盖的圆孔与搅拌杆之间套有密封圈和密封压环；在釜体尾部安装有尾管，釜体圆形釜壁上弦均匀设置有8个螺丝孔，釜体底部设置有釜底盘。

右支管与左支管外壁与釜体相切，连接处两支管口面与釜体内壁面保持重合；连通管连通右支管和左支管，并具有相同大小内径，接口处连通管端口面分别与右支管和左支管内壁面重合。装置整体采用透明的有机玻璃材料制成。

本发明测试的具体步骤是：先打开支管密封装置，分别取出右支管中的2号载物台、取出左支管中的1号载物台，将试样从载物台端口处插入试样槽，并用隔片依次隔开；然后将装有试样的1号载物台和2号载物台分别从支管口装入左支管和右支管，塞紧支管密封装置；再将釜体、右支管、连通管和左支管构成的封闭系统放入双列六孔水浴锅工作室内，从尾管向釜体中加入液态腐蚀介质；其后将搅拌杆穿过釜盖置入釜体内，调整恒速搅拌器高度，盖上釜盖，通过旋转釜盖，对齐螺丝孔，拧紧螺丝；设定水浴锅温度，打开恒速搅拌器开关，开始进行动态循环腐蚀实验，实验过程中通过尾管定期向釜体中加入定量液态腐蚀介质，以保持釜内流体量的恒定；实验结束后先关闭恒速搅拌器电源和水浴锅电源，然后从恒速搅拌器口拧出搅拌杆，移出水浴锅内封闭系统装置，拧开釜盖螺丝，打开支管密封装置，取出1号载物台及2号载物台和所载试样，对试样进行腐蚀速率测定，并对装置内腐蚀介质进行处理、清洗装置。

试样为不同牌号的集输管线用钢或其他金属钢片；液态腐蚀介质为油田采出水及其它溶液，溶液PH值为2～14；通过设置水浴锅温度，模拟动态腐蚀介质的温度，装置内流体温度在0～80℃范围内控制；恒速搅拌器为无级调速，控制釜体流体流速。

本发明与现有技术比较，具有以下有益效果：（1）本测试装置设备简易、制作成本低、能耗低，操作简单、体积小且重量轻；（2）该封闭系统能置于双列六孔水浴锅内，通过水浴锅水温的控制，进而控制釜体内流体温度；（3）本装置透明的釜体可实时观察腐蚀状态和流体流态；（4）本测试方法能模拟集输管线钢在动态采出水中的腐蚀状况，测定不同温度、矿化度、流速、聚合物浓度等条件下的腐蚀速率及对集输管线钢耐蚀性能评价。

附图说明

图1是本发明动态循环腐蚀速率测试装置的结构示意图。

图2是本动态循环腐蚀速率测试装置侧视图。

图3是本动态循环腐蚀速率测试装置载物台结构示意图。

图4是本动态循环腐蚀速率测试装置载物台试样放置图。

图中：1-釜体、2-右支管、3-1号载物台、4-尾管、5-釜盖、6-恒速搅拌器、7-叶片、8-釜底盘、9-支管密封装置、10-螺丝孔、11-连通管、12-搅拌杆、13-隔片、14-2号载物台、15-凹槽、16-试样槽、17-左支管、18-固定棒、19-试样、20-密封圈和密封压环、21-试样挡板。

具体实施方式

以模拟集输管线钢在温度影响下的动态腐蚀状况，测定材料在不同温度下的腐蚀速率为例，结合附图对本发明进一步说明。其中腐蚀介质为模拟胜利油田东二联采出水；集输管线钢为X65钢；实验压力为常压。

按照图1、图2。动态循环腐蚀速率测试装置是由釜体、右支管、左支管、载物台、尾管、釜盖、恒速搅拌器、叶片、釜底盘、支管密封装置、螺丝孔、连通管、搅拌杆、隔片、凹槽、试样槽、密封圈和密封压环、固定棒和试样挡板组成。在釜体1右前侧安装右支管2，在釜体1的左前侧安装左支管17，在右支管2及左支管17的管口内侧设置有螺纹安装支管密封装置9，支管密封装置9向支管内侧面设有固定棒18，在右支管2与左支管17的另一端之间连接连通管11；由釜体1、右支管2、连通管11和左支管17形成循环流动的封闭系统，该封闭系统置入恒温水浴箱或电加热系统中；1号载物台3由左支管17管口装入管内中部，2号载物台14由右支管2管口装入管内中部，两个固定棒18分别接触1号载物台3、2号载物台14并固定在左支管17和右支管2中；在釜盖5中心设有圆孔，在圆孔内安装搅拌杆12，搅拌杆12的一端连接恒速搅拌器6，搅拌杆12的另一端置入釜体1内安装叶片7，在釜盖5的圆孔与搅拌杆12之间套有密封圈和密封压环20；在釜体1尾部安装有尾管4，釜体1圆形釜壁上弦均匀设置有8个螺丝孔10，釜体1底部设置有釜底盘8。

按照图3、图4。在1号载物台3和2号载物台14中部均设置有凹槽15，在凹槽15槽壁上设置有试样槽16，试样槽16上方设置有试样挡板21，在试样槽16中放置有三个试样19，试样19之间安装有隔片13。

本发明提供一种动态循环腐蚀速率测试装置的测试方法，实验开始前，先打开支管密封装置9，分别取出右支管2中的2号载物台14、取出左支管17中的1号载物台3，将试样19从载物台端口处插入试样槽16，并用隔片13依次隔开；然后将装有试样19的1号载物台3和2号载物台14分别从支管口装入左支管17和右支管2，塞紧支管密封装置9；再将釜体1、右支管2、连通管11和左支管17构成的封闭系统放入双列六孔水浴锅工作室内，从尾管4向釜体1中加入液态腐蚀介质；其后将搅拌杆12穿过釜盖5置入釜体1内，调整恒速搅拌器6高度，盖上釜盖5，通过旋转釜盖5，对齐螺丝孔10，拧紧螺丝；设定水浴锅温度，打开恒速搅拌器6开关，开始进行动态循环腐蚀实验，实验过程中通过尾管4定期向釜体1中加入定量液态腐蚀介质，以保持釜内流体量的恒定；实验结束后先关闭恒速搅拌器6电源和水浴锅电源，然后从恒速搅拌器6口拧出搅拌杆12，移出水浴锅内封闭系统装置，拧开釜盖5螺丝，打开支管密封装置9，取出1号载物台3及2号载物台14和所载试样19，对试样19进行腐蚀速率测定，并对装置内腐蚀介质进行处理、清洗装置。

Claims (5)

1.一种动态循环腐蚀速率测试装置，是由釜体、右支管、左支管、载物台、尾管、釜盖、恒速搅拌器、叶片、釜底盘、支管密封装置、螺丝孔、连通管、搅拌杆、隔片、凹槽、试样槽、密封圈和密封压环、固定棒和试样挡板组成，其特征在于：在釜体（1）右前侧安装右支管（2），在釜体（1）的左前侧安装左支管（17），在右支管（2）及左支管（17）的管口内侧设置有螺纹安装支管密封装置（9），支管密封装置（9）向支管内侧面设有固定棒（18），在右支管（2）与左支管（17）的另一端之间连接连通管（11）；由釜体（1）、右支管（2）、连通管（11）和左支管（17）形成循环流动的封闭系统，该封闭系统置入恒温水浴箱或电加热系统中；1号载物台（3）由左支管（17）管口装入管内中部，2号载物台（14）由右支管（2）管口装入管内中部，两个固定棒（18）分别接触1号载物台（3）、2号载物台（14）并固定在左支管（17）和右支管（2）中；在1号载物台（3）和2号载物台（14）中部均设置有凹槽（15），在凹槽（15）槽壁上设置有试样槽（16），试样槽（16）上方设置有试样挡板（21），在试样槽（16）中放置有三个试样（19），试样（19）之间安装有隔片（13）；在釜盖（5）中心设有圆孔，在圆孔内安装搅拌杆（12），搅拌杆（12）的一端连接恒速搅拌器（6），搅拌杆（12）的另一端置入釜体（1）内安装叶片（7），在釜盖（5）的圆孔与搅拌杆（12）之间套有密封圈和密封压环（20）；在釜体（1）尾部安装有尾管（4），釜体（1）圆形釜壁上弦均匀设置有8个螺丝孔（10），釜体（1）底部设置有釜底盘（8）。

2.根据权利要求1所述测试装置，其特征在于：右支管（2）与左支管（17）外壁与釜体（1）相切，连接处两支管口面与釜体（1）内壁面保持重合；连通管（11）连通右支管（2）和左支管（17），并具有相同大小内径，接口处连通管（11）端口面分别与右支管（2）和左支管（17）内壁面重合。

3.根据权利要求1所述测试装置，其特征在于：装置整体采用透明的有机玻璃材料制成。

4.一种如权利要求1所述动态循环腐蚀速率测试装置的测试方法，其特征在于：测试的具体步骤是，先打开支管密封装置（9），分别取出右支管（2）中的2号载物台（14）、取出左支管（17）中的1号载物台（3），将试样（19）从载物台端口处插入试样槽（16），并用隔片（13）依次隔开；然后将装有试样（19）的1号载物台（3）和2号载物台（14）分别从支管口装入左支管（17）和右支管（2），塞紧支管密封装置（9）；再将釜体（1）、右支管（2）、连通管（11）和左支管（17）构成的封闭系统放入双列六孔水浴锅工作室内，从尾管（4）向釜体（1）中加入液态腐蚀介质；其后将搅拌杆（12）穿过釜盖（5）置入釜体（1）内，调整恒速搅拌器（6）高度，盖上釜盖（5），通过旋转釜盖（5），对齐螺丝孔（10），拧紧螺丝；设定水浴锅温度，打开恒速搅拌器（6）开关，开始进行动态循环腐蚀实验，实验过程中通过尾管（4）定期向釜体（1）中加入定量液态腐蚀介质，以保持釜内流体量的恒定；实验结束后先关闭恒速搅拌器（6）电源和水浴锅电源，然后从恒速搅拌器（6）口拧出搅拌杆（12），移出水浴锅内封闭系统装置，拧开釜盖（5）螺丝，打开支管密封装置（9），取出1号载物台（3）及2号载物台（14）和所载试样（19），对试样（19）进行腐蚀速率测定，并对装置内腐蚀介质进行处理、清洗装置。

5.根据权利要求4所述测试方法，其特征是：试样（19）为不同牌号的集输管线用钢或其他金属钢片；液态腐蚀介质为油田采出水及其它溶液，溶液PH值为2～14；通过设置水浴锅温度，模拟动态腐蚀介质的温度，装置内流体温度在0～80℃范围内控制；恒速搅拌器（6）为无级调速，控制釜体（1）流体流速。

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