CN204945012U - 用于电偶腐蚀测试的夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种用于电偶腐蚀测试的夹具，用于第一金属试样(3)和第二金属试样(6)间的电偶腐蚀测试，该夹具包括：第一绝缘帽(1)、两个第一O型密封圈(2)、中间支柱(4)、绝缘套筒(5)、两个第二O型密封圈(7)和第二绝缘帽(8)；该夹具操作简单，金属试样的暴露面积易于控制，易于安装、拆卸，可适用于测试高温高H₂S/CO₂分压等苛刻油气田环境下的电偶腐蚀。

Description

用于电偶腐蚀测试的夹具

技术领域

本实用新型涉及实验装置领域，特别涉及一种用于电偶腐蚀测试的夹具。

背景技术

电偶腐蚀是一种潜在的、危害极为广泛和严重的腐蚀种类，也是造成工业设备失效破坏的一种主要腐蚀类型。随着国内外酸性油气田的深度开发、勘探，需要综合考虑复杂、苛刻的服役工况以及生产成本等诸多因素，在进行选材设计时，往往需要将不同金属材料连接在一起使用。伴随着腐蚀性酸性气体和地层水的介入，很容易发生异种金属的电偶腐蚀，电位较负的金属为阳极，腐蚀加速，电位较正的金属腐蚀减轻。电偶腐蚀除了加速低电位金属材料的腐蚀速度外，还可诱发点蚀、缝隙腐蚀和电偶致氢致开裂等更为危险的腐蚀破坏。因此，开展不同金属材料之间的电偶腐蚀试验，研究其电偶腐蚀特征和规律对于优化材料选择和油气田安全开发具有重要的工程意义。

电偶腐蚀试验方法通常包括浸泡法和电化学方法，电化学方法是根据其产生电偶电流和电偶电位来表明电偶腐蚀效应，换算出的腐蚀速率往往与真实情况有差距，而浸泡法更能准确地表明实际环境介质中的电偶腐蚀效应。浸泡法通常经过捆绑两种金属材料，用环氧树脂封装或试样直接螺纹连接来进行试验。环氧树脂封装，一方面这种制作工作电极的方法操作麻烦，封装存在其暴露面积不准确，边沿容易翘皮形成缝隙，影响试验结果。另一方面在计算腐蚀速率时，封装试样不易清除干净，影响失重计算，进而影响结果的准确性。此外，试样直接螺纹连接，不易于试样的加工及试验后的失重测量。

因此设计一种操作简单，易于安装、拆卸的电偶腐蚀浸泡试验测试装置成为亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种用于电偶腐蚀测试的夹具，该夹具操作简单，易于安装和拆卸，可适用于测试高温高H₂S/CO₂分压等苛刻油气田环境下的电偶腐蚀。

本实用新型实施例提供了一种用于第一金属试样(3)和第二金属试样(6)间的电偶腐蚀测试，该夹具包括：

第一绝缘帽(1)、两个第一O型密封圈(2)、中间支柱(4)、绝缘套筒(5)、两个第二O型密封圈(7)和第二绝缘帽(8)；

其中，该第一绝缘帽(1)固定在该中间支柱(4)的一端，该绝缘套筒(5)嵌套在该中间支柱(4)的外部，用于使该中间支柱(4)与外部测试环境隔离，该第一金属试样(3)位于该绝缘套筒(5)与该第一绝缘帽(1)之间，该两个第一O型密封圈(2)分别挤压在该第一绝缘帽(1)与该第一金属试样(3)之间、该第一金属试样(3)与该绝缘套筒(5)之间，该第一金属试样(3)通过中心孔与该中间支柱(4)接触连接，该第一金属试样(3)除处于密封区域外的其它区域在测试时位于测试环境中；

该第二绝缘帽(8)固定在该中间支柱(4)的另一端，该第二金属试样(6)位于该绝缘套筒(5)与该第二绝缘帽(8)之间，该两个第二O型密封圈(7)分别挤压在该第二绝缘帽(8)与该第二金属试样(6)之间、该第二金属试样(6)与该绝缘套筒(5)之间，该第二金属试样(6)通过中心孔与该中间支柱(4)接触连接，该第二金属试样(6)除处于密封区域外的其它区域在测试时位于测试环境中。

优选地，该第一绝缘帽(1)通过螺纹连接固定在该中间支柱(4)的一端，

该第二绝缘帽(8)通过螺纹连接固定在该中间支柱(4)的另一端。

优选地，该第一绝缘帽(1)、该第二绝缘帽(8)或该绝缘套筒(5)的材料为聚四氟乙烯、聚四氟和陶瓷中的一种。

优选地，该第一O型密封圈(2)和该第二O型密封圈(7)的材料为抗硫氟橡胶。

优选地，在用于测试实验时，该中间支柱(4)为金属导电柱。

优选地，在用于对比实验时，该中间支柱(4)为非金属绝缘柱。

优选地，该非金属绝缘柱的材料为聚四氟乙烯、聚四氟或陶瓷。

优选地，该夹具用于高温高H₂S、高温高CO₂或者高温高H₂S与CO₂混合的环境下该第一金属试样(3)与该第二金属试样(6)间的电偶腐蚀测试。

优选地，该夹具还包括：

固定支架(9)，该固定支架(9)与该第一绝缘帽(1)、该第二绝缘帽(8)和该绝缘套筒(5)中的至少一个连接固定，用于使得该第一金属试样(3)、该第二金属试样(6)与摸拟测试环境的容器壁分离。

优选地，该固定支架(9)的材料为聚四氟乙烯、聚四氟或陶瓷。

基于上述技术方案，本实用新型实施例的用于第一金属试样(3)和第二金属试样(6)间的电偶腐蚀测试的夹具包括：第一绝缘帽(1)、两个第一O型密封圈(2)、中间支柱(4)、绝缘套筒(5)、两个第二O型密封圈(7)和第二绝缘帽(8)。该夹具操作简单，易于安装和拆卸，可适用于测试高温高H₂S/CO₂分压等苛刻油气田环境下的电偶腐蚀。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是根据本实用新型一个实施例的用于电偶腐蚀测试的夹具的结构示意框图。

图2是根据本实用新型另一实施例的用于电偶腐蚀测试的夹具的结构示意框图。

图3是根据本实用新型一个实施例的电偶腐蚀对比图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。

应理解，本实用新型实施例中的用于电偶腐蚀测试的夹具，可以用于高温高H₂S、高温高CO₂或者高温高H₂S与CO₂混合的环境下所述第一金属试样3与所述第二金属试样6间的电偶腐蚀测试。可以适用于模拟酸性油气田集输金属材料和井下工具在其服役工况下的电偶腐蚀敏感性研究。

图1是根据本实用新型一个实施例的用于电偶腐蚀测试的夹具的结构示意框图。

图1所示的夹具100可以用于第一金属试样3和第二金属试样6间的电偶腐蚀测试，具体而言，夹具100包括：

第一绝缘帽1、两个第一O型密封圈2、中间支柱4、绝缘套筒5、两个第二O型密封圈7和第二绝缘帽8；

其中，第一绝缘帽1固定在中间支柱4的一端，绝缘套筒5嵌套在中间支柱4的外部，用于使中间支柱4与外部测试环境隔离，第一金属试样3位于绝缘套筒5与第一绝缘帽1之间，两个第一O型密封圈2分别挤压在第一绝缘帽1与第一金属试样3之间、第一金属试样3与绝缘套筒5之间，第一金属试样3通过中心孔与所述中间支柱4接触连接，第一金属试样3除处于密封区域外的其它区域在测试时位于测试环境中；

第二绝缘帽8固定在中间支柱4的另一端，第二金属试样6位于所述绝缘套筒5与第二绝缘帽8之间，两个第二O型密封圈7分别挤压在第二绝缘帽8与第二金属试样6之间、第二金属试样6与绝缘套筒5之间，第二金属试样6通过中心孔与中间支柱4接触连接，第二金属试样6除处于密封区域外的其它区域在测试时位于测试环境中。

因此，本实用新型实施例的用于第一金属试样3和第二金属试样6间的电偶腐蚀测试的夹具，可以评价含酸性油气田集输金属材料和井下工具电偶腐蚀倾向，用以优化酸性油气田集输用材和井下工具材料选择，并且该夹具操作简单，易于安装和拆卸。

并且，本实用新型实施例可以有效地解决目前高温高压环境下电偶试验电连接不稳定、其它部位不易绝缘的电偶腐蚀测试，同时也适用于常压环境下的电偶腐蚀测试，实现了一种加工安装便捷、可进行批量实验、实验结果稳定且经济适用的测试电偶腐蚀实验装置。对于实验室进行模拟现场电偶腐蚀测试、规律及其机理研究具有重要意义。

应理解，本实用新型实施例中的第一金属试样3和第二金属试样6可以形成电偶对，且第一金属试样3和第二金属试样6的电位不同，该电偶对中每个金属试样的的一端与中间支柱接触。具体的，可以通过螺纹连接接触，也可以是直接接触，本实用新型实施例并不对此做限定。

本实用新型实施例中，可以按照实际需要调整第一金属试样3和第二金属试样6的与外界测试环境接触的面积，以便测定不同面积比条件下，不同金属的电偶腐蚀行为，具体地，可以按照试验需要调整金属试样的面积，本实用新型实施例并不对该面积做限定。

还应理解，本实用新型实施例中的中间支柱4的长度也可以根据实际需要调整，本实用新型实施例并不对该长度做限定。

也就说，本实用新型实施例中第一金属试样3和第二金属试样6的与外界测试环境接触的面积，中间支柱4的长度均可以根据实际需求做调整，以实现不同面积比的电偶腐蚀浸泡实验。

因此，本实用新型实施例可用于电偶腐蚀测试的夹具，该夹具中的金属试样的暴露面积易于控制，操作简单，易于安装和拆卸。

可选地，作为另一实施例，

第一绝缘帽1通过螺纹连接固定在中间支柱4的一端，

第二绝缘帽8通过螺纹连接固定在中间支柱4的另一端。

具体地，第一金属试样3和第二金属试样6分别通过中心孔与中间支柱4连接，中间支柱4外部由绝缘套筒5与外部隔开，中间支柱4两端分别与第一绝缘帽1和第二绝缘帽8通过螺纹连接，绝缘套筒5、金属试样(第一金属试样3和第二金属试样6)、绝缘帽(第一绝缘帽1和第二绝缘帽8)之间由密封圈(第一密封圈2和第二密封圈7)密封，通过两端绝缘帽压紧密封圈、金属试样、绝缘套筒来实现金属试样的固定，连接成整体结构，最后螺帽固定在支架卡槽上实现整体的刚性及稳定性。

应理解，第一绝缘帽1，第二绝缘帽8还可以采用其他的方式与中间支柱4连接固定，例如可以采用纽扣等方式，本发明实施例并不限于螺纹连接的方式。

可选地，作为另一实施例，

第一绝缘帽1、第二绝缘帽8或绝缘套筒5的材料为聚四氟乙烯、聚四氟和陶瓷中的一种。

应注意，在实际应用中，第一绝缘帽1、第二绝缘帽8或绝缘套筒5的材料应具有绝缘性能，且能够抗测试环境侵蚀，可根据测试环境和加工能力的情况灵活选择。

应理解，本实用新型实施例中的第一绝缘帽1、第二绝缘帽8或绝缘套筒5的材料还可以为其他绝缘材料，本实用新型实施例并不限于此。

可选地，作为另一实施例，

第一O型密封圈2和第二O型密封圈7的材料为抗硫氟橡胶。

应理解，本实用新型实施例的第一O型密封圈2和第二O型密封圈7还可以为其它的耐腐蚀的材料，也可以为其它的绝缘材料，本实用新型实施例并不限于此。

本实用新型实施例通过耐腐蚀的材料第一O型密封圈2和第二O型密封圈7的密封，能够以有效避免缝隙腐蚀以及其他环境对电偶试样的影响，同时避免了中间支柱与测试境的接触，保证仅试样暴露在测试环境下。

可选地，作为另一实施例，

在用于测试实验时，中间支柱4为金属导电柱。

应理解，当中间支柱4为金属导电柱时，第一金属试样3和第二金属试样6分别通过中心孔与该中间支柱4通过接触实现电连接。应注意，在实际应用中，该金属导电柱应在满足电连接的基础上尽量提高导电率。

可选地，作为另一实施例，

在用于对比实验时，中间支柱4为非金属绝缘柱。

可选地，作为另一实施例，

非金属绝缘柱的材料为聚四氟乙烯、聚四氟或陶瓷。

换句话说，本实用新型实施例中的中间支柱4可以包括两种类型，一种是用来实现电连接的金属导电柱和一种用于对比试验实现的非金属绝缘柱，例如，该非金属绝缘柱的材料可以为聚四氟乙烯、聚四氟或陶瓷等。

具体而言，在进行电偶腐蚀浸泡试验时，可以设置两个夹具，一个夹具的中间支柱为金属导电柱，另一个夹具的中间支柱为非金属导电中，该两个夹具构成对照试验。便于电偶腐蚀的比较分析。

例如，图3是根据本实用新型一个实施例的电偶腐蚀对比图。图3中示出了第一金属试样为铝(Al)与第二金属试样为718合金形成的电偶对中第一金属试样Al腐蚀的对比情况，其中，图3中(a)部分表示在测试实验夹具中的Al，即电偶腐蚀测试的Al的腐蚀形貌图；图3中(b)部分表示对比实验夹具中的Al的腐蚀形貌图。由图3可以看出电偶腐蚀测试的Al与对比的Al相比具有明显的腐蚀。

可选地，作为另一实施例，

该夹具可以用于高温高H₂S、高温高CO₂或者高温高H₂S与CO₂混合的环境下第一金属试样3与第二金属试样6间的电偶腐蚀测试。

应理解，该夹具还可以用于其他环境下的电偶腐蚀测试，例如可以为实际井下环境介质中的电偶腐蚀测试，本实用新型实施例并不限于此。

可选地，作为另一实施例，如图2所示，该夹具100还可以包括：

固定支架9，固定支架9与第一绝缘帽1、第二绝缘帽8和绝缘套筒5中的至少一个连接固定，用于使得第一金属试样3、第二金属试样6与摸拟测试环境的容器壁分离。

也就是说，固定支架9能够使得整个夹具固定在模拟测试环境的容器中，并使得第一金属试样3、第二金属试样6与摸拟测试环境的容器壁分离。

应注意，图2中只是示意性的，图2中仅示意出了固定支架9与第一绝缘帽1相连的情形，但本实用新型实施例并不限于此，例如固定支架9可以与第一绝缘帽1、第二绝缘帽8和绝缘套筒5中的至少一个连接固定。

本实用新型实施例中的夹具可以通过固定支架置于模拟反应釜中或直接置于实际井下环境介质中，同时避免夹具、试样与高温高压反应容器的直接接触，保证试验结果的准确性与可靠性。

还应理解，该支架的材料为绝缘材料，例如可以为为聚四氟乙烯、聚四氟或陶瓷等。

应注意，图1和图2中的各个部件的形状是示意性，图1和图2中的各个部件的形状可以做适当的变形，也就是说，图1至图2的例子仅仅是为了帮助本领域技术人员理解本实用新型实施例，而非要将本实用新型实施例限于所例示的具体数值或具体场景。本领域技术人员根据所给出的图1和图2的例子，显然可以进行各种等价的修改或变化，这样的修改或变化也落入本实用新型实施例的范围内。

需要说明的是，在具体实际应用中，本实用新型的用于电偶腐蚀测试的夹具具体使用方法如下：首先选定两种金属试样，即第一金属试样和第二金属试样，形成电偶对，确定其偶对面积比，调整中间支柱距离，安装金属试样，置于试验容器或现场工况中，经过一定试验周期后取出试样，通过失重法计算腐蚀速率，得出电偶腐蚀效应，或得到产物形貌，腐蚀特征，从而获得试验结论。

因此，本实用新型实施例有效地解决了以往电偶腐蚀夹具安装操作麻烦，面积和距离不易控制，不易在高温高压环境下测试的问题；实现一种加工安装便捷、不受其它环境介质影响、可适用于各类实验设备或现场、经济适用强、结果评价准确的高温高分压环境下电偶腐蚀测试用夹具。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统或装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于电偶腐蚀测试的夹具，其特征在于，用于第一金属试样(3)和第二金属试样(6)间的电偶腐蚀测试，所述夹具包括：

第一绝缘帽(1)、两个第一O型密封圈(2)、中间支柱(4)、绝缘套筒(5)、两个第二O型密封圈(7)和第二绝缘帽(8)；

其中，所述第一绝缘帽(1)固定在所述中间支柱(4)的一端，所述绝缘套筒(5)嵌套在所述中间支柱(4)的外部，用于使所述中间支柱(4)与外部测试环境隔离，所述第一金属试样(3)位于所述绝缘套筒(5)与所述第一绝缘帽(1)之间，所述两个第一O型密封圈(2)分别挤压在所述第一绝缘帽(1)与所述第一金属试样(3)之间、所述第一金属试样(3)与所述绝缘套筒(5)之间，所述第一金属试样(3)通过中心孔与所述中间支柱(4)接触连接，所述第一金属试样(3)除处于密封区域外的其它区域在测试时位于测试环境中；

所述第二绝缘帽(8)固定在所述中间支柱(4)的另一端，所述第二金属试样(6)位于所述绝缘套筒(5)与所述第二绝缘帽(8)之间，所述两个第二O型密封圈(7)分别挤压在所述第二绝缘帽(8)与所述第二金属试样(6)之间、所述第二金属试样(6)与所述绝缘套筒(5)之间，所述第二金属试样(6)通过中心孔与所述中间支柱(4)接触连接，所述第二金属试样(6)除处于密封区域外的其它区域在测试时位于测试环境中。

2.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，

所述第一绝缘帽(1)通过螺纹连接固定在所述中间支柱(4)的一端，

所述第二绝缘帽(8)通过螺纹连接固定在所述中间支柱(4)的另一端。

3.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，

所述第一绝缘帽(1)、所述第二绝缘帽(8)或所述绝缘套筒(5)的材料为聚四氟乙烯、聚四氟和陶瓷中的一种。

4.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，

所述第一O型密封圈(2)和所述第二O型密封圈(7)的材料为抗硫氟橡胶。

5.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，

在用于测试实验时，所述中间支柱(4)为金属导电柱。

6.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，

在用于对比实验时，所述中间支柱(4)为非金属绝缘柱。

7.根据权利要求6所述的夹具，其特征在于，

所述非金属绝缘柱的材料为聚四氟乙烯、聚四氟或陶瓷。

8.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，

所述夹具适用于高温高H2S、高温高CO2或者高温高H2S与CO2混合的环境下所述第一金属试样(3)与所述第二金属试样(6)间的电偶腐蚀测试。

9.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述夹具还包括：

固定支架(9)，所述固定支架(9)与所述第一绝缘帽(1)、所述第二绝缘帽(8)和所述绝缘套筒(5)中的至少一个连接固定，用于使得所述第一金属试样(3)、所述第二金属试样(6)与摸拟测试环境的容器壁分离。

10.根据权利要求9所述的夹具，其特征在于，

所述固定支架(9)的材料为聚四氟乙烯、聚四氟或陶瓷。