CN2718567Y - 一种动态高压釜腐蚀试样夹具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种腐蚀试样夹具，特别涉及油井管用材模拟油田实际工矿条件腐蚀环境的动态高温高压釜用试样夹具，解决了现有试样夹具无法满足对油田实际工矿条件腐蚀环境的试验要求的缺陷。一种动态高压釜腐蚀试样夹具，包括旋转轴、试样和夹套，试样由夹套固定并安装在旋转轴上，试样形状为圆环状，试样的侧面向内倾斜角α为10～20°，在试样的侧面和内表面涂有硅胶，试样的两端设置有试样凸台，试样凸台嵌入夹套中并且与夹套的内侧面有一空隙，试样为单独的使用气相试样、气液相试样、液相试样一到三种的组合，如进行多相试验，在气相下部设置一挡环，在夹具的底部设置一搅拌器。主要用于模拟油田二氧化碳、氯离子、硫酸盐等等强复合酸性腐蚀环境条件下材料的抗腐蚀性能试验。
Description
技术领域：本实用新型涉及一种腐蚀试样夹具，特别涉及油井管用材模拟油田实际工矿条件腐蚀环境的动态高温高压釜用试样夹具，尤其适合模拟油气田含有湿润二氧化碳、氯离子、硫酸盐等并在一定流速、压力、温度条件下的气液相腐蚀评价。
背景技术：
现有国内常规高温高压釜主要用于在高温、高压下评价材料在静态作用下的腐蚀性能，因此试验所使用的静态试样夹具主要采用挂片法，试样形状为简单的片状长方体试样，试验时试样六个表面同时发生腐蚀。因此，试样试验过程中不存在泄漏问题，试样夹具较为简单且易制作。
发明内容：
本实用新型的目的在于提供一种适用于评价材料在模拟油气田高温、高压、旋转等条件下用于高温高压釜试验的新型试样夹具。解决原有三相试验需分开进行的问题。
由于油气田油井管在井下服役条件非常苛刻，实验室高压釜试验设备要模拟油井管的实际工矿条件，必须满足高温、高压、高流速、高耐蚀、高密封等一系列要求。本使用新型试样夹具主要在试验流体状态、试样形状、夹具密封结构等和常规夹具有明显不同。石油天然气用油井管常处于气相、气液相、液相的高流动以及在高温、高压的条件下使用。因此，实验室材料腐蚀性能的评价也必须模拟油井管实际工矿条件运用高温高压釜在旋转动态条件下完成。因此，本实用新型特选用试样形状为圆环状。
一种动态高压釜腐蚀试样夹具，包括旋转轴、试样和夹套，试样由夹套固定并安装在旋转轴上，试样形状为圆环状，试样的侧面向内倾斜角α为10～20°，在试样的侧面和内表面涂有硅胶，试样的两端设置有试样凸台，试样凸台嵌入夹套中并且与夹套的内侧面有一空隙，以防止试样在高速旋转时脱离夹具，同时也使试样的外沿能与夹套紧密接触。试样为单独的使用气相试样、气液相试样、液相试样一到三种的组合，如进行多相试验，在气相下部设置一挡环，以保证气相试样免受飞溅液体的干扰。在夹具的底部设置一搅拌器。
本实用新型的有益效果是：在了保证试验数据的正确性，材料在高压釜每次试验周期超过14天。由于以往而以往的气、气液、液相的试验往往是分开进行的，这就需花费很大的人力和物力，而本实用新型夹具将这三个条件融合在一起，可以同时进行三种状态的腐蚀评价试验，极大地提高了试验效率。另外，根据试验的情况，可以适当增加气相和液相的试样数量，从而进一步提高试验效率。均匀腐蚀速率数据测试的重要环节之一是保证试样表面积计算的精确性。由于高压釜内的高压作用，液体将会渗入到试样的侧面和内表面，如采用机械方法方式进行密封，将会使夹具的结构复杂、重量大，同时也增加高压釜旋转装置的载荷，最终导致旋转装置结构的复杂。为了克服这一矛盾，我们在试样的侧面和内表面涂抹硅胶，这样就可以仅使试样的外圆暴露在高压釜内的介质中。此外，试样的侧面向内倾斜一角度，一方面使得试样能与夹套紧密接触，以进一步加强密封，另一方面，可以避免由于刚涂抹的未固化的硅胶的流淌，导致试样侧面裸露，虽然可以通过反复补硅胶能够覆盖，但这将会给操作带来复杂化。此外，由于试验数据的需要，需要将整个圆环切割成若干个弧形环，特设置试样凸台，该凸台嵌入到左右的绝缘夹套中，并且与夹套的内侧面有有一空隙，以防止试样在高速旋转时脱离夹具，同时也使试样的外沿能与夹套紧密接触。按照上述技术方案设计的高压釜动态试样夹具经过长时间使用，各项技术指标不仅完全达到了设计要求，而且达到了安全、经济、操作方便的效果。目前经此夹具检验的数据完全得到了国内外油田用户的认可。
附图说明：
图1为本实用新型结构示意图
图2为本实用新型圆环试样剖视图
图中：1-旋转轴，2-气相绝缘上夹套，3-气相试样，4-气相绝缘夹套，5-气相绝缘下夹套，6-挡环，7-气液相绝缘上夹套，8-气液相试样，9-绝缘夹套，10-液相试样，11-液相绝缘下夹套，12-搅拌器，13-螺母。
具体实施方式：实施例1，参照附图1、2，为了保证试验数据的正确性，高压釜中的溶液量和试样的表面积之比严格按ASTM国际标准大于40cm3而进行设计的。为了保证试验数据的正确性，试样之间、试样与夹具之间都采用耐高温的聚四氟乙烯夹套绝缘。
本实用新型用于动态高温高压釜腐蚀试验的试样装载，使用过程中通过连轴器将旋转夹具安装在旋转装置上，再将其放入由釜盖和釜体组成的密闭容器内，再通过进出气系统通入设定压强的高压气体，由控制装置控制夹具的转速。
所述的试样为气相试样3、气液相试样8、液相试样10三相组合件，气相绝缘上夹套2和气相绝缘下夹套5将多个气相试样3固定在旋转轴1上，气相试样3之间为气相绝缘夹套4，在气相绝缘下夹套5下方设置一挡环6，挡环6下方依次装入气液相绝缘上夹套7、气液相试样8、绝缘夹套9、液相试样10、液相绝缘下夹套11，并用螺母13固定在旋转轴1上，组装时，先将气相绝缘上夹套2左表面涂上硅胶装入旋转轴1上，气相试样3内表面涂上硅胶后装入气相绝缘上夹套2的右面，将气相试样3的右边缘涂上硅胶并随即将气相绝缘夹套4装入到气相试样3的右面，重复气相试样3的安装方法将试样装入到气相绝缘夹套4的下面，再将气相绝缘下夹套5和挡环6分别装入旋转轴1上，以此类推分别将气液相绝缘上夹套7、气液相试样8、绝缘夹套9、液相试样10、液相绝缘下夹套11装入，最后拧紧螺栓13和搅拌器12。
本实用新型最大优点是：本实用新型夹具将气相、液相、气液相三个条件融合在一起，可以同时进行三种状态的腐蚀评价试验，极大地提高了试验效率。另外，根据试验的情况，可以适当增加气相和液相的试样数量，从而进一步提高试验效率。此外，试样侧面和内表面涂抹硅胶，可以仅使试样的外圆暴露在高压釜内的介质中。不仅如此，试样的侧面向内倾斜角为12°，一方面使得试样能与夹套紧密接触，以进一步加强密封，另一方面，可以避免由于刚涂抹的未固化的硅胶的流淌，导致试样侧面裸露。整个夹具成本低廉、加工和操作简单，尤其是在模拟油田二氧化碳、氯离子、硫酸盐等等强复合酸性腐蚀环境条件下材料的抗腐蚀性能试验具有很强适用性。
实施例2，试样的侧面向内倾斜角为15°，试样采用气相试样和气液相试样组合件，其余参照实施例1。
实施例3，试样的侧面向内倾斜角为18°，试样采用气相试样，其余参照实施例1。
Claims (2)
1、一种动态高压釜腐蚀试样夹具，包括旋转轴、试样和夹套，试样由夹套固定并安装在旋转轴上，其特征是，试样形状为圆环状，试样的侧面向内倾斜角α为10～20，在试样的侧面和内表面涂有硅胶，试样的两端设置有试样凸台，试样凸台嵌入夹套中并且与夹套的内侧面有一空隙，试样为单独的使用气相试样、气液相试样、液相试样一到三种的组合。
2、根据权利要求1所述的一种动态高压釜腐蚀试样夹具，其特征是，所述的试样为气相试样、气液相试样、液相试样三相组合件，气相绝缘上夹套和气相绝缘下夹套将多个气相试样固定在旋转轴上，气相试样之间为气相绝缘夹套，在气相绝缘下夹套下方设置一挡环，挡环下方依次装入气液相绝缘上夹套、气液相试样、绝缘夹套、液相试样、液相绝缘下夹套，并用螺母固定在旋转轴上，在夹具的底部设置一搅拌器。
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