[发明专利]一种高温高压多相流腐蚀实验方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种高温高压多相流腐蚀实验方法及装置，更具体地说，它涉及一种用于油气田材料腐蚀方面高温高压多相流腐蚀实验方法，本发明还涉及使用该方法进行高温高压多相流腐蚀实验和评价的试样及试样夹持装置。 

背景技术

在金属材料化学实验中，需要对石油工业、化学工业中用于抗腐蚀的设备、管道、装置所用金属材料处于高温高压高含腐蚀介质的气相、液相或多相流状态进行腐蚀性能评价。目前国内外现有的高温高压腐蚀测试方法一般都是在高温高压釜内安装搅拌装置，将试样安装在搅拌器上实现试样和腐蚀介质的相对运动，不能模拟石油工业和化学工业中高温高压条件下腐蚀介质的流动以及模拟冲刷腐蚀作用，材质的腐蚀评价结果与现场结果相差较大。 

在油气工业中，高温高压含H₂S/CO₂组分的复杂体系在油管和输送管、站场设备中的腐蚀和冲蚀与流场变异、与多相体系的流态及流型有关。目前这类试验评价在学术上和工程技术上具有重要价值，由于缺乏相应的实验方法和装置，致使相应的评价实验不能进行。常规的高压动态腐蚀评价试验仪为叶片搅动或锥板转动，其流态分布与实际的工业状况相差甚远，用常规方法评价材料的腐蚀或缓蚀剂的防腐效果与工业实际常常相差甚远。 

目前，常规的搅拌式高温高压腐蚀动态腐蚀实验方法存在以下不足： 

(1) 高温高压釜体的结构局限性造成腐蚀介质不能实现管路流动，无法模拟现场条件；

(2) 腐蚀介质中的固相颗粒因重力作用将沉于釜底，安放在气相和液相中的试样不会受到固体颗粒的冲刷作用，因而不能模拟现场冲刷腐蚀作用；

(3) 搅拌器的转速及试样表面的线速度虽可精确计算，但由于腐蚀介质有一定粘度，致使腐蚀介质与试样产生相对运动，从而导致试样与腐蚀介质的相对运动速度难于准确获得，并且该速度误差随搅拌速度增大而增加。

为解决常规高温高压动态腐蚀试验不能模拟现场实际工况的问题，本发明借助循环流动高温高压釜，提出了新型高温高压腐蚀介质流动通道，并设计出了腐蚀试样的夹持装置，形成了适用于高温高压多相流腐蚀测试的新型实验方法，能够很好的解决上述问题。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种能够较真实反映现场工况、用于模拟多相流高温高压腐蚀实验的方法。 

本发明要解决的另一技术问题是提供一种结构简单、易于操作、安全可靠、能够同时测试多个试样、用于模拟多相流腐蚀的高温高压釜所用试样夹持装置。 

本发明的前一技术方案是这样实现的：一种高温高压多相流腐蚀实验方法主要包括：(1) 测定金属材料在高温高压气相流、液相流以及气液两相流腐蚀工况下的耐蚀性能和腐蚀速率；(2) 测定金属材料在高温高压条件下，携水、管道积水等状态下的耐蚀性能和腐蚀速率；(3) 测定金属材料在气相、液相、固相三相状态以及悬浮液、悬浮颗粒作用下的腐蚀作用机理及其腐蚀速率；(4) 测定由于腐蚀作用所形成的不溶性腐蚀产物、沉积元素硫、不参与腐蚀反应的惰性固相对材料耐蚀性能和腐蚀速率的影响作用机理；(5) 对携水采气、积水采气等特定开采状态的套管剩余强度进行分析评价；根据实验数据结果计算得出材料在以上工况下的耐蚀性能和腐蚀速率，并对腐蚀产物组分、形貌以及腐蚀产物膜特征进行分析，从而对金属材料在多相流高温高压腐蚀条件下的耐蚀性能进行综合评价。 

上述的一种高温高压多相流腐蚀实验方法中，具体测定步骤是：(A) 将腐蚀挂片试样夹持在下绝缘夹具(3)和上绝缘夹具(4)之间；(B) 将装有待测试样的绝缘夹具装入循环动态高温高压釜中；(C) 根据所模拟的工况特征，分别先后加入适量的液相、固相和气相腐蚀介质，从而形成特定的气相、液相、气液两相、携水流动、管道积水、悬浮液等综合腐蚀介质；(D)达到实验设计温度、压力、流速后，按常规方法开始实验。 

本发明与现有技术相比，具有下述优点： 

(1) 高温高压釜内气相或液相腐蚀介质能够与试样充分接触，能够真实模拟现场工况下样品内壁、外壁的冲刷腐蚀作用并对冲刷腐蚀进行评价。

(2) 模拟测定试样在高温高压气相、液相、固相以及多相流状态下，管具积水、沉积元素硫、悬浮液、悬浮颗粒以及由于腐蚀作用所形成的不溶性腐蚀产物、不参与腐蚀反应的惰性固相对试样腐蚀速率的影响作用机理，实验结果更接近现场工况，能够真实模拟现场腐蚀作用的影响因素，对现场判定材料的抗腐蚀性能提供更可靠、更加稳定的实验方法。 

附图说明