[实用新型]可实现动态电化学测试的高温高压H2S/CO2腐蚀反应装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及高温高压腐蚀反应装置，具体涉及一种集腐蚀挂片失重实验和动态电化学测试于一体的高温高压H₂S/CO₂腐蚀反应装置。

背景技术

H₂S和CO₂腐蚀是世界石油工业中一种常见的腐蚀类型，也是困扰各国油气工业发展的一个极为突出的问题。我国现已开发的油气田不同程度的含有H₂S、CO₂气体，有的含量极高，如四川油田、华北油田、塔里木油田等。多年来，H₂S、CO₂往往一种或多种成分共存，且腐蚀性组分一直呈含量上升、温度和pH值波动大的趋势，导致油气集输管线设备各种腐蚀失效机率增加。况且H₂S是一种巨毒气体，空气中H₂S含量超过300ppm将对生命造成危险。由此引起的腐蚀和安全问题更为严重，不仅导致管线失效、停产，也会引起人员伤亡及严重环境污染，已成油田及油管生产设计部门一个亟待解决的重要课题。

从腐蚀机理上讲，H₂S和CO₂的腐蚀过程是一种错综复杂的化学或电化学过程，影响因素十分复杂，至今人们仍难以有针对性地制定腐蚀的防护对策。在众多的腐蚀影响因素中，温度、分压和流速是公认影响H₂S和CO₂的腐蚀过程最主要的因素。采用挂片腐蚀失重和表面产物分析技术研究油管钢的腐蚀行为和机理具有许多局限性。而电化学测试与分析技术具有诸多独特的优点， 因此模拟油气井工况环境的实时在线电化学测试技术愈来愈受到重视。如能建立一种有效的高温高压H₂S/CO₂腐蚀反应装置，对其影响因素和机理进行规律性的研究，可以说为预防油气管线H₂S/CO₂腐蚀及提供有效的防护措施指明了方向。

    从目前研究情况来看，对于H₂S/CO₂腐蚀影响因素和机理的系统研究甚少，其主要原因之一就是缺乏有效的能模拟油田实际工况的高温高压H₂S/CO₂腐蚀反应装置。常规的高温高压反应釜可以实现特定温度和压力下化学反应过程的控制，也有极个别用来替做高温高压腐蚀反应容器，但毕竟与腐蚀反应装置有本质的功能差异。况且，腐蚀发生的具体过程和电化学机理对于研究腐蚀机理必不可少，普通的高温高压反应釜只能实现腐蚀挂片在反应前与反应后试样前后失重量的差异，对于腐蚀试样在反应容器中的至关重要的腐蚀过程则无法获得。美国Cortest公司一直是生产高温高压反应釜为数不多的专业厂家，国内生产类似产品的企业寥寥无几，且目前都不能实现高温高压环境中腐蚀过程的电化学测量。高温高压下的电化学测试， 一个主要的问题是选择和封装适当的高温参比电极， 保证其在高温高压条件下稳定有效的工作，目前国内尚未较好地解决这个问题。因此，在高温高压动态条件下实施腐蚀过程电化学参数的实时测量是研究H₂S/CO₂腐蚀体系需要解决的重要的问题。现有技术中尚未涉及可实现动态电化学测试的高温高压H₂S/CO₂腐蚀反应装置。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可实现动态电化学测试的高温高压H₂S/CO₂腐蚀反应装置，装置在高温高压强腐蚀介质H₂S/CO₂存在条件下，达到了对材料发生腐蚀动态过程进行实时电化学测量的目的。

为实现上述发明目的，本申请采用的技术方案是：可实现动态电化学测试的高温高压H₂S/CO₂腐蚀反应装置，包括腐蚀反应容器、加热及恒温装置、气体增压系统及动态电化学测试系统；所述的腐蚀反应容器包括罐体及顶盖，罐体及顶盖之间采用螺栓密封固定连接；罐体内固定腐蚀试样挂片安装盘，罐体上设置磁力搅拌器；顶盖的侧壁上设置与罐体内部连通的孔道，该孔道上安装三通管线，三通管线的另两个接口分别为H₂S及CO₂的入口，在顶盖的侧壁上还设置有另一个与腐蚀反应容器内部接通的孔道，该孔道接有气体排气及安全阀装置；