[实用新型]一种钢材抗二氧化碳腐蚀性能的对比模拟测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及材料腐蚀领域，具体地说是一种钢材抗CO₂腐蚀性能的对比模拟测试装置。

背景技术

近年来，国内外大力开展CO₂驱油提高采收率技术的研发和应用。CO₂驱油具有适用范围大、驱油成本低、采收率提高显著等优点。但是CO₂腐蚀是困扰我国油气工业发展的一个极为突出的问题。

原油管道内的CO₂腐蚀具体是高温高压多相流动介质中的CO₂腐蚀,影响因素较多,不仅会发生大面积的全面腐蚀,而且往往会发生点状、台地状、涡旋状、蜂窝状和烧瓶状等局部腐蚀,危害大且预测难度较大。

腐蚀速率是抗CO₂腐蚀钢最重要的技术指标，根据腐蚀速率不仅可以客观科学地评价材料的CO₂腐蚀性能，而且可以在类似条件下预测钢材的失效时间。现有的测量钢材的耐腐蚀性能的相关资料有：

专利号为CN2491826，一种周期浸润腐蚀试验箱，可以实现干湿交替和光照的模拟腐蚀条件。通过使试样浸入或脱离下方的酸蚀溶液浸润槽实现周期性浸润；通过远红外灯照射试样表面模拟光照干燥。但是该设备无冷却设备，无法精确控制温度。

申请号为20070016705.2，一种腐蚀室内动态模拟试验装置，可以同时实现两个流速的腐蚀试验，并在线观测腐蚀介质的流动状态和腐蚀挂片的状态。主要构成为管道系统、温控系统、检测系统、循环系统等。

申请号为02283947.X，一种油田集输系统三相流多速腐蚀模拟测试装置，可以在腐蚀系统内挂片，模拟油田集输系统油、气、水三相介质的流动状态。主要构成为混合系统、分离系统、腐蚀系统等。但无具体参数。

专利号为CN102305761，酸性介质输送管道焊缝及母材腐蚀模拟试验装置及方法，可以模拟在管道输送条件下高酸性天然气中酸性介质对管道焊缝及母材的腐蚀状况。主要构成为储存系统、温控系统、压力系统、分离系统等。试验结果真实，但是规模大、费用高。

上述专利都是与腐蚀测试相关的方法及装置，但是或者功能目的不同，或者无详细试验方法和手段，或者费用高不方便。没有适用于实验室用原油输送钢材抗CO₂腐蚀性能的对比模拟测试方法及装置。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种钢材抗CO₂腐蚀性能的对比模拟测试装置，该装置结构简单、性能稳定、控制精度高、操作简单，可以用于实验室内对钢材的抗CO₂腐蚀性能的对比模拟测试。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种钢材抗CO₂腐蚀性能的对比模拟测试装置，其特征在于：该装置包括反应釜、溶液池和压力调节装置，溶液池的出口通过液体控制阀与反应釜的上端连接，溶液池的进口通过液体控制阀和流体压力泵与反应釜的下端连接；在反应釜外壁上环绕设有加热棒，在加热棒外侧设有隔热材料，在反应釜内设有用来测量反应釜内溶液温度的热电偶，热电偶与温度调节器连接；在反应釜内设有样品夹具，样品夹具与伸出到反应釜外部的搅拌装置连接；所述压力调节装置包括CO₂气罐和N₂气罐，CO₂气罐和N₂气罐均通过气体控制阀和气体压力泵与反应釜的底部连接；在CO₂气罐和N₂气罐与反应釜间均设有气体压力表和单向阀门；在反应釜上端设有排气管。

本实用新型中，温度调节器的温度调节范围是30℃~150℃。在反应釜上端设有压力表。在样品夹具上设有一组样品镶嵌装置。

本发明的测试方法如下：

将钢材加工成弧形试样，经过砂纸打磨后，将其浸入到盛有丙酮的烧杯中，放入超声波清洗仪中清洗，除掉试样表面的油污，酒精清洗冷风吹干；可以将钢材加工成为φ87mm的弧形试样，经过800#砂纸打磨，放入超声波清洗仪中清洗20分钟。

对弧形试样进行数据测量记录，然后将弧形试样镶嵌到测试装置的样品夹具上，放入反应釜内；可以将试样放置在精度0.1mg的电子分析天平称量重量，用精度0.02mm的游标卡尺测量尺寸，并计算试样腐蚀面的面积，记录测量的数据。

将实验溶液用CO₂除氧之后通入溶液池和反应釜内；溶液成分中Cl^-浓度600~15000lmg/L；