[发明专利]高强度钢应力腐蚀疲劳试验装置

说明书

本发明提供一种高强度钢应力腐蚀疲劳试验装置，包括弯曲疲劳试样机，所述弯曲疲劳试样机上设置有弯曲疲劳试样机轴座，用于安装疲劳试样，该试验装置还包括腐蚀介质存储装置，所述腐蚀介质存储装置居中套设于所述疲劳试样上。本发明实施例提供的高强度钢应力腐蚀疲劳试验装置，在现有旋转弯曲疲劳试样机的基础上，设计出一种能够对腐蚀环境中高强度钢的交变弯曲疲劳进行测试的旋转弯曲腐蚀疲劳试验装置。利用该试验装置可在不同腐蚀介质环境下对高强度钢进行疲劳性能测试，评价油气井中钻杆和油管用高强度钢在腐蚀介质环境及一定弯曲应力水平下的疲劳寿命。

技术领域

本发明涉及材料疲劳试验技术，更具体地说，它涉及一种高强度钢应力腐蚀疲劳试验装置。

背景技术

油气田钻井作业过程中钻杆经常处于旋转弯曲和流体腐蚀状态，钻杆材料在该状态下产生应力腐蚀疲劳断裂；在高产气井中的下部井段油管也处于流体腐蚀和振动交变应力状态；此外，连续油管也存在弯曲应力及腐蚀疲劳问题。如何评价钢材的应力腐蚀疲劳寿命或应力腐蚀疲劳强度，或工作介质对上述二者影响具有极其重要的应用价值。

常规的旋转弯曲疲劳试验是在室内空气环境下进行的，无法模拟腐蚀环境下的应力腐蚀疲劳行为，然而在有流体腐蚀工况下和无流体腐蚀工况下的疲劳寿命可相差10-100倍。

目前国内外弯曲应力腐蚀试验装置一般是在室内环境下利用弯曲疲劳试样机进行旋转弯曲疲劳试验，不能模拟实际钻井作业中腐蚀环境下，高强度钢在弯曲应力作用下所引起的力学性能损伤，从而使得评价结果与现场结果相差较大，无法提供可靠依据来对高强度钢进行优选和评价。

发明内容

本发明实施例提供一种高强度钢应力腐蚀疲劳试验装置，目的是在现有旋转弯曲疲劳试样机的基础上，设计出一种能够对腐蚀环境中高强度钢的交变弯曲疲劳进行测试的旋转弯曲腐蚀疲劳试验装置。利用该装置可在不同腐蚀介质环境下对高强度钢进行疲劳性能测试，评价油气井中钻杆和油管用高强度钢在腐蚀介质环境及一定弯曲应力水平下的疲劳寿命。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

提供一种高强度钢应力腐蚀疲劳试验装置，该试验装置包括弯曲疲劳试样机，所述弯曲疲劳试样机上设置有弯曲疲劳试样机轴座，用于安装疲劳试样；该试验装置还包括腐蚀介质存储装置，所述腐蚀介质存储装置居中套设于所述疲劳试样上，与所述疲劳试样之间形成用于存储腐蚀介质的空腔。

在本发明的一实施例中，上述腐蚀介质存储装置包括腐蚀介质容器和设置于所述腐蚀介质容器两端的密封件，所述密封件用于密封所述腐蚀介质容器与所述疲劳试样的连接处。

在本发明的一实施例中，上述密封件包括橡胶圈、弹簧夹和螺母，所述橡胶圈套设于所述疲劳试样上，所述弹簧夹带缺口的一端背向所述腐蚀介质容器套设于所述橡胶圈上，所述弹簧夹与所述腐蚀介质容器连接，所述螺母安装于所述弹簧夹上用于紧固所述弹簧夹。

在本发明的一实施例中，上述弹簧夹通过螺纹与所述腐蚀介质容器连接。

在本发明的一实施例中，上述腐蚀介质容器上设置有腐蚀介质注入口。

在本发明的一实施例中，上述腐蚀介质存储装置还包括用于密封所述腐蚀介质注入口的封口阀。

在本发明的一实施例中，上述封口阀与所述腐蚀介质注入口螺纹配合。

在本发明的一实施例中，上述封口阀与所述腐蚀介质注入口间隙配合。

在本发明的一实施例中，上述腐蚀介质存储装置由耐腐蚀材料制成。