[发明专利]一种金属腐蚀试验用试片夹持装置及腐蚀试验方法

说明书

技术领域

本发明属于金属腐蚀试验技术领域，具体涉及一种金属腐蚀试验用试片夹持装置及腐蚀试验方法。

背景技术

在石油天然气工业生产过程中，介质中的CO₂、H₂S、污水等会对管道和装备造成腐蚀，从而引起油气泄漏，造成环境污染、人员伤害和经济损失等不良后果。

目前利用实验室腐蚀试验方法检验管道和装备材料在生产工况中的腐蚀性能已经成为材料选择和安全评价的主要依据，现有技术中浸泡失重法是最常用、最经济、最有效的试验方法，且应用最为广泛，浸泡失重法在具体操作时，首先将管道或者装备钻取试片，将试片安装在夹具上，再将夹具与高压釜连接进行腐蚀试验。

在实验室为模拟现场工况的动态环境，如原油流动环境，多利用螺栓、耐腐蚀非金属材质或者表面包覆聚四氟乙烯的连接件将试片固定在夹具上，这样使试片与夹具固定牢固，保证试片不幌动甚至掉落，但是，这种安装方式存在下述问题：在一些特定介质，如具有Fe³⁺的电解质溶液中，试片与夹具贴合处的缝隙宽度可能处于易发生缝隙腐蚀的最敏感缝宽范围内，最敏感缝宽范围为25μm～150μm，若缝隙宽度位于最敏感缝宽范围内容易诱发试片发生缝隙腐蚀，从而严重影响试验结果的精确性和有效性，且目前安装方法操作复杂，增大了试验所用时间，降低了试验效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种金属腐蚀试验用试片夹持装置，其结构简单，试片与夹持孔内的齿牙为线接触，且相邻两个所述齿牙的齿顶间距大于1mm，这样能够有效避开易发生缝隙腐蚀的最敏感缝宽范围，从而避免试片在电解液溶液中发生缝隙腐蚀，保证了试验数据的有效性及精确性，且能够保证试片随电机转动时不会脱离夹持装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种金属腐蚀试验用试片夹持装置，其特征在于：包括悬挂杆、与悬挂杆传动连接并带动悬挂杆旋转的驱动机构和多个沿所述悬挂杆长度方向且同轴螺纹套装在悬挂杆上的圆盘，所述圆盘上沿圆周方向开设有可夹持试片的夹持孔，所述试片竖向固定在上下相邻的两个所述圆盘之间，所述夹持孔内布设有多个均与所述试片线接触的齿牙，多个所述齿牙沿所述夹持孔的轴向方向均匀布设，相邻两个所述齿牙的齿顶间距大于1mm。

上述一种金属腐蚀试验用试片夹持装置，其特征在于：所述圆盘由靠近所述悬挂杆底端的第一圆盘和位于所述第一圆盘上方的第二圆盘组成，所述夹持孔分别为设置在第一圆盘上的盲孔一和设置在第二圆盘上的通孔和盲孔二，所述通孔和所述盲孔二沿所述第二圆盘的圆周方向间隔布设。

上述一种金属腐蚀试验用试片夹持装置，其特征在于：所述第二圆盘的数量为多个，相邻两个所述第二圆盘上的通孔与盲孔二相对布设，第一圆盘上的盲孔一和与第一圆盘相邻的第二圆盘上的通孔相对布设。

上述一种金属腐蚀试验用试片夹持装置，其特征在于：所述圆盘通过螺母固定在所述悬挂杆上。

上述一种金属腐蚀试验用试片夹持装置，其特征在于：所述夹持孔为矩形孔。

上述一种金属腐蚀试验用试片夹持装置，其特征在于：所述圆盘的中心位置开设有供所述悬挂杆穿过的螺纹孔。

上述一种金属腐蚀试验用试片夹持装置，其特征在于：所述驱动机构包括电机和与所述电机相连的传动轴，所述传动轴与所述悬挂杆连接。

上述一种金属腐蚀试验用试片夹持装置，其特征在于：所述电机为变频电机。

同时，本发明还公开了一种保证试验数据的有效性及精确性的金属试片腐蚀试验方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一、试片夹持层层数的确定：根据公式计算试片夹持层的层数N，其中，M为实际腐蚀试验需要测试的试片的总数量，m为相邻两个圆盘之间所能夹持试片的数量，N为试片的夹持层层数，其中，N、M和m均为不小于1的正整数；

步骤二、第二圆盘数量的确定：根据步骤一中确定的试片夹持层的层数N，确定第二圆盘数量n，其中，n＝N；

步骤三、第一圆盘和第二圆盘的安装：首先，将悬挂杆呈竖直布设，将一个第一圆盘安装在悬挂杆上，然后，将步骤二中确定的n个第二圆盘依次安装在悬挂杆上，其中，第一圆盘上的盲孔一开口部和第二圆盘上的盲孔二开口部朝向相同，形成N层用于夹持试片的试片夹持层，其中，沿悬挂杆由下至上依次形成第1试片夹持层、……、第N试片夹持层；

步骤四、判断试片夹持层的层数N是否大于1：若N大于1，执行步骤五；若N不大于1，执行步骤六；