[发明专利]一种腐蚀性环境下管材耐蚀性能评价装置、安装方法及评价方法

说明书

本发明公开了一种腐蚀性环境下管材耐蚀性能评价装置、安装方法及评价方法，包括恒载荷应力腐蚀测试总成以及监测总成，所述恒载荷应力腐蚀测试总成包括施力框、设置在施力框上的应力加载机构、设置在施力框内的试验釜以及设置在试验釜内的管材试样，所述应力加载机构对试验釜内的管材试样加载恒定的拉伸力，所述监测总成用于监测管材试样在腐蚀环境且加载恒定拉伸载荷下的状态变化。本发明通过弹簧和应力片控制加载应力稳定为设计应力，通过试验釜和热收缩套模拟腐蚀环境和介质与现场一致，通过声纳系统和频率系统监测管材试样萌生裂纹的时间，减少多余试验时长，最后，通过试验结果，可明确管材在现场的耐蚀性，还可推断管材的裂纹潜伏寿命。

技术领域

本发明属于管材性能试验技术领域，特别涉及一种含硫化氢高腐蚀性环境下管材耐蚀性能评价装置、安装方法及评价方法。

背景技术

在石油工业发展过程中，随着越来越多恶劣条件的地层被开发，地层中的腐蚀介质加剧了井下管材的应力腐蚀风险，在应力腐蚀中腐蚀和应力两个因素相互促进，最终导致井下管材的突发性失效，因此有必要评价井下管材在应力和腐蚀介质共同作用下的耐蚀性。

应力腐蚀是由合金因素、应力因素和环境因素三者相互影响，共同促进的。恒载荷法是目前常用的应力腐蚀试验之一，其主要优点包括初始应力明确，更符合实际工况，是一种评价管材耐蚀性能的试验方法。目前公开的恒载荷试验方法无法同时准确模拟应力和腐蚀介质的共同作用，会影响试验结果的可靠性，而且目前公开的恒载荷试验方法只能得到试样断裂时的临界应力信息，无法得到裂纹萌生和扩展的信息，此外，恒载荷法的试验数据应用于管材的耐蚀性评价的方法需要优化。

中国专利201510127403.7公开了一种恒载荷拉伸试验装置，其要点在于利用上下夹头将试样固定在矩形承力框架的空腔中，依靠加载弹簧和加载螺母施加载荷，该装置小巧轻便，安全可靠，手动加载，但是由于试样在高温下的热膨胀，其装置无法在高温下准确加载应力，降低了试验结果的可靠性。中国专利201510874287.5公开了一种复合加载应力腐蚀试验装置及方法，其要点在于采用上下夹具和拉力环固定试样，采用旋转电机模拟拉伸、扭转、液体流动冲击的复杂受力工况，但是其无法监测裂纹的萌生，也无法评价管材的耐蚀性。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够准确模拟应力和腐蚀介质的共同作用，得到裂纹萌生和扩展的信息，更好的利用试验结果评价管材耐蚀性的腐蚀性环境下管材耐蚀性能评价装置、安装方法及评价方法。

本发明采用的技术方案是：

一种腐蚀性环境下管材耐蚀性能评价装置，其特征在于：包括恒载荷应力腐蚀测试总成以及监测总成；

所述恒载荷应力腐蚀测试总成包括施力框、设置在施力框上的应力加载机构、设置在施力框内的试验釜以及设置在试验釜内的管材试样，在所述试验釜内盛装有腐蚀性的试验溶液，所述管材试样置于试验溶液内，所述管材试样两端分别通过穿过试验釜的上、下密封组件与上转换接头和下转换接头连接，所述上转换接头穿过施力框并与应力加载机构连接，所述下转换接头与施力框连接，所述应力加载机构对试验釜内的管材试样加载恒定的拉伸力；

所述监测总成用于监测管材试样在腐蚀环境且加载恒定拉伸载荷下的状态变化。

本发明所述的腐蚀性环境下管材耐蚀性能评价装置，其所述应力加载机构包括加载螺母以及加载弹簧，所述加载螺母与上转换接头伸出施力框的部分螺纹连接，所述加载弹簧套在上转换接头上且设置在加载螺母与施力框之间，通过旋紧加载螺母挤压加载弹簧，使其处于压缩状态，所述加载弹簧的复位力为管材试样提供恒定的拉伸载荷。

本发明所述的腐蚀性环境下管材耐蚀性能评价装置，其所述试验釜包括试验釜体以及试验釜盖，所述试验釜体与试验釜盖密封连接形成用于盛装试验溶液的密封腔室，在所述试验釜体外周设置有加热套。