[发明专利]一种不锈钢管材耐水线腐蚀性能测试装置和方法

说明书

本发明公开了一种不锈钢管材耐水线腐蚀性能测试装置及方法，通过两个相互独立的阳极腔室和阴极腔室，在阳极腔室和阴极腔室底部通过连接管连通，通过在阳极腔室和阴极腔室内分别设置阴极和阳极电极腐蚀，两个独立的阳极腔室和阴极腔室分别通入不同腐蚀气体，通过提高腐蚀性气体的浓度差和调节模拟液pH值的方法，借助电化学工作站电偶腐蚀模块监测其腐蚀电流，以实现快速精准重现不锈钢水线腐蚀的目的；适合于地面集输用各类不锈钢管道的耐水线腐蚀性能评价和研究，本发明通过将水线腐蚀的阴极和阳极隔离以实现腐蚀性气体分离的目的，同时又保证阴阳极之间的离子通路，试样形状不受限制，既能重现不锈钢水线腐蚀，又能研究水线腐蚀的影响因素。

技术领域

本发明属于油气地面工程应用领域，具体涉及一种不锈钢管材耐水线腐蚀性能测试装置和方法。

背景技术

随着我国石油天然气需求量的不断增加，油气田勘探开发向深井、超深井方向发展，采出物介质组分更加复杂，富含CO₂、H₂S等腐蚀性组分，地层水矿化度高、氯离子含量高，腐蚀性强，给地面集输管道的选材带来严峻挑战。常规的碳钢管材因耐蚀性较差已无法保证油气田地面集输管道的本质安全，而不锈钢管材具有优良的耐腐蚀性能，在此类严重腐蚀环境拥有广阔的应用前景。目前，在地面集输管道中，各油气田应用的不锈钢产品主要为奥氏体不锈钢和奥氏体-铁素体双相不锈钢。国内外对这两类不锈钢的耐蚀性能已进行了广泛研究，但更多是关注其耐均匀腐蚀、点蚀和应力腐蚀开裂的能力，而对其耐水线腐蚀的能力研究较少。从已有的文献研究和实际失效案例可知，不锈钢水线腐蚀研究较少主要有三方面的原因，第一，由于不锈钢耐蚀性好，一般的油气田环境很难达到水线腐蚀发生的条件，失效案例少；第二，不锈钢的价格较碳钢更贵，使用量更少，出现问题的概率更小；第三，也是最关键的，碳钢因耐蚀性较差，水线腐蚀更易重现，而不锈钢耐蚀性好，一般的实验方法和装置很难重现水线腐蚀，特别是对于耐蚀性更好的奥氏体-铁素体双相不锈钢。当前，常见的水线腐蚀试验方法和装置主要是针对碳钢，而对不锈钢水线腐蚀缺少合适的评价方法和试验装置，无法有效实现不锈钢水线腐蚀的检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不锈钢管材耐水线腐蚀性能测试装置和方法，以克服现有技术的不足，能够实现快速精准重现不锈钢水线腐蚀检测。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种不锈钢管材耐水线腐蚀性能测试装置，包括电化学工作站、阳极腔室和阴极腔室，阳极腔室和阴极腔室的下端侧壁均设有开口，阳极腔室下端侧壁的开口与阴极腔室下端侧壁的开口通过连接管连通；阳极腔室内设有阳极导线、阳极参比电极和阳极进气管，阳极导线的一端和阳极参比电极的一端均连接于电化学工作站，阳极导线的另一端连接有阳极试样，阳极参比电极另一端和阳极试样均位于阳极腔室内测试液液面下端，阳极进气管一端连通于阳极气瓶，阳极进气管另一端位于阳极试样下端；阴极腔室内设有阴极导线、阴极参比电极和阴极进气管，阴极导线的一端和阴极参比电极的一端均连接于电化学工作站，阴极导线的另一端连接有阴极试样，阴极参比电极另一端和阴极试样均位于阴极腔室内测试液液面下端，阴极进气管一端连通于阴极气瓶，阴极进气管另一端位于阴极试样下端。

进一步的，阳极腔室上设有阳极出气管，阴极腔室上设有阴极出气管。

进一步的，阳极腔室和阴极腔室均采用玻璃瓶。

进一步的，连接管采用硅胶管。

进一步的，阳极腔室和阴极腔室的上端开口均设有瓶塞，阳极出气管和阴极出气管分别贯穿于阳极腔室和阴极腔室的瓶塞。

进一步的，阳极导线、阳极参比电极和阳极进气管均集成于阳极橡胶瓶塞上，阳极进气管通过阳极进气软管连通于阳极气瓶；阴极导线、阴极参比电极和阴极进气管均集成于阴极橡胶瓶塞，阴极进气管通过阴极进气软管连通于阴极气瓶。

进一步的，阳极气瓶采用氧气瓶或二氧化碳瓶，阴极气瓶采用氮气瓶。