[发明专利]硫化物应力腐蚀开裂试验装置和方法

说明书

本发明公开了一种硫化物应力腐蚀开裂试验装置和方法。本发明的试验装置包括应力环试验罐组件（1）、信号转换器（2）和计算机终端；应力环试验罐组件中的溶解氧电极（151）、硫化氢电极（152）、pH值电极（153）和温度电极（154）的感应端插入到试验罐（14）内的试验溶液中，电极的信号端与信号转换器的信号输入端连接，信号转换器的数据传输接口与计算机终端的数据传输接口连接。本发明的试验方法包括：通过计算机终端观测由溶解氧电极、硫化氢电极、pH值电极和温度电极测得的试验溶液中的溶解氧浓度、硫化氢浓度、pH值和温度。本发明的试验装置和方法能使试验过程中试验罐始终处于封闭状态，保证了试验结果的准确性。

技术领域

本发明涉及一种材料试验装置和方法，尤其涉及一种硫化物应力腐蚀开裂试验装置和方法。

背景技术

随着世界油气资源的不断开发，油气开采的难度不断加大，石油天然气已转向非常规油气资源的开发，尤其是含硫化氢的油气资源也已经成为了开采的主要目标。然而，在对含硫化氢的油气资源进行开采时，硫化氢会对油井管造成腐蚀并导致其开裂，因此，在开采含硫化氢的油气资源时必须采用抗硫油井管。

为确保抗硫油井管的抗硫性能符合标准要求，需要按照国际惯用的NACE 0177标准（NACE是National Association of Corrosion Engineers，中译文为美国国际腐蚀工程师协会），对抗硫油井管产品进行硫化物应力腐蚀开裂试验。

目前，针对硫化物应力腐蚀开裂试验，有专门的试验装置，具体来说就是一个应力环试验罐组件，其包括应力环和试验罐，试验罐安置在应力环的中间，试验罐内盛放有试验溶液，应力环上还设置有用于对试样进行应力加载的应力加载机构。当要对油井管材质试样进行试验时，将试样安装在应力加载机构上且处于试验罐内的试验溶液中，调节应力环并通过应力加载机构对试样施加拉伸力，同时还需要对试验溶液进行吹氮除氧、测试溶解氧浓度、吹入硫化氢、测试硫化氢饱和度等步骤的操作。而在试验过程中，还需要不断地测试试验溶液的硫化氢浓度、pH值及温度。在上述过程中，需要不断地从试验罐中抽取试验溶液，然后，用碘量滴定法来检测试验溶液中的溶解氧浓度和硫化氢浓度，用pH试纸来检测试验溶液的pH值，等等。

如上所述，利用现有的试验装置来进行硫化物应力腐蚀开裂试验，需要经常从试验罐中抽取试验溶液做测试，这样一来，一方面，很难保证试验罐的封闭性，试验罐中的试验溶液难免会与空气接触，空气中的氧气进入试验溶液中则会对试验结果造成不良影响，另一方面，多次抽取试验罐中的溶液来做测试，会造成试验罐内的试验溶液大量减少，从而导致试验无法进行下去。此外，由于试验溶液中的硫化氢气体具有较强的毒性，抽取试验溶液过程也是比较危险的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硫化物应力腐蚀开裂试验装置和方法，该试验装置和方法能使试验过程中试验罐始终处于封闭状态，从而避免了试验罐中的试验溶液与外部空气接触，同时也保证了试验罐内有足够的试验溶液，进而保证了试验结果的准确性，同时还降低了试验人员接触试验溶液中硫化氢气体的几率，有效保障了试验人员的人身安全。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种硫化物应力腐蚀开裂试验装置，包括应力环试验罐组件、信号转换器和计算机终端；所述应力环试验罐组件包括应力环、试验罐、溶解氧电极、硫化氢电极、pH值电极、温度电极、进气管和出气管；所述试验罐安置在应力环的中间，试验罐内盛放有试验溶液；所述应力环上还设置有应力加载机构，作为试验对象的试样安装在应力加载机构上，试样穿过试验罐且处于试验溶液中；所述试验罐的顶部开设有进气孔，所述进气管的一端通过进气孔插入到试验溶液中；所述试验罐的顶部开设有出气孔，所述出气管与出气孔连通；所述试验罐的顶部开设有与所述溶解氧电极、硫化氢电极、pH值电极和温度电极相对应的电极插入孔，所述溶解氧电极、硫化氢电极、pH值电极和温度电极的感应端通过电极插入孔插入到试验罐内的试验溶液中，溶解氧电极、硫化氢电极、pH值电极和温度电极的信号端均与信号转换器的信号输入端电性连接，信号转换器的数据传输接口与计算机终端的数据传输接口电性连接。