專利名稱：一種動態(tài)高壓釜腐蝕試樣夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種腐蝕試樣夾具，特別涉及油井管用材模擬油田實際工礦條件腐蝕環(huán)境的動態(tài)高溫高壓釜用試樣夾具，尤其適合模擬油氣田含有濕潤二氧化碳、氯離子、硫酸鹽等并在一定流速、壓力、溫度條件下的氣液相腐蝕評價。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有國內(nèi)常規(guī)高溫高壓釜主要用于在高溫、高壓下評價材料在靜態(tài)作用下的腐蝕性能，因此試驗所使用的靜態(tài)試樣夾具主要采用掛片法，試樣形狀為簡單的片狀長方體試樣，試驗時試樣六個表面同時發(fā)生腐蝕。因此，試樣試驗過程中不存在泄漏問題，試樣夾具較為簡單且易制作。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種適用于評價材料在模擬油氣田高溫、高壓、旋轉(zhuǎn)等條件下用于高溫高壓釜試驗的新型試樣夾具。解決原有三相試驗需分開進(jìn)行的問題。
由于油氣田油井管在井下服役條件非?？量?，實驗室高壓釜試驗設(shè)備要模擬油井管的實際工礦條件，必須滿足高溫、高壓、高流速、高耐蝕、高密封等一系列要求。本使用新型試樣夾具主要在試驗流體狀態(tài)、試樣形狀、夾具密封結(jié)構(gòu)等和常規(guī)夾具有明顯不同。石油天然氣用油井管常處于氣相、氣液相、液相的高流動以及在高溫、高壓的條件下使用。因此，實驗室材料腐蝕性能的評價也必須模擬油井管實際工礦條件運用高溫高壓釜在旋轉(zhuǎn)動態(tài)條件下完成。因此，本實用新型特選用試樣形狀為圓環(huán)狀。
一種動態(tài)高壓釜腐蝕試樣夾具，包括旋轉(zhuǎn)軸、試樣和夾套，試樣由夾套固定并安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，試樣形狀為圓環(huán)狀，試樣的側(cè)面向內(nèi)傾斜角α為10～20°，在試樣的側(cè)面和內(nèi)表面涂有硅膠，試樣的兩端設(shè)置有試樣凸臺，試樣凸臺嵌入夾套中并且與夾套的內(nèi)側(cè)面有一空隙，以防止試樣在高速旋轉(zhuǎn)時脫離夾具，同時也使試樣的外沿能與夾套緊密接觸。試樣為單獨的使用氣相試樣、氣液相試樣、液相試樣一到三種的組合，如進(jìn)行多相試驗，在氣相下部設(shè)置一擋環(huán)，以保證氣相試樣免受飛濺液體的干擾。在夾具的底部設(shè)置一攪拌器。
本實用新型的有益效果是在了保證試驗數(shù)據(jù)的正確性，材料在高壓釜每次試驗周期超過14天。由于以往而以往的氣、氣液、液相的試驗往往是分開進(jìn)行的，這就需花費很大的人力和物力，而本實用新型夾具將這三個條件融合在一起，可以同時進(jìn)行三種狀態(tài)的腐蝕評價試驗，極大地提高了試驗效率。另外，根據(jù)試驗的情況，可以適當(dāng)增加氣相和液相的試樣數(shù)量，從而進(jìn)一步提高試驗效率。均勻腐蝕速率數(shù)據(jù)測試的重要環(huán)節(jié)之一是保證試樣表面積計算的精確性。由于高壓釜內(nèi)的高壓作用，液體將會滲入到試樣的側(cè)面和內(nèi)表面，如采用機械方法方式進(jìn)行密封，將會使夾具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量大，同時也增加高壓釜旋轉(zhuǎn)裝置的載荷，最終導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)裝置結(jié)構(gòu)的復(fù)雜。為了克服這一矛盾，我們在試樣的側(cè)面和內(nèi)表面涂抹硅膠，這樣就可以僅使試樣的外圓暴露在高壓釜內(nèi)的介質(zhì)中。此外，試樣的側(cè)面向內(nèi)傾斜一角度，一方面使得試樣能與夾套緊密接觸，以進(jìn)一步加強密封，另一方面，可以避免由于剛涂抹的未固化的硅膠的流淌，導(dǎo)致試樣側(cè)面裸露，雖然可以通過反復(fù)補硅膠能夠覆蓋，但這將會給操作帶來復(fù)雜化。此外，由于試驗數(shù)據(jù)的需要，需要將整個圓環(huán)切割成若干個弧形環(huán)，特設(shè)置試樣凸臺，該凸臺嵌入到左右的絕緣夾套中，并且與夾套的內(nèi)側(cè)面有有一空隙，以防止試樣在高速旋轉(zhuǎn)時脫離夾具，同時也使試樣的外沿能與夾套緊密接觸。按照上述技術(shù)方案設(shè)計的高壓釜動態(tài)試樣夾具經(jīng)過長時間使用，各項技術(shù)指標(biāo)不僅完全達(dá)到了設(shè)計要求，而且達(dá)到了安全、經(jīng)濟、操作方便的效果。目前經(jīng)此夾具檢驗的數(shù)據(jù)完全得到了國內(nèi)外油田用戶的認(rèn)可。


圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實用新型圓環(huán)試樣剖視圖圖中1-旋轉(zhuǎn)軸，2-氣相絕緣上夾套，3-氣相試樣，4-氣相絕緣夾套，5-氣相絕緣下夾套，6-擋環(huán)，7-氣液相絕緣上夾套，8-氣液相試樣，9-絕緣夾套，10-液相試樣，11-液相絕緣下夾套，12-攪拌器，13-螺母。
具體實施方式
實施例1，參照附圖1、2，為了保證試驗數(shù)據(jù)的正確性，高壓釜中的溶液量和試樣的表面積之比嚴(yán)格按ASTM國際標(biāo)準(zhǔn)大于40cm3而進(jìn)行設(shè)計的。為了保證試驗數(shù)據(jù)的正確性，試樣之間、試樣與夾具之間都采用耐高溫的聚四氟乙烯夾套絕緣。
本實用新型用于動態(tài)高溫高壓釜腐蝕試驗的試樣裝載，使用過程中通過連軸器將旋轉(zhuǎn)夾具安裝在旋轉(zhuǎn)裝置上，再將其放入由釜蓋和釜體組成的密閉容器內(nèi)，再通過進(jìn)出氣系統(tǒng)通入設(shè)定壓強的高壓氣體，由控制裝置控制夾具的轉(zhuǎn)速。
所述的試樣為氣相試樣3、氣液相試樣8、液相試樣10三相組合件，氣相絕緣上夾套2和氣相絕緣下夾套5將多個氣相試樣3固定在旋轉(zhuǎn)軸1上，氣相試樣3之間為氣相絕緣夾套4，在氣相絕緣下夾套5下方設(shè)置一擋環(huán)6，擋環(huán)6下方依次裝入氣液相絕緣上夾套7、氣液相試樣8、絕緣夾套9、液相試樣10、液相絕緣下夾套11，并用螺母13固定在旋轉(zhuǎn)軸1上，組裝時，先將氣相絕緣上夾套2左表面涂上硅膠裝入旋轉(zhuǎn)軸1上，氣相試樣3內(nèi)表面涂上硅膠后裝入氣相絕緣上夾套2的右面，將氣相試樣3的右邊緣涂上硅膠并隨即將氣相絕緣夾套4裝入到氣相試樣3的右面，重復(fù)氣相試樣3的安裝方法將試樣裝入到氣相絕緣夾套4的下面，再將氣相絕緣下夾套5和擋環(huán)6分別裝入旋轉(zhuǎn)軸1上，以此類推分別將氣液相絕緣上夾套7、氣液相試樣8、絕緣夾套9、液相試樣10、液相絕緣下夾套11裝入，最后擰緊螺栓13和攪拌器12。
本實用新型最大優(yōu)點是本實用新型夾具將氣相、液相、氣液相三個條件融合在一起，可以同時進(jìn)行三種狀態(tài)的腐蝕評價試驗，極大地提高了試驗效率。另外，根據(jù)試驗的情況，可以適當(dāng)增加氣相和液相的試樣數(shù)量，從而進(jìn)一步提高試驗效率。此外，試樣側(cè)面和內(nèi)表面涂抹硅膠，可以僅使試樣的外圓暴露在高壓釜內(nèi)的介質(zhì)中。不僅如此，試樣的側(cè)面向內(nèi)傾斜角為12°，一方面使得試樣能與夾套緊密接觸，以進(jìn)一步加強密封，另一方面，可以避免由于剛涂抹的未固化的硅膠的流淌，導(dǎo)致試樣側(cè)面裸露。整個夾具成本低廉、加工和操作簡單，尤其是在模擬油田二氧化碳、氯離子、硫酸鹽等等強復(fù)合酸性腐蝕環(huán)境條件下材料的抗腐蝕性能試驗具有很強適用性。
實施例2，試樣的側(cè)面向內(nèi)傾斜角為15°，試樣采用氣相試樣和氣液相試樣組合件，其余參照實施例1。
實施例3，試樣的側(cè)面向內(nèi)傾斜角為18°，試樣采用氣相試樣，其余參照實施例1。
權(quán)利要求1.一種動態(tài)高壓釜腐蝕試樣夾具，包括旋轉(zhuǎn)軸、試樣和夾套，試樣由夾套固定并安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，其特征是，試樣形狀為圓環(huán)狀，試樣的側(cè)面向內(nèi)傾斜角α為10～20，在試樣的側(cè)面和內(nèi)表面涂有硅膠，試樣的兩端設(shè)置有試樣凸臺，試樣凸臺嵌入夾套中并且與夾套的內(nèi)側(cè)面有一空隙，試樣為單獨的使用氣相試樣、氣液相試樣、液相試樣一到三種的組合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)高壓釜腐蝕試樣夾具，其特征是，所述的試樣為氣相試樣、氣液相試樣、液相試樣三相組合件，氣相絕緣上夾套和氣相絕緣下夾套將多個氣相試樣固定在旋轉(zhuǎn)軸上，氣相試樣之間為氣相絕緣夾套，在氣相絕緣下夾套下方設(shè)置一擋環(huán)，擋環(huán)下方依次裝入氣液相絕緣上夾套、氣液相試樣、絕緣夾套、液相試樣、液相絕緣下夾套，并用螺母固定在旋轉(zhuǎn)軸上，在夾具的底部設(shè)置一攪拌器。
專利摘要本實用新型涉及一種腐蝕試樣夾具，特別涉及油井管用材模擬油田實際工礦條件腐蝕環(huán)境的動態(tài)高溫高壓釜用試樣夾具，解決了現(xiàn)有試樣夾具無法滿足對油田實際工礦條件腐蝕環(huán)境的試驗要求的缺陷。一種動態(tài)高壓釜腐蝕試樣夾具，包括旋轉(zhuǎn)軸、試樣和夾套，試樣由夾套固定并安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，試樣形狀為圓環(huán)狀，試樣的側(cè)面向內(nèi)傾斜角α為10～20°，在試樣的側(cè)面和內(nèi)表面涂有硅膠，試樣的兩端設(shè)置有試樣凸臺，試樣凸臺嵌入夾套中并且與夾套的內(nèi)側(cè)面有一空隙，試樣為單獨的使用氣相試樣、氣液相試樣、液相試樣一到三種的組合，如進(jìn)行多相試驗，在氣相下部設(shè)置一擋環(huán)，在夾具的底部設(shè)置一攪拌器。主要用于模擬油田二氧化碳、氯離子、硫酸鹽等等強復(fù)合酸性腐蝕環(huán)境條件下材料的抗腐蝕性能試驗。
文檔編號G01N17/00GK2718567SQ20042003696
公開日2005年8月17日 申請日期2004年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月30日
發(fā)明者張忠鏵, 郭金寶, 蔡海燕 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司