一種沖刷工況下評(píng)價(jià)緩蝕劑膜完整性的裝置及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種沖刷工況下評(píng)價(jià)緩蝕劑膜完整性的裝置及方法，屬于石油化工腐蝕與防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括供流循環(huán)單元、剪切力測(cè)量單元、電化學(xué)監(jiān)測(cè)單元、攝像觀察單元、試片測(cè)試單元和緩蝕劑加注單元。利用該裝置及方法可實(shí)現(xiàn)緩蝕劑膜完整性的評(píng)價(jià)：首先在不同沖刷工況下通過(guò)剪切力測(cè)量單元測(cè)量流動(dòng)剪切力，通過(guò)試片測(cè)試單元測(cè)得腐蝕速率，通過(guò)電化學(xué)監(jiān)測(cè)單元實(shí)施在線腐蝕監(jiān)測(cè)，通過(guò)攝像觀察單元對(duì)試片表面形貌進(jìn)行觀察記錄，然后通過(guò)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，綜合評(píng)價(jià)出緩蝕劑膜的完整性，并得出緩蝕劑膜完整性破壞時(shí)的臨界參數(shù)，最后通過(guò)緩蝕劑加注單元加注緩蝕劑使緩蝕膜修復(fù)完整，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)緩蝕劑膜穩(wěn)定、破壞和修復(fù)的監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種沖刷工況下評(píng)價(jià)緩蝕劑膜完整性的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于石油化工腐蝕與防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及不同沖刷工況下評(píng)價(jià)緩蝕膜完整性的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在油氣生產(chǎn)過(guò)程中，管道內(nèi)壁通常采用緩蝕劑涂覆預(yù)膜，以及連續(xù)加注緩蝕劑預(yù)防石油管的內(nèi)腐蝕。通常，緩蝕劑都必須附在材料的表面上形成完整的保護(hù)膜才能起到良好的防護(hù)作用。而腐蝕介質(zhì)在管道中流動(dòng)時(shí)，將對(duì)壁面產(chǎn)生流體沖刷作用，壁面受到的剪切力可能破壞緩蝕劑膜的完整性，導(dǎo)致緩蝕劑失去防護(hù)作用。緩蝕劑的防護(hù)效果受流速、溫度和緩蝕劑濃度的影響很大，在不同沖刷工況下流動(dòng)剪切力有著顯著性差異，從而影響著緩蝕劑運(yùn)輸、分布、附著，影響緩蝕劑膜的穩(wěn)定、破壞和修復(fù)。但是，目前缺乏在沖刷工況下實(shí)時(shí)、定量評(píng)價(jià)緩蝕劑膜完整性的評(píng)價(jià)手段。
[0003]當(dāng)前，常見(jiàn)的評(píng)價(jià)緩蝕劑防護(hù)效果的裝置存在以下不足:
[0004](I)主要采用攪拌的方式來(lái)模擬管內(nèi)流速，難于真實(shí)地反映石油管內(nèi)復(fù)雜的流態(tài)分布和沖刷狀況。
[0005](2)腐蝕評(píng)價(jià)裝置缺乏流體壁面剪切力測(cè)量裝置，不能定量考察流體剪切力對(duì)緩蝕劑膜的沖刷破壞作用。
[0006](3)缺乏在線腐蝕監(jiān)測(cè)手段，難于在線觀察試片表面的腐蝕過(guò)程，在線監(jiān)測(cè)腐蝕的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程。
[0007]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種沖刷工況下評(píng)價(jià)緩蝕劑膜完整性的裝置及方法，采用安裝了剪切力測(cè)量單元、電化學(xué)監(jiān)測(cè)單元、試片測(cè)試單元、攝像觀察單元和緩蝕劑加注單元的管流式循環(huán)回路腐蝕實(shí)驗(yàn)裝置，能夠很好地解決上述技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有緩蝕劑室內(nèi)評(píng)價(jià)技術(shù)的不足，提供一種能夠模擬現(xiàn)場(chǎng)沖刷工況、用于評(píng)價(jià)緩蝕劑膜完整性的裝置及方法。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0010]一種沖刷工況下評(píng)價(jià)緩蝕劑膜完整性的裝置，它包括供流循環(huán)單元、剪切力測(cè)量單元、電化學(xué)監(jiān)測(cè)單元、攝像觀察單元、試片測(cè)試單元和緩蝕劑加注單元；
[0011]所述的供流循環(huán)單元由單向閥、加熱反應(yīng)釜、控制總閥、防腐離心栗、流量控制閥、穩(wěn)壓計(jì)、電磁流量計(jì)和透明有機(jī)玻璃管構(gòu)成；
[0012]所述的剪切力測(cè)量單元由剪切力傳感器、控制器和計(jì)算機(jī)構(gòu)成；
[0013]所述的電化學(xué)監(jiān)測(cè)單元由工作電極、參比電極、輔助電極、鹽橋、電化學(xué)工作站和計(jì)算機(jī)構(gòu)成，參比電極放入鹽橋中，工作電極、參比電極和輔助電極三者接入電化學(xué)工作站，電化學(xué)工作站的另一端連接計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)腐蝕的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)；
[0014]所的攝像觀察單元由微型高速攝像頭和計(jì)算機(jī)構(gòu)成，微型高速攝像頭裝在透明有機(jī)玻璃管的下面，微型高速攝像頭的中心對(duì)準(zhǔn)試片工作面并通過(guò)接線接入計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)試片表面形貌的觀察記錄；
[0015]所述的試片測(cè)試單元由旋塞、O型密封圈E和試片構(gòu)成，試片的標(biāo)準(zhǔn)尺寸為50mmX1mm X 3mm，所述的試片測(cè)試單元工作面與透明有機(jī)玻璃管內(nèi)壁齊平；
[0016]所述的緩蝕劑加注單元由注射器、緩蝕劑和閥門(mén)構(gòu)成，注射器里裝有緩蝕劑并通過(guò)閥門(mén)與加熱反應(yīng)釜的上端連接，實(shí)現(xiàn)了緩蝕劑的定量加注或連續(xù)加注。
[0017 ]本發(fā)明所述的加熱反應(yīng)Il左端連接單向閥，加熱反應(yīng)!!下端通過(guò)控制總閥連接防腐離心空栗，防腐離心栗的另一端連接流量控制閥，流量控制閥的另一端連接穩(wěn)壓計(jì)，穩(wěn)壓計(jì)的另一端連接電磁流量計(jì)，電磁流量計(jì)的另一端連接透明有機(jī)玻璃管，透明有機(jī)玻璃管的另一端與加熱反應(yīng)釜的右端連接形成回路，實(shí)現(xiàn)了腐蝕溶液的循環(huán)流動(dòng)，而且該回路管道外設(shè)有保溫材料，管內(nèi)流動(dòng)介質(zhì)的溫度控制在80°C以?xún)?nèi)并在常壓下進(jìn)行。
[0018]本發(fā)明所述的透明有機(jī)玻璃管的截面尺寸為1cmX1cm，該透明有機(jī)玻璃管上面從右到左依次設(shè)有剪切力傳感器插孔、試片測(cè)試單元插孔、參比電極插孔、工作電極插孔和輔助電極插孔，所述的剪切力傳感器插孔和試片測(cè)試單元插孔二者幾何中心的連線與透明有機(jī)玻璃管的軸線平行，所述的參比電極插孔、工作電極插孔和輔助電極插孔呈三角形的形狀分布。
[0019]本發(fā)明所述的剪切力傳感器安裝在剪切力傳感器插孔，通過(guò)螺母固定在透明有機(jī)玻璃管的上面，并且剪切力傳感器工作面與透明有機(jī)玻璃管內(nèi)壁齊平，該剪切力傳感器的上端通過(guò)接線頭接入控制器，控制器的另一端接入計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)流動(dòng)剪切力的測(cè)量。
[0020]本發(fā)明所述的參比電極上設(shè)有旋塞并放在鹽橋中，兩者之間先用O型密封圈A密封再用旋塞連接;所述的工作電極、鹽橋和輔助電極都設(shè)有旋塞，三者分別用O型密封圈D、0型密封圈C和O型密封圈B密封，然后依次裝在工作電極插孔、參比電極插孔和輔助電極插孔中，工作電極、鹽橋和輔助電極三者的工作面都與透明有機(jī)玻璃管的內(nèi)壁齊平。
[0021]本發(fā)明所述的旋塞下表面設(shè)有凹槽，而且凹槽的幾何尺寸與試片的幾何尺寸相同，先把試片用704硅橡膠粘在旋塞的凹槽中，再把旋塞用O型密封圈E密封后安裝在試片測(cè)試單元插孔。
[0022]利用本發(fā)明裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的方法包括如下步驟:
[0023]A、對(duì)試片進(jìn)行打磨、清洗、干燥并稱(chēng)重，記下腐蝕前的質(zhì)量；
[0024]B、采用預(yù)膜型緩蝕劑對(duì)試片和工作電極進(jìn)行預(yù)膜，并將試片和工作電極安裝到對(duì)應(yīng)位置；
[0025]C、通入N2除氧并檢查裝置的密封性，將腐蝕溶液通過(guò)單向閥接入加熱反應(yīng)釜并加熱到指定溫度，通過(guò)緩蝕劑加注單元加入指定量的緩蝕劑，然后依次經(jīng)防腐離心栗增壓，流量控制閥限流，穩(wěn)壓計(jì)穩(wěn)壓以及電磁流量計(jì)計(jì)量，最后進(jìn)入透明有機(jī)玻璃管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
[0026]D、啟動(dòng)剪切力測(cè)量單元測(cè)量流體的壁面剪切力，啟動(dòng)電化學(xué)監(jiān)測(cè)單元進(jìn)行極化曲線和電化學(xué)阻抗譜的測(cè)量，以及啟動(dòng)攝像觀察單元對(duì)試片表面形貌進(jìn)行觀察記錄；
[0027]E、經(jīng)過(guò)72?168小時(shí)后，取出試片清洗、干燥并稱(chēng)重，記下腐蝕后的質(zhì)量并計(jì)算腐蝕速率，繪出電化學(xué)極化曲線和電化學(xué)阻抗譜；
[0028]F、調(diào)節(jié)流量控制閥使流速依次增加，重復(fù)步驟A?E直到腐蝕速率和剪切力的關(guān)系曲線發(fā)生突變，找出緩蝕劑膜破壞時(shí)的臨界點(diǎn)；
[0029]G、保持流速不變，重復(fù)步驟A?E進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)注射器持續(xù)增加緩蝕劑的注入量，直到腐蝕速率降到臨界點(diǎn)以下時(shí)停止實(shí)驗(yàn)，確定緩蝕劑膜修復(fù)完整時(shí)的臨界濃度；
[0030]H、通過(guò)腐蝕速率和剪切力的關(guān)系曲線、電化學(xué)極化曲線和電化學(xué)阻抗譜綜合對(duì)比，找出緩蝕劑膜完整性破壞的臨界參數(shù)，找出緩蝕劑膜穩(wěn)定、破壞和修復(fù)的特征參數(shù)。[0031 ]本發(fā)明與以前技術(shù)方案相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0032](I)安裝了剪切力傳感器，不管腐蝕介質(zhì)處于那種流態(tài)都能準(zhǔn)確地測(cè)量出流動(dòng)剪切力，從而可以定量描述出剪切力和腐蝕速率的關(guān)系。
[0033](2)安裝了微型高速攝像頭和電化學(xué)監(jiān)測(cè)裝置，可在不同沖刷工況下對(duì)試片表面形貌進(jìn)行記錄觀察，以及實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)腐蝕狀況。
[0034](3)通過(guò)數(shù)據(jù)處理和綜合對(duì)比，可找到緩蝕劑膜完整性破壞的臨界參數(shù)，實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)緩蝕劑膜的完整性，并通過(guò)連續(xù)加注緩蝕劑使緩蝕膜修復(fù)完整，實(shí)現(xiàn)了對(duì)緩蝕劑膜穩(wěn)定、破壞和修復(fù)的監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)。
【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的主要裝置結(jié)構(gòu)流程圖。
[0036]圖2是本裝置的三電極體系安裝示意圖。
[0037]圖3是本裝置的試片及微型高速攝像頭安裝示意圖。
[0038]圖4是本裝置的剪切力傳感器安裝示意圖。
[0039]圖5是本裝置的三電極體系、旋塞及剪切力傳感器位置分布的示意圖。
[0040]圖6是剪切力和腐蝕速率定量關(guān)系的實(shí)例曲線。
[0041]圖7是不同剪切力A、B、C三種工況下的電化學(xué)極化曲線。
[0042]圖8是不同剪切力A、B、C三種工況下的電化學(xué)阻抗譜。
[0043]圖中:1-單向閥，2-閥門(mén)，3-注射器，4-緩蝕劑，5-加熱反應(yīng)釜，6_回路控制閥，7_防腐離心栗，8-流量控制閥，9-穩(wěn)壓計(jì)，10-電磁流量計(jì)，11-透明有機(jī)玻璃管，12-剪切力傳感器，13-控制器，14-計(jì)算機(jī)，15-電化學(xué)工作站，16-試片，17-工作電極，18-參比電極，19-輔助電極，20-微型高速攝像頭，21-0型密封圈A，22-鹽橋，23-0型密封圈B，24-0型密封圈C，25-0型密封圈D，26-0型密封圈E，27-旋塞，28-接線頭，29-螺母，30-剪切力傳感器工作面，31-輔助電極插孔，32-工作電極插孔，33-參比電極插孔，34-試片測(cè)試單元插孔，35-剪切力傳感器插孔。
【具體實(shí)施方式】
[0044]結(jié)合本發(fā)明附圖和【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0045]—種沖刷工況下評(píng)價(jià)緩蝕劑膜完整性的裝置，如圖1所示，包括供流循環(huán)單元、剪切力測(cè)量單元、電化學(xué)監(jiān)測(cè)單元、攝像觀察單元、試片測(cè)試單元和緩蝕劑加注單元；
[0046]所述的供流循環(huán)單元由單向閥(I)、加熱反應(yīng)釜(5)、控制總閥(6)、防腐離心栗
(7)、流量控制閥(8)、穩(wěn)壓計(jì)(9)、電磁流量計(jì)(10)和透明有機(jī)玻璃管(11)構(gòu)成；
[0047]所述的剪切力測(cè)量單元由剪切力傳感器(12)、控制器(13)和計(jì)算機(jī)(14)構(gòu)成；
[0048]所述的電化學(xué)監(jiān)測(cè)單元由工作電極(17)、參比電極(18)、輔助電極(19)、鹽橋
(22)、電化學(xué)工作站(15)和計(jì)算機(jī)(14)構(gòu)成，參比電極(18)放入鹽橋(22)中，工作電極(17)、參比電極(18)和輔助電極(19)三者接入電化學(xué)工作站(15)，電化學(xué)工作站(15)的另一端連接計(jì)算機(jī)(14)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)腐蝕的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)；
[0049]所述的攝像觀察單元由微型高速攝像頭(20)和計(jì)算機(jī)(14)構(gòu)成，微型高速攝像頭
(20)裝在透明有機(jī)玻璃(11)管的下面，微型高速攝像頭(20)的中心對(duì)準(zhǔn)試片(16)工作面并通過(guò)接線接入計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)試片表面形貌的觀察記錄；所述的試片測(cè)試單元由旋塞
(27)、O型密封圈E(26)和試片(16)構(gòu)成，試片(16)的尺寸為50mm X 1mm X 3mm，所述的試片測(cè)試單元工作面與透明有機(jī)玻璃管(11)內(nèi)壁平齊；
[0050]所述的緩蝕劑加注單元由注射器(3)、緩蝕劑(4)和閥門(mén)(2)構(gòu)成，注射器(3)里裝有緩蝕劑(4)并通過(guò)閥門(mén)(2)與加熱反應(yīng)釜(5)的上端連接，實(shí)現(xiàn)了緩蝕劑的定量加注或連續(xù)加注。
[0051]如圖1所示，所述的加熱反應(yīng)釜(5)左端連接單向閥(I)，熱反應(yīng)釜(5)下端通過(guò)控制總閥(6)連接防腐離心空栗(7)，防腐離心栗(7)的另一端連接流量控制閥(8)，流量控制閥(8)的另一端連接穩(wěn)壓計(jì)(9)，穩(wěn)壓計(jì)(9)的另一端連接電磁流量計(jì)(10)，電磁流量計(jì)(10)的另一端連接透明有機(jī)玻璃管(11)，透明有機(jī)玻璃管(11)的另一端與加熱反應(yīng)釜(5)的右端連接形成回路，實(shí)現(xiàn)了腐蝕溶液的循環(huán)流動(dòng)，而且該回路管道外設(shè)有保溫材料，管內(nèi)流動(dòng)介質(zhì)的溫度控制在80 °C以?xún)?nèi)并在常壓下進(jìn)行。
[0052]如圖4和圖5所示，所述的透明有機(jī)玻璃管(11)的截面尺寸為1cmX1cm，該透明有機(jī)玻璃管(11)上面從右到左依次設(shè)有剪切力傳感器插孔(35)、試片測(cè)試單元插孔(34)、參比電極插孔(33)、工作電極插孔(32)和輔助電極插孔(31)，所述的剪切力傳感器插孔
(35)和試片測(cè)試單元插孔(34) 二者幾何中心的連線與透明有機(jī)玻璃管(11)的軸線平行，所述的參比電極插孔(33)、工作電極插孔(32)和輔助電極插孔(31)呈三角形的形狀分布。
[0053]如圖1和4所示，所述的剪切力傳感器(12)安裝在剪切力傳感器插孔(35)，通過(guò)螺母(29)固定在透明有機(jī)玻璃管(11)的上面，并且剪切力傳感器工作面(31)與透明有機(jī)玻璃管(11)內(nèi)壁齊平，該剪切力傳感器(12)的上端通過(guò)接線頭(28)接入控制器(13)，控制器
(13)的另一端接入計(jì)算機(jī)(14)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)流動(dòng)剪切力的測(cè)量。
[0054]如圖2所示，所述的參比電極(18)上設(shè)有旋塞并放在鹽橋(22)中，兩者之間先用O型密封圈A(21)密封再用旋塞連接;所述的工作電極(17)、鹽橋(22)和輔助電極(19)都設(shè)有旋塞，三者分別用O型密封圈D(23)、0型密封圈C(24)和O型密封圈B(25)密封，然后依次裝在工作電極插孔(32)、參比電極插孔(33)和輔助電極插孔(31)中，工作電極(17)、鹽橋(22)和輔助電極(19)三者的工作面都與透明有機(jī)玻璃管(11)的內(nèi)壁齊平。
[0055]如圖3所示，所述的旋塞(27)的下表面設(shè)有凹槽，并且凹槽的幾何尺寸與試片(16)的幾何尺寸相同，先把試片(16)用704硅橡膠粘在旋塞(27)的凹槽中，再把旋塞(27)用O型密封圈E(26)密封后安裝在試片測(cè)試單元插孔(34)。利用本發(fā)明裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的方法包括如下步驟:
[0056]A、對(duì)試片(16)進(jìn)行打磨、清洗、干燥并稱(chēng)重，記下腐蝕前的質(zhì)量；
[0057]B、采用預(yù)膜型緩蝕劑對(duì)試片(16)和工作電極(17)進(jìn)行預(yù)膜，并將試片(16)和工作電極(17)安裝到對(duì)應(yīng)位置；
[0058]C、通入N2除氧并檢查裝置的密封性，將腐蝕溶液通過(guò)單向閥(I)接入加熱反應(yīng)釜
(5)并加熱到指定溫度，通過(guò)緩蝕劑加注單元加入指定量的緩蝕劑，然后依次經(jīng)防腐離心栗(7)增壓，流量控制閥(8)限流，穩(wěn)壓計(jì)(9)穩(wěn)壓以及電磁流量計(jì)(10)計(jì)量，最后進(jìn)入透明有機(jī)玻璃管(I I)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
[0059]D、啟動(dòng)剪切力測(cè)量單元測(cè)量流體的壁面剪切力，啟動(dòng)電化學(xué)監(jiān)測(cè)單元進(jìn)行極化曲線和電化學(xué)阻抗譜的測(cè)量，以及啟動(dòng)攝像觀察單元對(duì)試片(16)表面形貌進(jìn)行觀察記錄；
[0060]E、經(jīng)過(guò)72?168小時(shí)后，取出試片(16)清洗、干燥并稱(chēng)重，記下腐蝕后的質(zhì)量并計(jì)算腐蝕速率，繪出電化學(xué)極化曲線和電化學(xué)阻抗譜；
[0061]F、調(diào)節(jié)流量控制閥(8)使流速依次增加，重復(fù)步驟A?E直到腐蝕速率和剪切力的關(guān)系曲線發(fā)生突變時(shí)，找出緩蝕劑膜破壞時(shí)的臨界點(diǎn)，如圖6所示；
[0062]G、保持流速不變，重復(fù)步驟A?E進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)注射器(3)持續(xù)增加緩蝕劑的注入量，直到腐蝕速率降到臨界點(diǎn)以下時(shí)停止實(shí)驗(yàn)，如圖6所示，確定緩蝕劑膜修復(fù)完，整時(shí)的臨界濃度；
[0063]H、通過(guò)腐蝕速率和剪切力的關(guān)系曲線、電化學(xué)極化曲線和電化學(xué)阻抗譜綜合對(duì)比，分別如圖6、圖7和圖8所示，找出緩蝕劑膜完整性破壞的臨界參數(shù)，找出緩蝕劑膜穩(wěn)定、破壞和修復(fù)的特征參數(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種沖刷工況下評(píng)價(jià)緩蝕劑膜完整性的裝置，其特征在于該裝置包括供流循環(huán)單元、剪切力測(cè)量單元、電化學(xué)監(jiān)測(cè)單元、試片測(cè)試單元、攝像觀察單元和緩蝕劑加注單元； 所述的供流循環(huán)單元由單向閥(I)、加熱反應(yīng)釜(5)、控制總閥(6)、防腐離心栗(7)、流量控制閥(8)、穩(wěn)壓計(jì)(9)、電磁流量計(jì)(10)和透明有機(jī)玻璃管(11)構(gòu)成； 所述的剪切力測(cè)量單元由剪切力傳感器(12)、控制器(13)和計(jì)算機(jī)(14)構(gòu)成； 所述的電化學(xué)監(jiān)測(cè)單元由工作電極(17)、參比電極(18)、輔助電極(19)、鹽橋(22)、電化學(xué)工作站(15)和計(jì)算機(jī)(14)構(gòu)成； 所述的試片測(cè)試單元由旋塞(27)、0型密封圈E(26)和試片(16)構(gòu)成，試片(16)的尺寸為50mm X 1mm X 3mm，所述的試片測(cè)試單元工作面與透明有機(jī)玻璃管(11)內(nèi)壁平齊； 所述的攝像觀察單元由微型高速攝像頭(20)和計(jì)算機(jī)(14)構(gòu)成，微型高速攝像頭(20)裝在透明有機(jī)玻璃管(11)的下面，微型高速攝像頭(20)的中心對(duì)準(zhǔn)試片(16)工作面； 所述的緩蝕劑加注單元包括注射器(3)、緩蝕劑(4)和閥門(mén)(2)構(gòu)成。2.如權(quán)利要求1所述的一種沖刷工況下評(píng)價(jià)緩蝕劑膜完整性的裝置，其特征在于:所述的加熱反應(yīng)釜(5)左端連接單向閥(I)，加熱反應(yīng)釜(5)下端通過(guò)控制總閥(6)連接防腐離心空栗(7)，防腐離心栗(7)的另一端連接流量控制閥(8)，流量控制閥(8)的另一端連接穩(wěn)壓計(jì)(9)，穩(wěn)壓計(jì)(9)的另一端連接電磁流量計(jì)(10)，電磁流量計(jì)(10)的另一端連接透明有機(jī)玻璃管(11)，透明有機(jī)玻璃管(11)的另一端與該加熱反應(yīng)釜(5)的右端連接形成回路，該回路管道外設(shè)有保溫材料。3.如權(quán)利要求1所述的一種沖刷工況下評(píng)價(jià)緩蝕劑膜完整性的裝置，其特征在于:所述的透明有機(jī)玻璃管(11)的截面尺寸為1cmX 1cm，該透明有機(jī)玻璃管(11)上表面從右到左依次設(shè)有剪切力傳感器插孔(35)、試片測(cè)試單元插孔(34)、參比電極插孔(33)、工作電極插孔(32)和輔助電極插孔(31)，所述的剪切力傳感器插孔(35)和試片測(cè)試單元插孔(34) 二者幾何中心的連線與透明有機(jī)玻璃管(11)的軸線平行，所述的參比電極插孔(33)、工作電極插孔(32)和輔助電極插孔(31)呈三角形的形狀分布。4.如權(quán)利要求1所述的一種沖刷工況下評(píng)價(jià)緩蝕劑膜完整性的裝置，其特征在于:所述的剪切力傳感器(12)安裝在剪切力傳感器插孔(35)，通過(guò)螺母(29)固定在透明有機(jī)玻璃管(I I)的上面，并且剪切力傳感器工作面(31)與透明有機(jī)玻璃管(11)內(nèi)壁齊平，該剪切力傳感器(12)的上端通過(guò)接線頭(28)接入控制器(13)，控制器(13)的另一端接入計(jì)算機(jī)(14)。5.如權(quán)利要求1所述的一種沖刷工況下評(píng)價(jià)緩蝕劑膜完整性的裝置，其特征在于:所述的參比電極(18)上設(shè)有旋塞并放在鹽橋(22)中，兩者之間先用O型密封圈A(21)密封再用旋塞連接。6.如權(quán)利要求1所述的一種沖刷工況下評(píng)價(jià)緩蝕劑膜完整性的裝置，其特征在于:所述的工作電極(17)、鹽橋(22)和輔助電極(19)都設(shè)有旋塞，三者分別用O型密封圈D(23)、0型密封圈C(24)和O型密封圈B(25)密封，然后依次裝在工作電極插孔(32)、參比電極插孔(33)和輔助電極插孔(31)中，工作電極(17)、鹽橋(22)和輔助電極(19)三者的工作面都與透明有機(jī)玻璃管(11)的內(nèi)壁齊平。7.如權(quán)利要求1所述的一種沖刷工況下評(píng)價(jià)緩蝕劑膜完整性的裝置，其特征在于:所述的注射器(3)里裝有緩蝕劑(4)并通過(guò)閥門(mén)(2)與加熱反應(yīng)釜(5)的上端連接。8.采用如權(quán)利要求1所述的一種沖刷工況下評(píng)價(jià)緩蝕劑膜完整性的裝置進(jìn)行緩蝕劑膜完整性評(píng)價(jià)的方法，其特征在于包括以下步驟: A、對(duì)試片(16)進(jìn)行打磨、清洗、干燥并稱(chēng)重，記下腐蝕前的質(zhì)量； B、采用預(yù)膜型緩蝕劑對(duì)試片(16)和工作電極(17)進(jìn)行預(yù)膜，并將試片(16)和工作電極(17)安裝到對(duì)應(yīng)位置； C、通入N2除氧并檢查裝置的密封性，將腐蝕溶液通過(guò)單向閥(I)接入加熱反應(yīng)釜(5)并加熱到指定溫度，通過(guò)緩蝕劑加注單元加入指定量的緩蝕劑，然后依次經(jīng)防腐離心栗(7)增壓，流量控制閥(8)限流，穩(wěn)壓計(jì)(9)穩(wěn)壓以及電磁流量計(jì)(10)計(jì)量，最后進(jìn)入透明有機(jī)玻璃管(11)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)； D、啟動(dòng)剪切力測(cè)量單元測(cè)量流體的壁面剪切力，啟動(dòng)電化學(xué)監(jiān)測(cè)單元進(jìn)行 極化曲線和電化學(xué)阻抗譜的測(cè)量，以及啟動(dòng)攝像觀察單元對(duì)試片(16)表面形貌進(jìn)行觀察記錄； E、經(jīng)過(guò)72?168小時(shí)后，取出試片(16)清洗、干燥并稱(chēng)重，記下腐蝕后的質(zhì)量并計(jì)算腐蝕速率，繪出電化學(xué)極化曲線和電化學(xué)阻抗譜； F、調(diào)節(jié)流量控制閥(8)使流速依次增加，重復(fù)步驟A?E直到腐蝕速率和剪切力的關(guān)系曲線發(fā)生突變時(shí)，找出緩蝕劑膜破壞時(shí)的臨界點(diǎn)； G、保持流速不變，重復(fù)步驟A?E進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)注射器(3)持續(xù)增加緩蝕劑的注入量，直到腐蝕速率降到臨界點(diǎn)以下時(shí)停止實(shí)驗(yàn)，確定緩蝕劑膜修復(fù)完整時(shí)的臨界濃度； H、通過(guò)腐蝕速率和剪切力的關(guān)系曲線、電化學(xué)極化曲線和電化學(xué)阻抗譜的綜合對(duì)比，找出緩蝕劑膜完整性破壞的臨界參數(shù)，找出緩蝕劑膜穩(wěn)定、破壞和修復(fù)的特征參數(shù)。
【文檔編號(hào)】G01N17/02GK105823703SQ201610349582
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年5月24日
【發(fā)明人】曾德智, 李皓, 張恩搏, 董寶軍, 張乃艷, 喻智明, 何奇垚, 張智, 鐘顯康, 施太和
【申請(qǐng)人】西南石油大學(xué)