專利名稱：一種垢下腐蝕實(shí)驗(yàn)支架及其實(shí)驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于腐蝕實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，涉及一種可以調(diào)節(jié)垢層厚度的垢下腐蝕實(shí)驗(yàn)支架及其實(shí)驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
石油天然氣管道最為常見的腐蝕失效形式是CO2腐蝕和H2S腐蝕，這些腐蝕的腐蝕產(chǎn)物可能與油氣輸送介質(zhì)中的砂、元素硫以及CaC03、BaSO4等垢層一起在管道內(nèi)部表面沉積，造成垢下腐蝕，這類腐蝕兼有垢下腐蝕和電化學(xué)腐蝕的特征。因?yàn)楣笇拥暮穸炔煌饘俦砻娴母g行為也有所差異。在這些垢沉積的部位，緩蝕劑很難穿透垢層對金屬表面進(jìn) 行保護(hù)，因此，研究垢下腐蝕的規(guī)律及機(jī)理十分重要，其可以為進(jìn)一步開展腐蝕控制提供理論依據(jù)，而同時(shí)實(shí)現(xiàn)垢下腐蝕和電化學(xué)腐蝕的實(shí)驗(yàn)方法和測量方法則是實(shí)驗(yàn)室開展垢下腐蝕模擬研究的先決條件。電化學(xué)腐蝕研究通常需要采用在工作電極上焊電導(dǎo)線，從而實(shí)現(xiàn)腐蝕電化學(xué)信號的導(dǎo)出，然后采用環(huán)氧樹脂對工作電極進(jìn)行封樣，只暴露工作電極的一面作為工作表面，而一般不在該工作電極上進(jìn)行表面形貌觀察和失重測量。由于電化學(xué)腐蝕的部分參數(shù)需要采用腐蝕失重的結(jié)果進(jìn)行修正，因此，一般采用在同一實(shí)驗(yàn)裝置中懸掛試片進(jìn)行腐蝕失重測量和表面形貌觀察，但是這種傳統(tǒng)的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)方法至少需要2至4個(gè)工作電極，且由于在不同的試片上進(jìn)行電化學(xué)腐蝕測量、腐蝕失重測量和表面形貌觀察，可能出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕測量電極上的腐蝕行為與進(jìn)行腐蝕失重測量和表面形貌觀察電極上的腐蝕行為不完全一致的情況，從而導(dǎo)致研究結(jié)果的可信性較差；另外，這種傳統(tǒng)的腐蝕實(shí)驗(yàn)方法很難在工作電極上放置垢層，不能用于垢下腐蝕研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供了一種垢下腐蝕實(shí)驗(yàn)支架及其實(shí)驗(yàn)方法，其僅需一個(gè)工作電極，可以實(shí)現(xiàn)在同一腐蝕試片上進(jìn)行電化學(xué)腐蝕測試、腐蝕失重測量和表面形貌觀察，其解決了傳統(tǒng)的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)方法需要聯(lián)合不同工作電極才能完成電化學(xué)腐蝕研究所導(dǎo)致的研究結(jié)果可靠性差的問題；其實(shí)現(xiàn)了在工作電極上放置垢層，并且可以調(diào)節(jié)垢層的厚度，可以用于不同垢層厚度下的金屬腐蝕行為和緩蝕劑性能評價(jià)研究；其適用于電化學(xué)腐蝕及垢下腐蝕模擬研究，如油氣系統(tǒng)設(shè)備的CO2和H2S腐蝕，砂、元素硫及垢層沉積處金屬的腐蝕及緩蝕劑性能評價(jià)等。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種垢下腐蝕實(shí)驗(yàn)支架，包括支架面板和支架底座；所述支架面板和支架底座的外部邊緣處設(shè)有位置相對應(yīng)的固定孔，所述支架面板和支架底座通過設(shè)置在固定孔內(nèi)的固定件相連接固定；所述支架面板上設(shè)有和工作電極直徑相同的工作電極孔，所述工作電極孔的周圍設(shè)有面板凹槽，所述面板凹槽內(nèi)設(shè)有對工作電極進(jìn)行密封的內(nèi)嵌面板O型圈；所述支架底座上設(shè)有底座凹槽，所述底座凹槽內(nèi)設(shè)有對支架面板和支架底座進(jìn)行密封的內(nèi)嵌底座O型圈；所述支架底座上位于底座O型圈內(nèi)徑圓周內(nèi)的位置處設(shè)有三個(gè)電觸頭，所述電觸頭的下端插入電觸頭支座的頂部；所述支架底座上設(shè)有導(dǎo)線凹槽，所述電觸頭支座上均設(shè)有電導(dǎo)線，所述導(dǎo)線凹槽采用環(huán)氧樹脂將電導(dǎo)線與腐蝕介質(zhì)進(jìn)行隔絕。所述支架面板和支架底座的形狀和尺寸相同，且支架面板的厚度小于支架底座的厚度；所述支架面板和支架底座為圓形時(shí)，其外部邊緣處所設(shè)的位置相對應(yīng)的固定孔的數(shù)量為三個(gè)或四個(gè)；或所述支架面板和支架底座為方形時(shí)，其外部邊緣處所設(shè)的位置相對應(yīng)的固定孔的數(shù)量為四個(gè)。所述工作電極孔為圓形，且設(shè)置在支架面板的中心位置處；所述底座凹槽的數(shù)量為一個(gè)，且設(shè)置在支架底座的中心位置處，且其直徑比工作電極直徑大；所述電觸頭均設(shè)有內(nèi)彈簧，且三個(gè)電觸頭在圓周向上呈120度均勻分布，所述電觸頭的頂部高于支架底座的表面；所述導(dǎo)線凹槽為圓形，且設(shè)置在支架底座的底部中心處，其直徑大于三個(gè)電觸頭所在的圓周的直徑。所述三個(gè)電觸頭支座上，其每個(gè)電觸頭支座上所設(shè)的電導(dǎo)線的數(shù)量為一根，且此三根電導(dǎo)線組合形成一根總導(dǎo)線，所述總導(dǎo)線的外部設(shè)有絕緣的塑料套管。
所述支架面板和支架底座通過設(shè)置在固定孔內(nèi)的螺桿以及螺帽相連接固定。所述支架面板和支架底座采用聚四氟乙烯的耐蝕材料制成。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明又提供了一種垢下腐蝕實(shí)驗(yàn)支架其實(shí)驗(yàn)方法，包括以下步驟實(shí)驗(yàn)前，將打磨后的工作電極放入工作電極孔，通過面板O型圈對工作電極進(jìn)行密封；將螺桿穿過支架底座和支架面板的固定孔，旋緊螺帽，使設(shè)有內(nèi)彈簧的電觸頭的頂部與工作電極的表面相接觸，并通過底座O型圈對支架面板和支架底座進(jìn)行密封；通過工作電極與三個(gè)電觸頭以及三根電導(dǎo)線共同實(shí)現(xiàn)工作電極的電化學(xué)腐蝕信號的導(dǎo)出；實(shí)驗(yàn)中，通過工作電極、參比電極和輔助電極構(gòu)成電化學(xué)三電極測量體系，分別與外部電化學(xué)測試裝置的相應(yīng)電極連接，對工作電極的電化學(xué)腐蝕行為進(jìn)行測量。所述垢下腐蝕實(shí)驗(yàn)支架其實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，可利用工作電極進(jìn)行腐蝕失重測量和表面形貌觀察。所述垢下腐蝕實(shí)驗(yàn)支架其實(shí)驗(yàn)方法，試驗(yàn)中，可根據(jù)需要在工作電極表面放置垢 層。所述垢下腐蝕實(shí)驗(yàn)支架其實(shí)驗(yàn)方法，組裝支架時(shí)，可將螺桿穿過支架底座和兩個(gè)以上的支架面板的固定孔，然后旋緊螺帽，最后在工作電極上的工作電極孔內(nèi)添加垢層至實(shí)驗(yàn)要求的垢層厚度。本發(fā)明的一種垢下腐蝕實(shí)驗(yàn)支架及其實(shí)驗(yàn)方法與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益的技術(shù)效果其僅需一個(gè)工作電極，即能夠?qū)崿F(xiàn)在同一腐蝕試片上進(jìn)行電化學(xué)腐蝕測試、腐蝕失重測量和表面形貌觀察，其解決了傳統(tǒng)的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)方法需要聯(lián)合不同工作電極才能完成電化學(xué)腐蝕研究所導(dǎo)致的研究結(jié)果可靠性差的問題；其實(shí)現(xiàn)了在工作電極上放置垢層，并且可以調(diào)節(jié)垢層的厚度，可以用于不同垢層厚度下的金屬腐蝕行為和緩蝕劑性能評價(jià)研究；其適用于電化學(xué)腐蝕及垢下腐蝕模擬研究，如油氣系統(tǒng)設(shè)備的CO2和H2S腐蝕，砂、元素硫及垢層沉積處金屬的腐蝕及緩蝕劑性能評價(jià)等；其具有裝置結(jié)構(gòu)簡單，方便實(shí)用，實(shí)驗(yàn)方法可靠，步驟合理的優(yōu)點(diǎn)。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步說明圖I為垢下腐蝕實(shí)驗(yàn)支架的截面示意圖；圖2為支架面板俯視圖；圖3為支架底座俯視圖；圖4為電觸頭截面示意圖；
圖5為電觸頭支座截面示意圖。 圖中，I為支架面板，2為支架底座，3為工作電極孔，4為面板O型圈，5為底座O型圈，6為電觸頭，7為電導(dǎo)線，8為總導(dǎo)線，9為導(dǎo)線凹槽，10為螺桿，11為螺帽，12為固定孔，13為電觸頭支座，14為內(nèi)彈簧。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，實(shí)施例I一種垢下腐蝕實(shí)驗(yàn)支架，包括支架面板I和支架底座2 ;所述支架面板I和支架底座2的外部邊緣處設(shè)有位置相對應(yīng)的固定孔12，所述支架面板I和支架底座2通過設(shè)置在固定孔12內(nèi)的固定件相連接固定；所述支架面板I上設(shè)有和工作電極直徑相同的工作電極孔3，所述工作電極孔3的周圍設(shè)有面板凹槽，所述面板凹槽內(nèi)設(shè)有對工作電極進(jìn)行密封的內(nèi)嵌面板O型圈4 ;所述支架底座2上設(shè)有底座凹槽，所述底座凹槽內(nèi)設(shè)有對支架面板I和支架底座2進(jìn)行密封的內(nèi)嵌底座O型圈5 ;所述支架底座2上位于底座O型圈5內(nèi)徑圓周內(nèi)的位置處設(shè)有三個(gè)電觸頭6，所述電觸頭6的下端插入電觸頭支座13的頂部；所述支架底座2上設(shè)有導(dǎo)線凹槽9，所述電觸頭支座13上均設(shè)有電導(dǎo)線7，所述導(dǎo)線凹槽9采用環(huán)氧樹脂將電導(dǎo)線7與腐蝕介質(zhì)進(jìn)行隔絕；所述支架面板I和支架底座2的形狀和尺寸相同，且支架面板I的厚度小于支架底座2的厚度；所述支架面板I和支架底座2為圓形，其外部邊緣處所設(shè)的位置相對應(yīng)的固定孔的數(shù)量為三個(gè)；所述工作電極孔3為圓形，且設(shè)置在支架面板I的中心位置處；所述底座凹槽的數(shù)量為一個(gè)，且設(shè)置在支架底座2的中心位置處，且其直徑比工作電極直徑大；所述電觸頭6均設(shè)有內(nèi)彈簧14，且三個(gè)電觸頭6在圓周向上呈120度均勻分布，所述電觸頭6的頂部高于支架底座2的表面；所述導(dǎo)線凹槽9為圓形，且設(shè)置在支架底座2的底部中心處，其直徑大于三個(gè)電觸頭6所在的圓周的直徑；所述三個(gè)電觸頭支座13上，其每個(gè)電觸頭支座13上所設(shè)的電導(dǎo)線7的數(shù)量為一根，且此三根電導(dǎo)線7組合形成一根總導(dǎo)線8，所述總導(dǎo)線8的外部設(shè)有絕緣的塑料套管；所述支架面板I和支架底座2通過設(shè)置在固定孔12內(nèi)的螺桿10以及螺帽11相連接固定；所述支架面板I和支架底座2采用聚四氟乙烯的耐蝕材料制成。所述的垢下腐蝕實(shí)驗(yàn)支架其實(shí)驗(yàn)方法，包括以下步驟實(shí)驗(yàn)前，組裝支架時(shí)，將螺桿10穿過支架底座2和兩個(gè)以上的支架面板I的固定孔12，然后旋緊螺帽11，最后在工作電極上的工作電極孔3內(nèi)添加垢層至實(shí)驗(yàn)要求的垢層厚度；將打磨后的工作電極放入工作電極孔3，通過面板O型圈4對工作電極進(jìn)行密封；然后將螺桿10穿過支架底座I和支架面板2的固定孔12，旋緊螺帽11，使設(shè)有內(nèi)彈簧14的電觸頭6的頂部與工作電極的表面相接觸，并通過底座O型圈5對支架面板I和支架底座2進(jìn)行密封；通過工作電極與三個(gè)電觸頭6以及三根電導(dǎo)線7共同實(shí)現(xiàn)工作電極的電化學(xué)腐蝕信號的導(dǎo)出；實(shí)驗(yàn)中，通過工作電極、參比電極和輔助電極構(gòu)成電化學(xué)三電極測量體系，分別與外部電化學(xué)測試裝置的相應(yīng)電極連接，對工作電極的電化學(xué)腐蝕行為進(jìn)行測量；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，利用工作電極進(jìn)行腐蝕失重測量和表面形貌觀察。實(shí)施例2一種垢下腐蝕實(shí)驗(yàn)支架，同實(shí)施例1，所不同的是，所述支架面板I和支架底座2為圓形，其外部邊緣處所設(shè)的位置相對應(yīng)的固定孔12的數(shù)量為四個(gè)。所述的垢下腐蝕實(shí)驗(yàn)支架其實(shí)驗(yàn)方法，同實(shí)施例1，所不同的是，實(shí)驗(yàn)前，組裝支架時(shí)，將螺桿10穿過支架底座2和兩個(gè)以上的支架面板I的固定孔12，然后旋緊螺帽11，最后在工作電極上的工作電極孔3內(nèi)添加垢層至實(shí)驗(yàn)要求的垢層厚度。實(shí)施例3一種垢下腐蝕實(shí)驗(yàn)支架，同實(shí)施例1，所不同的是，所述支架面板I和支架底座2為 方形，其外部邊緣處所設(shè)的位置相對應(yīng)的固定孔12的數(shù)量為四個(gè)。這樣在實(shí)驗(yàn)時(shí)，本發(fā)明的一種垢下腐蝕實(shí)驗(yàn)支架及其實(shí)驗(yàn)方法，可以實(shí)現(xiàn)在同一腐蝕試片上進(jìn)行電化學(xué)腐蝕測試、腐蝕失重測量和表面形貌觀察，適用于電化學(xué)腐蝕及垢下腐蝕模擬研究，如油氣系統(tǒng)設(shè)備的CO2和H2S腐蝕，砂、元素硫及垢層沉積處金屬的腐蝕及緩蝕劑性能評價(jià)等。顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引申出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。
權(quán)利要求
1.一種垢下腐蝕實(shí)驗(yàn)支架，包括支架面板(I)和支架底座(2);所述支架面板(I)和支架底座(2 )的外部邊緣處設(shè)有位置相對應(yīng)的固定孔(12 )，所述支架面板(I)和支架底座(2 )通過設(shè)置在固定孔(12)內(nèi)的固定件相連接固定；其特征在于所述支架面板(I)上設(shè)有和工作電極直徑相同的工作電極孔(3)，所述工作電極孔(3)的周圍設(shè)有面板凹槽，所述面板凹槽內(nèi)設(shè)有對工作電極進(jìn)行密封的內(nèi)嵌面板O型圈(4);所述支架底座(I)上設(shè)有底座凹槽，所述底座凹槽內(nèi)設(shè)有對支架面板(I)和支架底座(2)進(jìn)行密封的內(nèi)嵌底座O型圈(5);所述支架底座(2)上位于底座O型圈(5)內(nèi)徑圓周內(nèi)的位置處設(shè)有三個(gè)電觸頭(6)，所述電觸頭(6)的下端插入電觸頭支座(13)的頂部；所述支架底座(2)上設(shè)有導(dǎo)線凹槽(9)，所述電觸頭支座(13)上均設(shè)有電導(dǎo)線(7)，所述導(dǎo)線凹槽(9)采用環(huán)氧樹脂將電導(dǎo)線(7)與腐蝕介質(zhì)進(jìn)行隔絕。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的垢下腐蝕實(shí)驗(yàn)支架，其特征在于所述支架面板(I)和支架底座(2)的形狀和尺寸相同，且支架面板(I)的厚度小于支架底座(2)的厚度；所述支架面板(1)和支架底座(2)為圓形時(shí)，其外部邊緣處所設(shè)的位置相對應(yīng)的固定孔(12)的數(shù)量為三個(gè)或四個(gè)；或所述支架面板(I)和支架底座(2)為方形時(shí)，其外部邊緣處所設(shè)的位置相對應(yīng)的固定孔(12)的數(shù)量為四個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的垢下腐蝕實(shí)驗(yàn)支架，其特征在于所述工作電極孔(3)為圓形，且設(shè)置在支架面板(I)的中心位置處；所述底座凹槽的數(shù)量為一個(gè)，且設(shè)置在支架底座(2)的中心位置處，且其直徑比工作電極直徑大；所述電觸頭(6)均設(shè)有內(nèi)彈簧(14)，且三個(gè)電觸頭(6)在圓周向上呈120度均勻分布，所述電觸頭(6)的頂部高于支架底座(2)的表面；所述導(dǎo)線凹槽(9)為圓形，且設(shè)置在支架底座(2)的底部中心處，其直徑大于三個(gè)電觸頭(6)所在的圓周的直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的垢下腐蝕實(shí)驗(yàn)支架，其特征在于所述三個(gè)電觸頭支座(13)上，其每個(gè)電觸頭支座(13)上所設(shè)的電導(dǎo)線(7)的數(shù)量為一根，且此三根電導(dǎo)線(7)組合形成一根總導(dǎo)線(8)，所述總導(dǎo)線(8)的外部設(shè)有絕緣的塑料套管。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的垢下腐蝕實(shí)驗(yàn)支架，其特征在于所述支架面板(I)和支架底座(2)通過設(shè)置在固定孔(12)內(nèi)的螺桿(10)以及螺帽(11)相連接固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的垢下腐蝕實(shí)驗(yàn)支架，其特征在于所述支架面板(I)和支架底座(2)米用聚四氟乙烯的耐蝕材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6任意一條權(quán)利要求所述的垢下腐蝕實(shí)驗(yàn)支架其實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于包括以下步驟實(shí)驗(yàn)前，將打磨后的工作電極放入工作電極孔(3)，通過面板O型圈(4)對工作電極進(jìn)行密封；將螺桿(10)穿過支架底座(2)和支架面板(I)的固定孔(12)，旋緊螺帽(11)，使設(shè)有內(nèi)彈簧(14)的電觸頭(6)的頂部與工作電極的表面相接觸，并通過底座O型圈(5 )對支架面板(I)和支架底座(2 )進(jìn)行密封；通過工作電極與三個(gè)電觸頭(6 )以及三根電導(dǎo)線(7)共同實(shí)現(xiàn)工作電極的電化學(xué)腐蝕信號的導(dǎo)出；實(shí)驗(yàn)中，通過工作電極、參比電極和輔助電極構(gòu)成電化學(xué)三電極測量體系，分別與外部電化學(xué)測試裝置的相應(yīng)電極連接，對工作電極的電化學(xué)腐蝕行為進(jìn)行測量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的垢下腐蝕實(shí)驗(yàn)支架其實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，利用工作電極進(jìn)行腐蝕失重測量和表面形貌觀察。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的垢下腐蝕實(shí)驗(yàn)支架其實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于試驗(yàn)中，根據(jù)需要在工作電極表面放置垢層。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的垢下腐蝕實(shí)驗(yàn)支架其實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于組裝支架時(shí)，將螺桿(10)穿過支架底座(2)和兩個(gè)以上的支架面板(I)的固定孔(12)，然后旋緊螺帽(11)，最后在工作電極上的工作電極孔(3)內(nèi)添加垢層至實(shí)驗(yàn)要求的垢層厚度。
全文摘要
本發(fā)明屬腐蝕實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種垢下腐蝕實(shí)驗(yàn)支架及其實(shí)驗(yàn)方法，包括支架面板和支架底座；支架面板和支架底座的外部邊緣處設(shè)有位置相對應(yīng)的固定孔，支架面板和支架底座通過設(shè)置在固定孔內(nèi)的固定件相連接固定；支架面板上設(shè)有和工作電極直徑相同的工作電極孔，工作電極孔的周圍設(shè)有面板凹槽，內(nèi)設(shè)有面板O型圈；支架底座上設(shè)有底座凹槽，底座凹槽內(nèi)設(shè)有底座O型圈；支架底座上位于底座O型圈內(nèi)徑圓周內(nèi)的位置處設(shè)有三個(gè)電觸頭，電觸頭的下端插入電觸頭支座的頂部；支架底座上設(shè)有導(dǎo)線凹槽，電觸頭支座上均設(shè)有電導(dǎo)線；其實(shí)驗(yàn)方法能在同一腐蝕試片上進(jìn)行電化學(xué)腐蝕測試、腐蝕失重測量和表面形貌觀察，適用于電化學(xué)腐蝕及垢下腐蝕模擬研究。
文檔編號G01N17/00GK102680382SQ20121014458
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月10日
發(fā)明者劉小輝, 屈定榮, 蔣秀 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院