[实用新型]高温高压环境下顶部腐蚀电化学测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及腐蚀电化学领域，特别是指一种高温高压环境下顶部腐蚀电化学测试装置。

背景技术

近年来，随着油气田开发业日益增加，输送油气的管道发生了很多的失效事故，顶部腐蚀是其中重要的一部分，因此高温高压条件下能够进行顶部腐蚀电化学原位测试的研究也备受关注。到目前为止，用于研究管线钢湿气顶部的电化学腐蚀设备没有出现，本实用新型是在这一方面的较为先进的设备。在油气工业开采和输送过程中，主要涉及的腐蚀介质包括CO₂等酸性气体和水以及部分含有的有机酸。进行高温高压顶部腐蚀模拟实验是研究管线钢材料的耐蚀性、腐蚀机理和评价的重要手段。因此，必须有可以模拟实际条件下的高温高压顶部电化学腐蚀实验的装置。但由于高温高压条件下，对工作电极、参比电极和辅助电极等结构和承压密封性都有很高的要求，不容易实现电化学信号的输出。通常，在高温高压反应釜中进行模拟实验后，再在静态常压反应容器中进行电化学测试，并不能得出实际情况下顶部腐蚀过程中的电化学腐蚀行为。由于测量高温高压顶部电化学信号的缺乏，影响了对高温高压顶部腐蚀行为和机理的深入研究。因此本实用新型可以填补此空缺，在一定程度上为进行深入的研究奠定设备基础。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种高温高压环境下顶部腐蚀电化学测试装置，以此来解决高温高压条件下管线钢湿气顶部的电化学腐蚀行为测试的问题。

该装置包括高温高压反应釜、加热保温系统、循环冷凝水箱制冷系统、三电极系统、工作电极信号传导通路、外接控制箱、外接供气系统和计算机；其中，高温高压反应釜包括高压釜盖、釜把手、高压釜体、安全阀、压力显示仪、压力传感器、进气口和出气口，加热保温系统包括热电偶一、热电偶二和温度传感器，循环冷凝水箱制冷系统包括冷却水循环进水口、冷却水循环出水口和冷凝水箱，三电极系统包括Ag/AgCl参比电极、工作电极、辅助电极。外接控制箱包括釜内温度控制仪表和压力显示仪，外接供气系统包括高压气瓶、减压阀、导气管和控制阀门；高压釜盖上开有螺栓孔，高压釜体与高压釜盖通过紧固螺栓连接，中间垫有橡胶密封圈密封；高压釜体内底部装有热电偶一和热电偶二，高压釜体内上部装有冷凝水箱，冷凝水箱底部装有三电极系统，并通过导线，将Ag/AgCl参比电极、工作电极和辅助电极引到冷凝水箱上部，穿过Ag/AgCl参比电极导线孔、工作电极导线孔、辅助电极导线孔伸出高压釜盖，高压釜盖上另有冷却水循环进水口孔和冷却水循环出水口孔，供冷却水循环进水口和冷却水循环出水口伸出；高压釜体上部留有水平的进气口和出气口，出气口连接控制阀门，进气口依次连接安全阀、压力显示仪和控制阀门。

其中，温度传感器、热电偶一、热电偶二和外接控制箱通过导线连接，通过热电偶一、热电偶二和温度传感器使釜内溶液达到设定温度；外接供气系统高压气瓶的减压阀、导气管和高压釜的进气口之间通过螺纹连接，外接供气系统输出的实验气体通过减压阀控压后通过导气管进入高温高压反应釜内，产生模拟实验气体压强；Ag/AgCl参比电极、辅助电极和工作电极用环氧封装在环状夹具中，并将封装好的试样用砂纸打磨光滑，使三电极处在同一个平面上，然后通过导线与外接电化学工作站连接；三电极系统通过工作电极信号传导通路与外接电化学工作站连接，进行电化学测试，外接电化学工作站接通计算机进行数据输出、记录和分析处理；高压釜体内部的压力通过压力传感器和压力表显示，并通过控制阀门进行调节，一旦超过釜体承压的额定值，安全阀将自动开启，保护整个系统的安全性。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：

该装置具有操作简单，适应性强的特点，弥补了顶部腐蚀研究设备不足的缺点。可以较为真实的模拟实际工况条件，实现高温高压顶部的腐蚀环境，此实用新型会对顶部腐蚀深入的机理研究提供设备基础。本设备中用的三电极体系由工作电极(管线钢)，参比电极(Ag/AgCl)，辅助电极(不锈钢)组成。本装置具有一定的首创性，并且实验结果也证实了其可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的高温高压环境下顶部腐蚀电化学测试装置高压釜盖结构示意图；

图2为图1中A-A剖面的高温高压反应釜结构示意图；

图3为本实用新型三电极系统示意图。

图中：