[发明专利]一种表面存在腐蚀垢层的金属基体制备方法及其垢下腐蚀试验

说明书

本发明提供一种表面存在腐蚀垢层的金属基体制备方法及其垢下腐蚀试验，包括如下步骤：步骤1，在金属基体表面留有预制腐蚀垢层区域，并对除预制腐蚀垢层区域以外的其它光滑样品表面进行密封处理；步骤2，将经步骤1处理后的金属基体通过导线与直流电源正极连接，直流电源负极与辅助电极相连，并将金属基体和辅助电极放置在模拟溶液中；步骤3，对模拟溶液内的金属基体进行外加电流加速腐蚀实验，在预制腐蚀垢层区域腐蚀形成腐蚀垢层，得到表面存在腐蚀垢层的金属基体；该制备方法过程简单，操作方便，有效的在金属基体表面上无间隙形成腐蚀垢层。

技术领域

本发明涉及腐蚀实验技术领域，具体为一种表面存在腐蚀垢层的金属基体制备方法及其垢下腐蚀试验。

背景技术

随着油气资源勘探开发不断深入，复杂苛刻的油气作业和生产环境导致油气管网系统腐蚀泄漏频发。根据西部某油田现场失效分析统计表明，地面管线腐蚀失效90％为内腐蚀穿孔，而由管线底部垢下腐蚀导致的穿孔是主要的失效原因。地面管线选材设计中的耐蚀性评价主要采用均匀腐蚀浸泡试验方法来进行，该方法主要评价材料的均匀腐蚀速率(主要针对低碳钢材料)以及点蚀速率(主要针对不锈钢及耐蚀材料)，并未考虑管线底部腐蚀产物堆积形成垢层所带来的不利影响。然而，在使用过程中，越来越多的失效案例表明，管线底部垢下腐蚀速率远远高于材料的均匀腐蚀速率，从而导致管线在尚未达到使用年限时发生局部腐蚀穿孔，引发泄漏事故。因此，地面管线垢下腐蚀的研究意义重大。

目前，垢下腐蚀试验并无统一的方法，国内外主要采用三电极体系电化学测试方法来进行研究，而金属基体与垢层的结合通常通过人为在样品表面放置垢层来形成。专利CN 102680382 A设计一种垢下腐蚀实验支架，预留工作电极孔，将样品置于工作电极孔后，在电极孔内添加垢层形成垢下腐蚀结构。专利CN 103792182 A设计一种模拟垢下腐蚀的双电解池，将垢层填充于两个电解池联通有机玻璃通道处，开展垢层两侧的电化学测试，作为垢层内、外的电化学分析，垢层与金属基体表面并非直接接触，而是存在一定距离。专利CN105181569 A设计一种元素硫垢下腐蚀测试的电化学装置，通过将单质硫涂覆在工作电极上来模拟元素硫沉积。专利CN 105181569 A公布一种铵盐垢下腐蚀实验装置及方法，设置垢盐池，将样品放置于充满垢盐的垢盐池中开展垢下腐蚀研究。专利CN 103884639 A公布一种动态模拟垢下腐蚀的实验方法及装置，通过在扇形试片表面放置不同厚度的垢层形成样品与垢层的结合。上述实验方法中，垢层与金属基体的结合均为非紧密状态、无结合力，与实际工况存在较大差距。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种表面存在腐蚀垢层的金属基体制备方法及其垢下腐蚀试验，该制备方法过程简单，操作方便，有效的在金属基体表面上无间隙形成腐蚀垢层。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种表面存在腐蚀垢层的金属基体制备方法，包括如下步骤：

步骤1，在金属基体表面留有预制腐蚀垢层区域，并对除预制腐蚀垢层区域以外的其它光滑样品表面进行密封处理；

步骤2，将经步骤1处理后的金属基体通过导线与直流电源正极连接，直流电源负极与辅助电极相连，并将金属基体和辅助电极放置在模拟溶液中；

步骤3，对模拟溶液内的金属基体进行外加电流加速腐蚀实验，在预制腐蚀垢层区域腐蚀形成腐蚀垢层，得到表面存在腐蚀垢层的金属基体。

优选的，步骤1中，所述密封处理采用硅胶密封。