[发明专利]一种非金属涂层腐蚀疲劳性能测试的装置及方法

说明书

本发明公开了一种非金属涂层腐蚀疲劳性能测试的装置及方法，属于石油化工腐蚀与防护技术领域。该装置包括测试单元、监测单元、摄像观察单元、加热单元和进排气单元，各单元都与环境箱直接连接。利用该装置及方法可实现对涂层抗腐蚀疲劳性能的评价和优选：首先通过进气单元对溶液进行通气，通过加热单元对腐蚀液进行加热，然后启动测试单元对涂层疲劳性能进行测试，启动监测单元对涂层进行监测，以及同时启动摄像观察单元对涂层表面形貌进行记录观察，最后通过试验数据的比较，采用扫描电镜对涂层的表面形貌进行观察，从而可实现对涂层腐蚀疲劳性能的评价和优选。

技术领域

本发明属于石油化工腐蚀与防护技术领域，具体涉及一种非金属涂层腐蚀疲劳性能测试的装置及方法。

背景技术

在油气田生产过程中，因腐蚀环境和交变应力的双重用作使材料表面涂层发生疲劳破坏而导致材料断裂、失效的事故时有发生。

目前，涂层是各行业被广泛应用来保护金属材料和防止材料腐蚀的主要方法和手段之一。在石油行业,涂层防腐的主要机制是阻隔腐蚀性介质以及其它有害物质与金属基体直接接触，避免腐蚀性介质和有害物质向金属与涂层界面的扩散来阻止金属表面腐蚀反应的进行，或者干扰破坏腐蚀性介质和有害物质对金属的腐蚀反应来达到防腐目的。但是，当涂层和腐蚀介质接触时,在腐蚀介质和交变应力的双重作用会使涂层分子产生溶解、溶出、断裂等现象，将使得涂层表面产生缺陷或者发生破坏，此时腐蚀性介质或离子就会与金属基体直接接触发生腐蚀，从而降低了材料的疲劳寿命。因此，涂层抵抗腐蚀疲劳的性能直接影响着对金属材料的保护,为此有必要建立一套完整的对涂层腐蚀疲劳性能测试的装置和方法。

但是，目前对非金属涂层腐蚀疲劳性能的测试以及涂层表面完整性的监测、评价的方法很有限。因此，本发明提供了一种非金属涂层腐蚀疲劳性能的测试装置及方法，来模拟在现场工况对涂层腐蚀疲劳性能进行测试、评价和优选，从而为指导现场的实际应用提供参考。

当前，常见的评价涂层抗腐蚀性能的测试装置存在以下不足：

(A)主要集中于在腐蚀介质处于静态或流动条件下对涂层抗腐蚀性能进行的评价，而忽略了交变应力作用对涂层破坏的影响。

(B)缺乏对涂层实时检漏、监测和涂层临界疲劳寿命确定的装置和方法，以及缺乏对涂层表面形貌变化过程进行在线观察记录的装置。

为解决上述问题，本发明提供了一种非金属涂层腐蚀疲劳性能的装置及方法，采用安装了测试单元、监测单元、摄像观察单元、加热单元和进排气单元，形成了适用于腐蚀环境和交变应力双重作用下涂层疲劳破坏的实验装置，能够很好地解决以上技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有涂层腐蚀破坏评价技术的不足，而提供一种能够模拟现场腐蚀环境与交变应力双重作用的实际工况，用于测试、评价和优选涂层腐蚀疲劳性能的装置及方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种非金属涂层腐蚀疲劳性能的测试装置，其特征在于该装置包括测试单元、

监测单元、摄像观察单元、加热单元、进排气单元；

所述的测试单元由拉压疲劳试验机、试样、环境箱和腐蚀液构成；所述的环境箱由上端盖、环境筒和下端盖构成，呈圆柱状密封式结构，由透明有机玻璃制成；

所述的试样通过环境箱的上端盖试样插孔和下端盖试样插孔并固定在环境箱上，试样与上端盖试样插孔之间用上盘根和上盘根压盖密封固定，试样与下端盖试样插孔之间用下盘根和下盘根压盖密封固定，并且试样的中心与环境箱的中心重合，两端以相同长度夹在拉压疲劳试验机上；