高溫高壓環境下頂部腐蝕電化學測試裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及腐蝕電化學領域，特別是指一種高溫高壓環境下頂部腐蝕電化學測試裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著油氣田開發業日益增加，輸送油氣的管道發生了很多的失效事故，頂部腐蝕是其中重要的一部分，因此高溫高壓條件下能夠進行頂部腐蝕電化學原位測試的研宄也備受關注。到目前為止，用于研宄管線鋼濕氣頂部的電化學腐蝕設備沒有出現，本實用新型是在這一方面的較為先進的設備。在油氣工業開采和輸送過程中，主要涉及的腐蝕介質包括CO2等酸性氣體和水以及部分含有的有機酸。進行高溫高壓頂部腐蝕模擬實驗是研宄管線鋼材料的耐蝕性、腐蝕機理和評價的重要手段。因此，必須有可以模擬實際條件下的高溫高壓頂部電化學腐蝕實驗的裝置。但由于高溫高壓條件下，對工作電極、參比電極和輔助電極等結構和承壓密封性都有很高的要求，不容易實現電化學信號的輸出。通常，在高溫高壓反應釜中進行模擬實驗后，再在靜態常壓反應容器中進行電化學測試，并不能得出實際情況下頂部腐蝕過程中的電化學腐蝕行為。由于測量高溫高壓頂部電化學信號的缺乏，影響了對高溫高壓頂部腐蝕行為和機理的深入研宄。因此本實用新型可以填補此空缺，在一定程度上為進行深入的研宄奠定設備基礎。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型要解決的技術問題是提供一種高溫高壓環境下頂部腐蝕電化學測試裝置，以此來解決高溫高壓條件下管線鋼濕氣頂部的電化學腐蝕行為測試的問題。
[0004]該裝置包括高溫高壓反應釜、加熱保溫系統、循環冷凝水箱制冷系統、三電極系統、工作電極信號傳導通路、外接控制箱、外接供氣系統和計算機；其中，高溫高壓反應釜包括高壓釜蓋、釜把手、高壓釜體、安全閥、壓力顯示儀、壓力傳感器、進氣口和出氣口，加熱保溫系統包括熱電偶一、熱電偶二和溫度傳感器，循環冷凝水箱制冷系統包括冷卻水循環進水口、冷卻水循環出水口和冷凝水箱，三電極系統包括Ag/AgCl參比電極、工作電極、輔助電極。外接控制箱包括釜內溫度控制儀表和壓力顯示儀，外接供氣系統包括高壓氣瓶、減壓閥、導氣管和控制閥門；高壓釜蓋上開有螺栓孔，高壓釜體與高壓釜蓋通過緊固螺栓連接，中間墊有橡膠密封圈密封；高壓釜體內底部裝有熱電偶一和熱電偶二，高壓釜體內上部裝有冷凝水箱，冷凝水箱底部裝有三電極系統，并通過導線，將Ag/AgCl參比電極、工作電極和輔助電極引到冷凝水箱上部，穿過Ag/AgCl參比電極導線孔、工作電極導線孔、輔助電極導線孔伸出高壓釜蓋，高壓釜蓋上另有冷卻水循環進水口孔和冷卻水循環出水口孔，供冷卻水循環進水口和冷卻水循環出水口伸出；高壓釜體上部留有水平的進氣口和出氣口，出氣口連接控制閥門，進氣口依次連接安全閥、壓力顯示儀和控制閥門。
[0005]其中，溫度傳感器、熱電偶一、熱電偶二和外接控制箱通過導線連接，通過熱電偶一、熱電偶二和溫度傳感器使釜內溶液達到設定溫度；外接供氣系統高壓氣瓶的減壓閥、導氣管和高壓釜的進氣口之間通過螺紋連接，外接供氣系統輸出的實驗氣體通過減壓閥控壓后通過導氣管進入高溫高壓反應釜內，產生模擬實驗氣體壓強；Ag/AgCl參比電極、輔助電極和工作電極用環氧封裝在環狀夾具中，并將封裝好的試樣用砂紙打磨光滑，使三電極處在同一個平面上，然后通過導線與外接電化學工作站連接；三電極系統通過工作電極信號傳導通路與外接電化學工作站連接，進行電化學測試，外接電化學工作站接通計算機進行數據輸出、記錄和分析處理；高壓釜體內部的壓力通過壓力傳感器和壓力表顯示，并通過控制閥門進行調節，一旦超過釜體承壓的額定值，安全閥將自動開啟，保護整個系統的安全性。
[0006]本實用新型的上述技術方案的有益效果如下:
[0007]該裝置具有操作簡單，適應性強的特點，彌補了頂部腐蝕研宄設備不足的缺點。可以較為真實的模擬實際工況條件，實現高溫高壓頂部的腐蝕環境，此實用新型會對頂部腐蝕深入的機理研宄提供設備基礎。本設備中用的三電極體系由工作電極(管線鋼)，參比電極(Ag/AgCl)，輔助電極(不銹鋼)組成。本裝置具有一定的首創性，并且實驗結果也證實了其可靠性。
【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型的高溫高壓環境下頂部腐蝕電化學測試裝置高壓釜蓋結構示意圖；
[0009]圖2為圖1中A-A剖面的高溫高壓反應釜結構示意圖；
[0010]圖3為本實用新型三電極系統示意圖。
[0011]圖中:
[0012]1-工作電極；2-Ag/AgCl參比電極；3_冷卻水循環進水口 ；4_緊固螺栓；5_出氣口 ；6_橡膠密封圈；7_高壓釜體；8_熱電偶一 ；9_釜內溫度控制儀表；10-熱電偶二 ；11_三電極系統；12-冷凝水箱；13_外接供氣系統；14-控制閥門；15-壓力顯示儀；16-安全閥；17-進氣口 ；18_冷卻水循環出水口 ；19_輔助電極；20_釜把手；21_螺栓孔；22_冷卻水循環進水口孔；23-Ag/AgCl參比電極導線孔；24_輔助電極導線孔；25_高壓釜蓋；26_工作電極導線孔；27_冷卻水循環出水口孔。
【具體實施方式】
[0013]為使本實用新型要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。
[0014]本實用新型提供一種高溫高壓環境下頂部腐蝕電化學測試裝置，該裝置包括高溫高壓反應釜、加熱保溫系統、循環冷凝水箱制冷系統、三電極系統11、工作電極信號傳導通路、外接控制箱、外接供氣系統和計算機；高溫高壓反應釜包括高壓釜蓋25、釜把手20、高壓釜體7、安全閥14、壓力顯示儀15、壓力傳感器、進氣口 17和出氣口 5，加熱保溫系統包括熱電偶一 8、熱電偶二 10和溫度傳感器，循環冷凝水箱制冷系統包括冷卻水循環進水口 3、冷卻水循環出水口 18和冷凝水箱12，三電極系統11包括Ag/AgCl參比電極2、工作電極1、輔助電極19。外接控制箱包括釜內溫度控制儀表9和壓力顯示儀15，外接供氣系統13包括高壓氣瓶、減壓閥、導氣管和控制閥門14。
[0015]如圖1所示為該裝置的高壓釜蓋結構示意圖，高壓釜蓋25上設有釜把手20、螺栓孔21，并開有工作電極導線孔26、Ag/AgCl參比電極導線孔23、輔助電極導線孔24、冷卻水循環進水口孔22、冷卻水循環出水口孔27、出氣口 5和進氣口 17。
[0016]如圖2所示為該裝置沿圖1中A-A剖面的結構整體示意圖，高壓釜體7與高壓釜蓋25通過緊固螺栓4連接，中間墊有橡膠密封圈6密封；高壓釜體7內底部裝有熱電偶一 8和熱電偶二 10，高壓釜體7內上部裝有冷凝水箱12，冷凝水箱12底部裝有三電極系統11，并通過導線，將Ag/AgCl參比電極2