專利名稱：一種抗硫化氫應力腐蝕開裂彎曲試驗裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種抗硫化氫應力腐蝕開裂(SSCC)彎曲試驗裝置，主要用于檢測評價材料在標準溶液或模擬工況條件中抗硫化氫應力腐蝕開裂的能力，也可用于氫致開裂(HIC)試驗檢測評價工作。
背景技術：
石油開采輸送、煉化等企業(yè)的設備及管道服役條件多為潮濕環(huán)境，介質含％5、酸性物質較多，腐蝕是影響設備和管道系統(tǒng)可靠性及使用壽命的關鍵因素，其中硫化氫應力腐蝕是管線鋼腐蝕的重要形式之一。硫化氫應力腐蝕開裂是一種氫應力開裂形式，由吸附在金屬表面上的硫化物腐蝕產生的氫原子所引起，屬于一種低應力脆性破壞，金屬在斷裂前很少出現(xiàn)宏觀的塑性變形，因此往往會導致無先兆的災難性事故，給安全生產帶來嚴重威脅。硫化氫應力腐蝕開裂與應力的大小有關，強度越高的鋼種越容易產生這種開裂，裂紋大多沿殼壁厚度方向擴展，由于焊縫提供了較大的殘余應力的可能，所以這種開裂一般發(fā)生在焊接接頭部位。硫化氫環(huán)境中金屬抗硫化物應力開裂及應力腐蝕開裂的試驗方法(NACETM0177-2005)、曲梁應力腐蝕試樣制備和使用的標準實施規(guī)程(ASTM G39-99)、金屬和合金的腐蝕應力腐蝕試驗第二部分:彎曲試樣的制備和應用(IS07539-2)等標準提出和規(guī)定了鋼管抗硫化氫彎曲應力腐蝕開裂的試驗要求，規(guī)定了試樣的截取和準備、試驗操作以及各項參數的測定程序，用于評價和檢測管道或裝置在硫化氫環(huán)境下是否會造成應力腐蝕開裂，從而為設備或管道在服役中提供安全可靠性的保障依據。

發(fā)明內容
本發(fā)明解決的技術問題:設計一種抗硫化氫應力腐蝕開裂彎曲試驗裝置，能夠方便、有效的開展抗硫化氫應力腐蝕開裂試驗，檢測評價和準確分析管道或設備的抗硫化氫應力腐蝕開裂能力，同時給出在一定腐蝕環(huán)境下加載應力隨著時間的變化趨勢。本發(fā)明的技術解決方案:一種抗硫化氫應力腐蝕開裂彎曲試驗裝置，包括矩形殼體，所述矩形殼體的底部放置有試樣支架，矩形殼體的上端口通過螺栓副固定有蓋板，且蓋板與矩形殼體之間設置有密封墊圈形成一個密封的試驗容器；所述試樣支架呈矩形框架結構且其前后端具有對稱的凹槽，所述凹槽中可嵌入試樣彎曲夾具，所述蓋板的兩對角處插裝有進氣管和排氣管。所述試樣支架前后端具有等間距的三對凹槽，每一對凹槽中可嵌入一個試樣彎曲夾具。所述所述蓋板上制有三個等間距插孔，且插孔上裝有撓度計，并使撓度計的檢測頭位于試樣彎曲夾具中心的上方。所述撓度計的量程為O I英寸，精度為0.001英寸。所述矩形殼體、蓋板的材質均為C276哈氏合金材質；試樣支架的材質為聚四氟乙烯。本發(fā)明具有的優(yōu)點和效果1、本發(fā)明能夠方便、有效的開展抗硫化氫應力腐蝕開裂(SSCC)彎曲試驗，檢測評價和準確分析出管材、板材或設備的抗硫化氫應力腐蝕開裂能力，減小了其它因素對試驗的干擾，并給出在一定腐蝕環(huán)境下加載應力隨著時間的變化曲線。同時本發(fā)明還可用于氫致開裂(HIC)試驗檢測評價工作。2、本發(fā)明可評價檢測管材、板材或設備在標準溶液或模擬油田工況環(huán)境下的抗硫化氫應力腐蝕開裂能力，檢測管材、板材或設備在標準硫化氫溶液中或模擬油田工況條件下是否出現(xiàn)裂紋；放置于試樣表面的撓度計可用于監(jiān)測試驗樣品在標準硫化氫溶液或模擬油田工況條件下彎曲應力隨著時間變化的趨勢。


圖1為本發(fā)明結構示意圖，圖2為本發(fā)明矩形殼體結構示意圖，圖3為本發(fā)明試樣支架結構示意圖，圖4為本發(fā)明蓋板結構示意圖，圖5、圖6、圖7為本發(fā)明試樣彎曲夾具結構示意圖，圖8為本發(fā)明使用狀態(tài)圖。
具體實施例方式下面結合附圖1-8描述本發(fā)明的一種實施例。一種抗硫化氫應力腐蝕開裂彎曲試驗裝置，包括矩形殼體1，所述矩形殼體I的底部放置有試樣支架4，矩形殼體I的上端口通過螺栓副5固定有蓋板3，且蓋板3與矩形殼體I之間設置有密封墊圈2形成一個密封的試驗容器；所述試樣支架4材質為聚四氟乙烯且前后端具有等間距的三對凹槽10，每一對凹槽10中可嵌入一個試樣彎曲夾具11，用于固定彎曲夾具，避免試驗樣品之間相互接觸而引起電化學腐蝕；同時可以減小試驗過程中由外界震動等因素引起的夾具波動所造成的試樣應力載荷變化。所述所述蓋板3上制有三個等間距插孔9，且插孔9上裝有撓度計8，并使撓度計8的檢測頭位于試樣彎曲夾具11中心的上方緊貼試驗樣品，用于測量試驗中對試驗樣品12加載應力的大小。所述撓度計8的量程為O I英寸，精度為0.001英寸。所述蓋板3的兩對角處插裝有進氣管6和排氣管7。所述矩形殼體1、蓋板3的材質均為C276哈氏合金材質；所述試樣彎曲夾具11為兩點彎、三點彎或四點彎結構。試驗步驟:第一步，對標準試驗樣品進行打磨、尺寸測量、登記打號、清洗干燥、冷卻后，根據試驗加載應力要求按照圖5、圖6、圖7方法進行加載；第二步，通過導流泵將試驗溶液導入殼體里面；第三步，將已加載好試驗樣品的夾具固定到試樣支架上，然后把試樣支架放置到殼體底部，并保證試驗溶液能夠浸沒樣品和夾具；第四步，將密封墊圈放置到殼體上端口，然后對準螺孔將蓋板蓋上并安裝螺栓副，再通過扳手擰緊螺栓副。第五步，將進氣管和氮氣瓶連接，出氣管和廢液處理裝置連接，對試驗溶液進行除氧2小時，氣體流速不小于100 mL/ (分.每升試驗溶液);除氧后，通入H2S氣體，速率應至少為200 mL/ (分.每升試驗溶液)，持續(xù)時間為60分鐘。第六步，試驗持續(xù)時間720小時，試驗過程中，必須保持H2S氣體正壓。到時間后，測定溶液PH值，并向溶液中通入N2氣兩小時以上除去溶液中的H2S氣體。除去H2S后打開裝置取出試樣，用無水乙醇清洗試樣，觀察試樣表面是否有裂紋。實驗結束后，清洗試驗裝置，保證裝置干凈無污潰。本發(fā)明可以在標準溶液下對標準試驗樣品進行抗硫化氫應力腐蝕開裂(SSCC)彎曲試驗檢測評價。標準檢測方法、標準溶液和標準試驗樣品，可參照以下標準的規(guī)定:硫化氫環(huán)境中金屬抗硫化物應力開裂及應力腐蝕開裂的試驗方法(NACE TM0177-2005)、曲梁應力腐蝕試樣制備和使用的標準實施規(guī)程(ASTM G39-99)、金屬和合金的腐蝕應力腐蝕試驗第二部分:彎曲試樣的制備和應用(IS07539-2)。本發(fā)明可以用作氫致開裂(HIC)試驗裝置，在標準溶液下對標準試驗樣品進行檢測評價。標準溶液和標準試驗樣品可依據以下標準的規(guī)定:管線和壓力裝置用鋼抗氫致開裂評價方法(NACE TM0284-2003)。本發(fā)明可用于監(jiān)測試驗樣品在標準硫化氫溶液下彎曲應力隨著時間變化的趨勢。本發(fā)明也可用于評價模擬油田工況條件下針對管道或設備的應力腐蝕。上述實施例，只是本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限制本發(fā)明實施范圍，故凡以本發(fā)明權利要求所述內容所做的等同變化，均應包括在本發(fā)明權利要求范圍之內。
權利要求
1.一種抗硫化氫應力腐蝕開裂彎曲試驗裝置，包括矩形殼體(I)，其特征是:所述矩形殼體(I)的底部放置有試樣支架(4)，矩形殼體(I)的上端口通過螺栓副(5)固定有蓋板(3)，且蓋板(3)與矩形殼體(I)之間設置有密封墊圈(2)形成一個密封的試驗容器；所述試樣支架(4)呈矩形框架結構且其前后端具有對稱的凹槽(10)，所述凹槽(10)中可嵌入試樣彎曲夾具(11)，所述蓋板(3 )的兩對角處插裝有進氣管(6 )和排氣管(7 )。
2.根據權利要求1所述的一種抗硫化氫應力腐蝕開裂彎曲試驗裝置，其特征是:所述試樣支架(4)前后端具有等間距的三對凹槽(10)，每一對凹槽(10)中可嵌入一個試樣彎曲夾具(11)。
3.根據權利要求2所述的一種抗硫化氫應力腐蝕開裂彎曲試驗裝置，其特征是:所述所述蓋板(3 )上制有三個等間距插孔(9 )，且插孔(9 )上裝有撓度計(8 )，并使撓度計(8 )的檢測頭位于試樣彎曲夾具(11)中心的上方。
4.根據權利要求3所述的一種抗硫化氫應力腐蝕開裂彎曲試驗裝置，其特征是:所述撓度計(8)的量程為O I英寸，精度為0.001英寸。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的一種抗硫化氫應力腐蝕開裂彎曲試驗裝置，其特征是:所述矩形殼體(I)、蓋板(3)的材質均為C276哈氏合金材質；試樣支架(4)的材質為聚四氟乙烯。
全文摘要
一種抗硫化氫應力腐蝕開裂彎曲試驗裝置，包括矩形殼體(1)，所述矩形殼體(1)的底部放置有試樣支架(4)，矩形殼體(1)的上端口通過螺栓副(5)固定有蓋板(3)，且蓋板(3)與矩形殼體(1)之間設置有密封墊圈(2)形成一個密封的試驗容器；所述試樣支架(4)呈矩形框架結構且其前后端具有對稱的凹槽(10)，所述凹槽(10)中可嵌入試樣彎曲夾具(11)，所述蓋板(3)的兩對角處插裝有進氣管(6)和排氣管(7)。本發(fā)明能夠方便、有效的開展抗硫化氫應力腐蝕開裂試驗，檢測評價和準確分析管道或設備的抗硫化氫應力腐蝕開裂能力，同時給出在一定腐蝕環(huán)境下加載應力隨著時間的變化趨勢。
文檔編號G01N17/00GK103207141SQ20131009314
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月21日 優(yōu)先權日2013年3月21日
發(fā)明者趙俊, 畢宗岳 申請人:寶雞石油鋼管有限責任公司