[發明專利]用于含H₂S的油水及天然氣系統的帶有固體電解質涂覆層的指狀電極的腐蝕監測探頭有效

申請號：	201410107841.2	申請日：	2014-03-21
公開（公告）號：	CN103900949A	公開（公告）日：	2014-07-02
發明（設計）人：	楊列太;楊孫曉東	申請（專利權）人：	楊列太;楊孫曉東
主分類號：	G01N17/04	分類號：	G01N17/04
代理公司：	北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316	代理人：	滑春生
地址：	美國德克薩斯州圣***	國省代碼：	美國;US
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	用于 sub 油水天然氣系統帶有固體電解質覆層電極腐蝕監測探頭
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【說明書】：

本發明的技術領域

本發明是關于用于含H₂S油-水混合物和天然氣系統腐蝕監測的帶有固體電解質涂覆層的指狀電極的電化學探頭。H₂S使得電子導電沉積物在傳感電極表面形成，從而導致相鄰電極短路。

本發明的背景

用于腐蝕監測的耦合多電極矩陣傳感器（CMAS）（見美國專利：NO.6683463，NO.6132593，NO.7180309）和其它的電化學傳感器會受到能夠使相鄰電極短路的電子導電沉積物的搭橋影響。[見S.?Papavinasam,?“Electrochemical?Techniques?for?Corrosion?Monitoring”?，“Corrosion?Monitoring?Techniques,”?Lietai?Yang,?ed.,?Woodhead?Publishing,?Cambridge,?UK?(2008),?pages?77-79]?這種導電沉積物可能由鐵在含H₂S環境中腐蝕產生的，因為腐蝕產物（如FeS）是半導體材料。當傳感電極短路時，腐蝕電流無法準確地從傳感儀器測得的電流中提取出來。因此，傳感儀器不能有效地測量腐蝕速率。一個帶有涂覆層的指狀電極的CMAS探頭用于含H₂S液體系統，以避免在相鄰電極之間形成搭橋（見美國專利NO.8298390）。在帶有涂層覆蓋的指狀電極中，每個電極的有效傳感表面通過一段長的有涂覆層的表面與相鄰電極的傳感表面完全地隔離。這種長的有涂覆層的表面使得在相鄰電極的傳感表面的電子導電路徑的連續覆蓋層很難形成。然而，這種探頭不能用于在相鄰電極傳感表面之間無法形成離子導電路徑的系統，例如未經處理的天然氣和含H₂S油-水混合物。小的表面積上電極緊密排列的CMAS探頭已用于油-水混合物（見Yang,?et?al?2005）和不含H2S的模擬天然氣系統（見Sridhar?et?al,?2006）。在小的表面積上電極緊密排列的CMAS探頭中，一個電極的傳感表面接近于相鄰電極的傳感表面，離子導電路徑能夠很容易地由一個電極的傳感面和另一個電極傳感面之間表面上吸收的水膜形成。在天然氣中，當濕度大于某一值時，會產生腐蝕。而在油-水混合物中，離子導電路徑也可以由小尺寸的水珠形成。然而，電極緊密排列的CMAS探頭傳感區容易被電子導電沉積物覆蓋因爾受搭橋效應的影響。

本發明提供了一種CMAS探頭，該探頭有帶有固體電解質涂覆層的指狀電極，既能避免在任一對相互分離的電極之間形成電子導電沉積物，又能在任一對電極的有效傳感表面之間形成離子導電路徑。?

附圖說明

圖1?展示一個現有技術的為避免電極傳感表面的電子導電沉積物形成短路的典型的帶有涂覆層指狀電極的耦合多電極矩陣傳感（CMAS）探頭?

圖2展示一個在電極傳感面之間形成離子導電路徑并避免腐蝕沉積物形成電子導電路徑的雙層涂覆層的指狀電極的CMAS探頭

圖3展示一個為保持電極傳感面之間的離子導電路徑并避免腐蝕沉積物形成電子導電路徑的三層涂覆層的指狀電極的CMAS探頭

圖4展示一個三層涂覆層的指狀電極的CMAS探頭，其相鄰指狀電極之間填充有不同的離子導電物

圖5展示一個帶有涂覆層的指狀電極相互彎離以進一步增加距離來避免腐蝕沉積物在電極傳感面之間形成電子短路的CMAS探頭

圖6展示一個在電極傳感面之間形成離子導電路徑并避免腐蝕沉積物形成電子導電路徑兩個三層涂覆層指狀電極的電化學探頭

圖7展示一個在電極傳感面之間形成離子導電路徑并避免腐蝕沉積物形成電子導電路徑的單個三層涂覆層指狀電極的電化學探頭

圖8?展示帶有雙層涂覆層的指狀電極探頭的腐蝕速率與現有技術的單涂覆層的指狀電極探頭的腐蝕速率對比

圖紙編號參照

5??絕緣材料（通常是環氧樹脂或陶瓷）