[發明專利]一種CO2無氧環境下薄液膜的局部電化學測試系統

有效

• 申請號: 201410359176.6
• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN104090172B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: 張大磊;管孝瑞;金有海;王建軍
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 羅文遠

技術領域

本發明涉及一種液膜的測量系統和方法，特別涉及一種CO2無氧環境下薄液膜的局部電化學測試系統及方法。?

背景技術

????液膜高度對于腐蝕行為有著至關重要的影響，鋼材表面不同液膜高度的差異，影響著一系列陰陽極反應過程。在濕天然氣集輸管道內，低含液率往往造成管道表面薄液膜分布，腐蝕性氣體H₂S、CO₂等溶于液膜中，對管線鋼產生局部腐蝕行為。相對于大氣薄液膜腐蝕，濕天然氣管道內部無氧環境，缺少溶解氧的作用，腐蝕行為與大氣環境不同。絲束電極（Wire?Beam?Electrode，WBE)作為一種新興的電化學研究技術，能夠獲取電極表面的局部腐蝕信息。絲束電極表面會形成許多微小電極，當這些微小金屬絲耦合在一起時，就能夠得到整塊面積上的電化學參數，當金屬絲之間斷開時，每個金屬絲代表一個工作電極，對應不同位置處的電化學參數，分別對每個金屬絲進行測量，就能夠得到不同位置處的局部腐蝕信息。Ag/AgCl參比電極具有廣泛的應用，具有良好的穩定性和較長的使用壽命。?

目前對CO₂無氧環境下的薄液膜腐蝕行為研究較少。已有的薄液膜制備技術在一定程度上存在著設備復雜，液膜測量精度不夠，薄液膜存在蒸發損耗，無法實現無氧環境等問題，且不容易得到薄液膜下的局部腐蝕參數。?

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種CO2無氧環境下薄液膜的局部電化學測試系統及方法，液膜測量精度得到大幅度提升，減少制備液膜的蒸發，保證無氧環境，通過絲束電極技術得到CO2無氧環境薄液膜下不同位置處的電化學信息。?

本發明提到的一種CO2無氧環境下薄液膜的局部電化學測試系統，包括基礎操作平臺、CO₂無氧環境下薄液膜系統、CO₂無氧環境下薄液膜腐蝕動力學測量系統，?

所述基礎操作平臺用來實現工作電極平面保持水平；

所述的CO₂無氧環境下薄液膜系統包括無氧濕氣供應裝置和液膜測量裝置，所述無氧濕氣供應裝置由超聲波霧化加濕器(14)、帶有除氧劑的填料(15)、濕度傳感器(18)構成，超聲波霧化加濕器(14)的輸出端通過管道連接帶有除氧劑的填料(15)，除氧劑的填料(15)的輸出端連接圓柱水筒（4），所用溶液經過加濕和除氧后進入圓柱水筒（4），通過液膜測量裝置來控制圓柱水筒（4）內的濕度，所述的圓柱水筒（4）側壁有多個導氣孔和排水口，在圓柱水筒內放入攪拌葉片(16)，內部安設工作電極（17）；

所述的液膜測量裝置由支架(11)、螺旋測微器(13)、夾套(12)、12V電源、開關K、可變電阻、靈敏電流計構成，12V電源、開關K、可變電阻、靈敏電流計與工作電極（17）形成回路；夾套(12)可以帶動水平懸臂沿支架(11)上的豎直桿上下移動，并通過旋轉螺母來實現固定，水平懸臂一端與豎直桿相固定，另一端固定螺旋測微器(13)，利用螺旋測微器(13)對液膜高度進行測量；

所述的CO₂無氧環境下薄液膜腐蝕動力學測量系統是在工作電極(17)的中心區域設有N×N絲束電極（19）作為小工作電極，在小工作電極周圍有十二根Ag/AgCl參比電極（20）分布存在，通過注入環氧，對整個電極進行密封，每一根電極通過導線接出，導線上有開關，十二根參比電極通過串聯連接到一塊，通過導線、開關連接到測試系統（21）上，然后將單根工作電極連接到測試系統（21），從而將電化學測試系統形成一個回路，能夠測量每一根工作電極電化學信息，這樣就能夠得到CO₂無氧環境薄液膜下不同位置處的電化學信息。

優選的，本發明提到的基礎操作平臺包括平臺（1）、3個水平調節螺母（2）、水平三腳架（3）、圓柱水筒（4）、工作電極固定套（5）、放在工作電極上的水平儀（6）；將工作電極嵌入工作電極固定套（5），并在工作電極四周纏繞聚四氟乙烯疏水帶，將水平儀（6）放在工作電極上面，通過旋轉3個水平調節螺母（2），并結合水平儀（6）的水平測量功能，來實現工作電極平面保持水平；?

在圓柱水筒（4）上部增加圓柱水筒蓋，在圓柱水筒蓋的四周纏繞聚四氟乙烯疏水帶，在圓柱水筒蓋上預留四個開孔，分別為pH測試棒插入口（7）、溶解氧測試棒插入口（8）、探針保護套插入口（9）、攪拌葉片插入口（10）；在工作電極滿足水平后，利用移液管或者微樣注射器向圓柱水筒（4）加入或者移除經過高純氮氣除氧后的液體，來實現工作電極上液面微米級別的上升或者下降。