[發明專利]一種非金屬涂層腐蝕疲勞性能測試的裝置及方法

有效

• 申請號: 201611189057.6
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106769820B
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 曾德智;李皓;施太和;任建;劉冰;何奇垚;喻智明;張恩搏;董寶軍;蔡樂樂
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G01N3/32;G01N3/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種非金屬涂層腐蝕疲勞性能測試的裝置及方法，屬于石油化工腐蝕與防護技術領域。該裝置包括測試單元、監測單元、攝像觀察單元、加熱單元和進排氣單元，各單元都與環境箱直接連接。利用該裝置及方法可實現對涂層抗腐蝕疲勞性能的評價和優選：首先通過進氣單元對溶液進行通氣，通過加熱單元對腐蝕液進行加熱，然后啟動測試單元對涂層疲勞性能進行測試，啟動監測單元對涂層進行監測，以及同時啟動攝像觀察單元對涂層表面形貌進行記錄觀察，最后通過試驗數據的比較，采用掃描電鏡對涂層的表面形貌進行觀察，從而可實現對涂層腐蝕疲勞性能的評價和優選。

技術領域

本發明屬于石油化工腐蝕與防護技術領域，具體涉及一種非金屬涂層腐蝕疲勞性能測試的裝置及方法。

背景技術

在油氣田生產過程中，因腐蝕環境和交變應力的雙重用作使材料表面涂層發生疲勞破壞而導致材料斷裂、失效的事故時有發生。

目前，涂層是各行業被廣泛應用來保護金屬材料和防止材料腐蝕的主要方法和手段之一。在石油行業,涂層防腐的主要機制是阻隔腐蝕性介質以及其它有害物質與金屬基體直接接觸，避免腐蝕性介質和有害物質向金屬與涂層界面的擴散來阻止金屬表面腐蝕反應的進行，或者干擾破壞腐蝕性介質和有害物質對金屬的腐蝕反應來達到防腐目的。但是，當涂層和腐蝕介質接觸時,在腐蝕介質和交變應力的雙重作用會使涂層分子產生溶解、溶出、斷裂等現象，將使得涂層表面產生缺陷或者發生破壞，此時腐蝕性介質或離子就會與金屬基體直接接觸發生腐蝕，從而降低了材料的疲勞壽命。因此，涂層抵抗腐蝕疲勞的性能直接影響著對金屬材料的保護,為此有必要建立一套完整的對涂層腐蝕疲勞性能測試的裝置和方法。

但是，目前對非金屬涂層腐蝕疲勞性能的測試以及涂層表面完整性的監測、評價的方法很有限。因此，本發明提供了一種非金屬涂層腐蝕疲勞性能的測試裝置及方法，來模擬在現場工況對涂層腐蝕疲勞性能進行測試、評價和優選，從而為指導現場的實際應用提供參考。

當前，常見的評價涂層抗腐蝕性能的測試裝置存在以下不足：

(A)主要集中于在腐蝕介質處于靜態或流動條件下對涂層抗腐蝕性能進行的評價，而忽略了交變應力作用對涂層破壞的影響。

(B)缺乏對涂層實時檢漏、監測和涂層臨界疲勞壽命確定的裝置和方法，以及缺乏對涂層表面形貌變化過程進行在線觀察記錄的裝置。

為解決上述問題，本發明提供了一種非金屬涂層腐蝕疲勞性能的裝置及方法，采用安裝了測試單元、監測單元、攝像觀察單元、加熱單元和進排氣單元，形成了適用于腐蝕環境和交變應力雙重作用下涂層疲勞破壞的實驗裝置，能夠很好地解決以上技術問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對現有涂層腐蝕破壞評價技術的不足，而提供一種能夠模擬現場腐蝕環境與交變應力雙重作用的實際工況，用于測試、評價和優選涂層腐蝕疲勞性能的裝置及方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種非金屬涂層腐蝕疲勞性能的測試裝置，其特征在于該裝置包括測試單元、

監測單元、攝像觀察單元、加熱單元、進排氣單元；

所述的測試單元由拉壓疲勞試驗機、試樣、環境箱和腐蝕液構成；所述的環境箱由上端蓋、環境筒和下端蓋構成，呈圓柱狀密封式結構，由透明有機玻璃制成；

所述的試樣通過環境箱的上端蓋試樣插孔和下端蓋試樣插孔并固定在環境箱上，試樣與上端蓋試樣插孔之間用上盤根和上盤根壓蓋密封固定，試樣與下端蓋試樣插孔之間用下盤根和下盤根壓蓋密封固定，并且試樣的中心與環境箱的中心重合，兩端以相同長度夾在拉壓疲勞試驗機上；