[發明專利]一種用于評價高溫高壓下溶解氧在防腐涂層中滲透性的裝置及方法

在審

• 申請號: 201711378546.0
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN108007843A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 朱麗娟;郭長永;黃新業;王薇;馮春;蔣龍;路彩虹
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油天然氣集團公司管材研究所
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李宏德

本發明提供一種用于評價高溫高壓下溶解氧在防腐涂層中滲透性的裝置及方法，能快速準確的測定高溫高壓環境下溶解氧在防腐涂層中的滲透性和防腐涂層在發生變形的情況下溶解氧在防腐涂層中的滲透性。包括高溫高壓釜，純涂層樣品安裝裝置，供氣系統，實時監測系統和廢氣處理系統。本發明所述方法通過加熱裝置調節溫度，通過供氣系統一方面能夠調節壓力，一方面能夠按照試驗要求通入惰性氣體實現除氧操作，可模擬多種注水工況不同井段的油管涂層服役環境，實時監測模擬工況下溶解氧在防腐涂層中的滲透性。

技術領域

本發明涉及油田注水開發油管防腐涂層領域，具體為一種用于評價高溫高壓下溶解氧在防腐涂層中滲透性的裝置及方法。

背景技術

隨著油田開發進入中后期，注水井管柱損壞問題日益嚴重，成為困擾石油工業后期開采的一大難題。其中，環境腐蝕是造成注水井管柱損壞的最主要原因。有機涂層防腐技術由于施工工藝簡單、成本低廉、防腐效果好而成為目前注水油管的主要防腐措施。

有機涂層雖能不同程度地隔絕離子,提高注水井防腐油管的耐蝕性。但有機涂層并不能完全隔絕水和氧氣的滲透。水和氧氣通過涂層宏觀或微觀缺陷滲透到涂層/金屬界面后,構成腐蝕性介質,在涂層/金屬界面形成陽極區和陰極區發生電化學腐蝕。腐蝕的陰極反應與電位有關，當電位高于-0.8V(vs.SCE)時，主導反應為氧去極化還原反應，即吸氧腐蝕。而在油田注水環境，電位一般都高于-0.8V。所以，溶解氧透過涂層的滲透性是控制腐蝕發生的主要步驟。因此，評價注水環境中溶解氧在防腐涂層中的滲透性對評估和預測防腐涂層油管的服役壽命和剩余壽命具有非常重要的指導意義。

目前能夠評價涂層滲透性能的試驗設備不多，主要有：(1)中國專利CN201610387014.2公開了“低強度、低滲透率涂層材料氣體擴散系數測定裝置及方法”，該裝置包括兩個并聯的真空室、測量室和充氣室。該裝置可使用很薄的涂層材料進行測量，對于低滲透率的涂層材料，也能快速取得穩定氣體壓力和氣體通量數據，測量結果準確。(2)中國專利CN201310232373.7中公開了一種“評價溶解態CO2在防腐涂層中擴散及滲透性能的方法”，該方法首先測試土壤溶液的pH和涂層下滲透溶液的pH，然后計算土壤溶液CO2濃度c1和涂層下滲透溶液CO2濃度c2，并繪制c2～t曲線圖和ln(c1-c2)～t曲線圖，最后計算溶解態CO2在防腐涂層中擴散系數和滲透系數。該裝置和方法實現了對溶解態二氧化碳在防腐涂層中擴散及滲透性能的定量評價。

第一種試驗裝置能測試低強度、低滲透率涂層材料氣體擴散系數，停留在氣態型介質擴散及滲透性能的研究階段，不能對溶解態型氣體介質在防腐涂層中的擴散及滲透性能進行研究。第二種試驗裝置雖然能對溶解態的二氧化碳在防腐涂層中擴散及滲透性能的定量評價；但只能評價常溫常壓下溶解態二氧化碳在在防腐涂層中擴散及滲透性能。以上裝置功能比較單一，均不能評價實際工況中高溫高壓環境下溶解氧在防腐涂層中的滲透性和防腐涂層在發生變形的情況下溶解氧在防腐涂層中的滲透性。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種用于評價高溫高壓下溶解氧在防腐涂層中滲透性的裝置及方法，操作簡單，設計合理，能夠模擬實際工況，快速準確的測定高溫高壓環境下溶解氧在防腐涂層中的滲透性和防腐涂層在發生變形的情況下溶解氧在防腐涂層中的滲透性。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種用于評價高溫高壓下溶解氧在防腐涂層中滲透性的裝置，包括高溫高壓釜，純涂層樣品安裝裝置，供氣系統，實時監測系統和廢氣處理系統；

所述高溫高壓釜內設置有加熱裝置；

所述純涂層樣品安裝裝置內設置有單側開口的檢測室，檢測室包括獨立的第一腔室和第二腔室，第一腔室的開口端依次密封固定有多孔陶瓷盤和純涂層樣品，第二腔室的開口端依次密封固定有多孔柔性盤和純涂層樣品；