[發(fā)明專利]利用動態(tài)電化學(xué)裝置進行測試的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810204840.8
• 申請日: 2016-05-16
• 公開（公告）號: CN108680491B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐連勇;路永新;韓永典;趙雷;荊洪陽
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02;G01N17/00
• 代理公司: 天津創(chuàng)智天誠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

本發(fā)明公開利用動態(tài)電化學(xué)裝置進行測試的方法，首先通過加料輔助裝置和加料孔向高壓釜體內(nèi)裝入腐蝕液；通過進氣管向高壓釜體內(nèi)的腐蝕液中通入惰性氣體；通過進氣管向高壓釜體內(nèi)的腐蝕液中通入實驗氣體；通過外接控制箱啟動加熱保溫裝置，將高壓釜內(nèi)腐蝕液加熱到設(shè)定實驗溫度并保溫，調(diào)節(jié)控制箱，改變轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)速，使其達到預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速；外接電化學(xué)工作站分別與工作電極、輔助電極和參比電極相連，并接受信號，開始進行實驗測試。本發(fā)明技術(shù)方案適用于高溫高壓腐蝕介質(zhì)在動態(tài)工況條件下，對金屬材料腐蝕原位電化學(xué)信號進行檢測，以便進行高溫高壓動態(tài)腐蝕行為和機理研究，解決了以往不能對模擬溶液在高溫高壓條件下進行電化學(xué)信號測量的問題。

本發(fā)明申請是母案申請“高溫高壓動態(tài)電化學(xué)測試實驗裝置與測試方法”的分案申請，母案申請的申請日為2016年5月16日，申請?zhí)枮?016103221363。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電化學(xué)測試實驗裝置，尤其是高溫高壓動態(tài)電化學(xué)測試實驗裝置與測試方法。

背景技術(shù)

金屬材料與周圍環(huán)境(介質(zhì))之間發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而引起的破壞或變質(zhì)稱為腐蝕，金屬腐蝕遍及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國防建設(shè)的各個領(lǐng)域，危害非常嚴重。而高溫高壓腐蝕是一種因電化學(xué)腐蝕作用而導(dǎo)致材料失效的一種現(xiàn)象。例如在油氣開發(fā)過程中，伴生氣中常含有H₂S和CO₂，致使各種管道或結(jié)構(gòu)以高溫高壓腐蝕的形式失效。進行高溫高壓腐蝕過程模擬實驗是輸油/氣材質(zhì)篩選與評價、緩釋劑的篩選與評價以及研究材料耐蝕性和腐蝕機理的重要手段。但由于高溫高壓條件下，對工作電極、參比電極以及輔助電極等結(jié)構(gòu)的耐高溫和耐高壓性能都有很高的要求，不易實現(xiàn)電化學(xué)信號的輸出。同時，目前市場上相關(guān)成形產(chǎn)品的價格都較高，影響了對高溫高壓腐蝕行為和機理的廣泛研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，提供了高溫高壓動態(tài)電化學(xué)測試實驗裝置與測試方法。該裝置適用于高溫高壓腐蝕介質(zhì)在動態(tài)工況條件下，對金屬材料腐蝕原位電化學(xué)信號進行檢測，以便進行高溫高壓動態(tài)腐蝕行為和機理研究，解決了以往不能對模擬溶液在高溫高壓條件下進行電化學(xué)信號測量的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

高溫高壓動態(tài)電化學(xué)測試裝置，包括高溫高壓反應(yīng)釜、三電極系統(tǒng)、外接控制箱、外接供氣系統(tǒng)、外接電化學(xué)工作站和計算機；

高溫高壓反應(yīng)釜包括高壓釜體、高壓釜蓋、進氣管、出氣管、轉(zhuǎn)動軸、壓力傳感器、壓力表、溫度傳感器、加熱裝置和保溫絕熱層，高壓釜體為圓柱體容器，在高壓釜體的外側(cè)設(shè)置加熱裝置，在加熱裝置的外側(cè)設(shè)置絕熱保溫層，在高壓釜體的上表面設(shè)置高壓釜蓋，緊固螺栓穿過固定安裝孔，與高壓釜體連接部相連，以使釜蓋與釜體緊固成一個整體，并實現(xiàn)密封，高壓釜蓋圓形表面上沿直徑方向依次設(shè)置有：進氣管孔、溫度傳感器孔、工作電極孔、轉(zhuǎn)動軸孔、加料孔、壓力傳感器孔和出氣管孔，其中轉(zhuǎn)動軸孔位于圓心處，在轉(zhuǎn)動軸孔設(shè)置轉(zhuǎn)動軸，轉(zhuǎn)動軸連接控制電機，轉(zhuǎn)動軸上半部分位于高壓釜蓋之上，轉(zhuǎn)動軸下半部分位于高壓釜體內(nèi)，在轉(zhuǎn)動軸的下端設(shè)置有攪拌部件，在工作電極孔相鄰的上方和下方分別設(shè)置有輔助電極孔和參比電極孔，在工作電極孔上設(shè)置有工作電極柱，在輔助電極孔上設(shè)置輔助電極柱，在參比電極孔上設(shè)置參比電極，進氣管孔內(nèi)設(shè)置進氣管，在出氣管孔內(nèi)設(shè)置出氣管，在加料孔上設(shè)置加料輔助裝置，在壓力傳感器孔上設(shè)置有壓力傳感器和壓力表；

在上述技術(shù)方案中，所述的轉(zhuǎn)動軸的位于高壓釜體內(nèi)下半部分長度占釜體高度的1/3-1/2，所述的攪拌部件為攪拌槳或攪拌圓盤；

在上述技術(shù)方案中，所述的進氣管深入高壓釜體的底部，出氣管位于高壓釜體中液體表面以上；

在上述技術(shù)方案中，溫度傳感器與溫度控制器相連，溫度控制器與加熱裝置相連；

上述技術(shù)方案中，在三電極孔內(nèi)設(shè)置三電極時，電極與高壓釜蓋密封處的結(jié)構(gòu)為，自下而上依次設(shè)置下套管，上套管和堵頭；