[發明專利]材料腐蝕速率與壁面潤濕特性測試系統

有效

• 申請號: 201811474411.9
• 申請日: 2018-12-04
• 公開（公告）號: CN109632576B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 劉驍飛;高寧;師順;偶國富
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00;G01N17/02
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 胡根良

本發明公開了材料腐蝕速率與壁面潤濕特性測試系統，包括控制終端、水潤濕測試儀及電化學工作站，水潤濕測試儀包括分液漏斗、玻璃罩及試件支架，分液漏斗的下端穿入玻璃罩內的容腔，分液漏斗上設有電動閥門；玻璃罩內安裝試件支架，試件支架上夾持有電極，電極連接電化學工作站。本發明通過變更多種參量來研究材料的潤濕性、腐蝕性及其之間的關系；也可以用于研究油膜對水潤濕、腐蝕及其之間關聯性的阻尼特性、前后液滴相互影響規律、材料耐蝕特性、材料處理工藝、防腐涂層效果等評價，這些研究將為工程提供重要的理論依據和實踐指導。

技術領域

本發明屬于材料測試領域，具體涉及了材料腐蝕速率與壁面潤濕特性測試系統。

背景技術

潤濕性是指某種液體在特定固體表面鋪展或延伸的能力，也可以代表兩種互不相容的液體，某一種液體首先潤濕固體表面的能力。在石油開采、加工、煉制過程中，介質普遍以油-水、油-氣-水、油-氣等多相流形式存在。腐蝕性介質(如H₂S、CO₂、O₂、HCl等元素)在各相態中具有不同的溶解度，在流動過程中與材料接觸會形成不同的潤濕特性和腐蝕速率。因此，所引發的腐蝕過程往往具有局部性和突發性，無法進行精準的預測及防控。

發明內容

本發明的目的在于提供材料腐蝕速率與壁面潤濕特性測試系統，通過變更多種參量來研究材料的潤濕性、腐蝕性及其之間的關系，如：材料與溶液間的潤濕速度、初始接觸角(液滴接觸試件表面時接觸點的切線方向與試件表面的夾角)θ及材質(如10#碳鋼、20#碳鋼、316L以及Incoloy 825等)、粗糙度、液體物性(粘度、密度等)、液滴尺寸等因素的影響規律。本發明也可以用于研究油膜對水潤濕、腐蝕及其之間關聯性的阻尼特性、前后液滴相互影響規律、材料耐蝕特性、材料處理工藝、防腐涂層效果等評價，這些研究將為工程提供重要的理論依據和實踐指導。

為了解決是上述技術問題，采用如下技術方案：

材料腐蝕速率與壁面潤濕特性測試系統，其特征在于：包括控制終端、水潤濕測試儀及電化學工作站，水潤濕測試儀包括分液漏斗、玻璃罩及試件支架，分液漏斗的下端穿入玻璃罩內的容腔，分液漏斗上設有電動閥門；玻璃罩內安裝試件支架，試件支架上夾持有電極，電極連接電化學工作站；電動閥門與電化學工作站均連接控制終端。

進一步，該測試系統還包括有高速攝影機，高速攝影機對準電極，高速攝影機連接控制終端。

進一步，玻璃罩頂部設有密封蓋，分液漏斗的下端貫穿密封蓋。該密封蓋可打開或關閉，在打開狀態下方便測試人員調整試件支架與電極，提高測試精確度；在關閉狀態下，密封蓋具有較高的密封性，可防止實驗液體的揮發。

進一步，密封蓋上連接有漏斗支架，漏斗支架支撐放置分液漏斗。漏斗支架用于放置分液漏斗，結構穩定且牢固；分液漏斗可隨時拿取，方便操作。

進一步，密封蓋與玻璃罩之間放置有密封墊圈。密封墊圈填補密封蓋與玻璃罩之間的縫隙，進一步提高密封蓋與玻璃罩之間的密封性。

進一步，玻璃罩內固定有支架導軌與刻度尺，刻度尺設于支架導軌旁，支架導軌與刻度尺相互配合，支架導軌連接試件支架，支架導軌連接控制終端。刻度尺直接和支架導軌通過強力膠固定在玻璃罩上，在測試之前可以根據實驗要求參考刻度尺對試件支架與電極進行上下的高度調節，滿足測試的硬性要求，使得測試結果更為精準，該測試系統適用于多種測試條件。

進一步，試件支架包括旋轉支撐桿、試件夾持器及導軌滑塊，旋轉支撐桿的一端連接導軌滑塊，旋轉支撐桿可相對于導軌滑塊旋轉，旋轉支撐桿的另一端連接試件夾持器，導軌滑塊連接于支架導軌上，試件夾持器夾持電極。試件夾持器易于夾持或取下電極，夾持力較大，夾持牢固。導軌滑塊連接支架導軌，使得支架導軌通過試件支架帶動電極上下移動，結構簡單，表面摩擦力小，滑動順暢；旋轉支撐桿能夠相對于導軌滑塊旋轉，從而調整電極角度，滿足測試的角度傾斜要求，使得測試結果更為精準，該測試系統適用于多種測試條件。