[發明專利]一種管材應力腐蝕開裂敏感性評價方法及裝置

有效

• 申請號: 202011270508.5
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112393970B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 李發根;徐秀清;趙新偉;韓燕;趙雪會
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油天然氣集團公司管材研究所
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/04;G01N3/12;G01N17/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發明公開了一種管材應力腐蝕開裂敏感性評價方法及裝置，試驗管材兩端密封安裝有封頭，第一管路從試驗管材的一端與試驗管材內腔連通，第二管路的一端從試驗管材的另一端穿過封頭與試驗管材內腔連通，第二管路的另一端與供氣單元連接，第一管路在位于試驗管材外部的部分設有第一控制閥，第二管路上在試驗管材與供氣單元之間的部分設有第二控制閥，監測組件設置于試驗管材外壁最大應變處，供氣單元、監測組件、第一控制閥和第二控制閥均與控制單元連接，本發明可以避免應力腐蝕開裂評價過程中的試樣加工難題，同時實現應力水平的有效加載和全程精確控制，全面模擬工況環境下管材抗應力腐蝕開裂特性，有效解決管材抗應力腐蝕開裂能力評估難題。

技術領域

本發明涉及材料應力腐蝕開裂敏感性評價領域，具體涉及一種管材應力腐蝕開裂敏感性評價方法及裝置。

背景技術

近年來，雙金屬復合管正逐漸成為解決高腐蝕性油氣集輸的一種經濟安全性防腐措施，在油田廣泛應用。雙金屬復合管的耐蝕合金層與管道內腐蝕介質接觸，其耐蝕性能優劣將直接決定管材的使用壽命。應力腐蝕開裂作為耐蝕合金材料主要失效方式，其敏感性評估一直作為材料環境適應性的主要手段。雙金屬復合管在生產過程中，靠近結合界面處薄壁耐蝕合金層要或多或少遭受基層材質污染，耐蝕性能下降。在開展評估工作時，試驗人員卻遇到試樣加工和應力加載難的棘手問題。

1)應力腐蝕開裂評估通常參照標準GB/T 4157采用恒應變法，通過對材料加載實際屈服強度來進行應變控制進而評估開裂敏感性。不過由于耐蝕合金層薄壁屬性，力學試樣難以加工，材料力學性能難以獲取，尤其是冶金結合復合管內覆層拉伸性能測試難度太大，應力腐蝕開裂敏感性評估試驗難以開展。

2)試驗中若直接采用裸露試樣評估，耐蝕合金層由于加工裕量不足難以有效規避受污染層，同時由于材料延展性較大試樣難以加工成平直試樣，后續的應力加載水平控制不能做到有效精確，應力腐蝕開裂敏感性評估試驗難以開展。

3)利用諸如專利申請號200810146186.6制備的改進型環氧樹脂密封膠對受污染層封涂隔離，試樣應力加載時會因封涂層的存在影響應力精確加載，同時試驗過程中應力的存在也會導致封涂層加速失效，應力腐蝕開裂評估有效性和準確性得不到保障。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出了一種管材應力腐蝕開裂敏感性評價方法及裝置，本發明可以避免應力腐蝕開裂評價過程中的力學試樣和腐蝕試樣加工難題，同時實現應力水平的有效加載和全程精確控制，全面模擬工況環境下管材抗應力腐蝕開裂特性，有效解決管材抗應力腐蝕開裂能力評估難題。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種管材應力腐蝕開裂敏感性評價裝置，包括試驗管材、供氣單元、監測組件、控制單元、第一管路和第二管路，試驗管材兩端密封安裝有封頭，第一管路從試驗管材的一端穿過封頭與試驗管材內腔連通，第二管路的一端從試驗管材的另一端穿過封頭與試驗管材內腔連通，第二管路的另一端與供氣單元連接，第一管路在位于試驗管材外部的部分設有第一控制閥，第二管路上在試驗管材與供氣單元之間的部分設有第二控制閥，監測組件用于測量應變并設置于試驗管材外壁最大應變處，供氣單元、監測組件、第一控制閥和第二控制閥均與控制單元連接，所述試驗管材為一段雙金屬復合管材。

優選的，封頭試驗管材的端部之間為螺紋連接，其中，試驗管材的外表面設置外螺紋，封頭的內表面設有與所述外螺紋適配的內螺紋。

優選的，試驗管材的外部罩有密封的緩沖單元，緩沖單元上連接有第三管路，第三管路上位于緩沖單元外部的部分設有閥門。

優選的，封頭通過支架設置在緩沖單元內，通過所述支架使試驗管材懸空于緩沖單元內。

優選的，本發明的管材應力腐蝕開裂敏感性評價裝置還包括后處理單元，第一管路和第三管路均連接于所述后處理單元，所述后處理單元能夠處理緩沖單元和試驗管材的排放流體。

優選的，所述第一控制閥和第二控制閥采用高壓氣動閥。