本发明专利技术公开了一种硫化物应力腐蚀开裂试验装置和方法。本发明专利技术的试验装置包括应力环试验罐组件（1）、信号转换器（2）和计算机终端；应力环试验罐组件中的溶解氧电极（151）、硫化氢电极（152）、pH值电极（153）和温度电极（154）的感应端插入到试验罐（14）内的试验溶液中，电极的信号端与信号转换器的信号输入端连接，信号转换器的数据传输接口与计算机终端的数据传输接口连接。本发明专利技术的试验方法包括：通过计算机终端观测由溶解氧电极、硫化氢电极、pH值电极和温度电极测得的试验溶液中的溶解氧浓度、硫化氢浓度、pH值和温度。本发明专利技术的试验装置和方法能使试验过程中试验罐始终处于封闭状态，保证了试验结果的准确性。保证了试验结果的准确性。保证了试验结果的准确性。
【技术实现步骤摘要】
硫化物应力腐蚀开裂试验装置和方法
[0001]本专利技术涉及一种材料试验装置和方法，尤其涉及一种硫化物应力腐蚀开裂试验装置和方法。
技术介绍
[0002]随着世界油气资源的不断开发，油气开采的难度不断加大，石油天然气已转向非常规油气资源的开发，尤其是含硫化氢的油气资源也已经成为了开采的主要目标。然而，在对含硫化氢的油气资源进行开采时，硫化氢会对油井管造成腐蚀并导致其开裂，因此，在开采含硫化氢的油气资源时必须采用抗硫油井管。
[0003]为确保抗硫油井管的抗硫性能符合标准要求，需要按照国际惯用的NACE 0177标准（NACE是National Association of Corrosion Engineers，中译文为美国国际腐蚀工程师协会），对抗硫油井管产品进行硫化物应力腐蚀开裂试验。
[0004]目前，针对硫化物应力腐蚀开裂试验，有专门的试验装置，具体来说就是一个应力环试验罐组件，其包括应力环和试验罐，试验罐安置在应力环的中间，试验罐内盛放有试验溶液，应力环上还设置有用于对试样进行应力加载的应力加载机构。当要对油井管材质试样进行试验时，将试样安装在应力加载机构上且处于试验罐内的试验溶液中，调节应力环并通过应力加载机构对试样施加拉伸力，同时还需要对试验溶液进行吹氮除氧、测试溶解氧浓度、吹入硫化氢、测试硫化氢饱和度等步骤的操作。而在试验过程中，还需要不断地测试试验溶液的硫化氢浓度、pH值及温度。在上述过程中，需要不断地从试验罐中抽取试验溶液，然后，用碘量滴定法来检测试验溶液中的溶解氧浓度和硫化氢浓度，用pH试纸来检测试验溶液的pH值，等等。
[0005]如上所述，利用现有的试验装置来进行硫化物应力腐蚀开裂试验，需要经常从试验罐中抽取试验溶液做测试，这样一来，一方面，很难保证试验罐的封闭性，试验罐中的试验溶液难免会与空气接触，空气中的氧气进入试验溶液中则会对试验结果造成不良影响，另一方面，多次抽取试验罐中的溶液来做测试，会造成试验罐内的试验溶液大量减少，从而导致试验无法进行下去。此外，由于试验溶液中的硫化氢气体具有较强的毒性，抽取试验溶液过程也是比较危险的。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于提供一种硫化物应力腐蚀开裂试验装置和方法，该试验装置和方法能使试验过程中试验罐始终处于封闭状态，从而避免了试验罐中的试验溶液与外部空气接触，同时也保证了试验罐内有足够的试验溶液，进而保证了试验结果的准确性，同时还降低了试验人员接触试验溶液中硫化氢气体的几率，有效保障了试验人员的人身安全。
[0007]为了实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种硫化物应力腐蚀开裂试验装置，包括应力环试验罐组件、信号转换器和计算机终端；所述应力环试验罐组件包括应力环、试验罐、溶解氧电极、硫化氢电极、pH值电极、
温度电极、进气管和出气管；所述试验罐安置在应力环的中间，试验罐内盛放有试验溶液；所述应力环上还设置有应力加载机构，作为试验对象的试样安装在应力加载机构上，试样穿过试验罐且处于试验溶液中；所述试验罐的顶部开设有进气孔，所述进气管的一端通过进气孔插入到试验溶液中；所述试验罐的顶部开设有出气孔，所述出气管与出气孔连通；所述试验罐的顶部开设有与所述溶解氧电极、硫化氢电极、pH值电极和温度电极相对应的电极插入孔，所述溶解氧电极、硫化氢电极、pH值电极和温度电极的感应端通过电极插入孔插入到试验罐内的试验溶液中，溶解氧电极、硫化氢电极、pH值电极和温度电极的信号端均与信号转换器的信号输入端电性连接，信号转换器的数据传输接口与计算机终端的数据传输接口电性连接。
[0008]进一步地，在所述电极插入孔处设置有密封圈。
[0009]进一步地，所述信号转换器的数据传输接口和计算机终端的数据传输接口均为USB接口，信号转换器和计算机终端之间通过USB传输线连接。
[0010]进一步地，所述计算机终端为笔记本电脑。
[0011]进一步地，所述溶解氧电极和硫化氢电极均为克拉克微电极。
[0012]一种硫化物应力腐蚀开裂试验方法，包括如下步骤：步骤1，将试样安装在应力环的应力加载机构上并置于试验罐中，按照试验要求调节应力环并通过应力加载机构对试样施加拉伸力；步骤2，将试验溶液加入到试验罐中；步骤3，将溶解氧电极、硫化氢电极、pH值电极和温度电极的感应端通过试验罐顶部的电极插入孔插入到试验罐内的试验溶液中；步骤4，通过试验罐顶部的进气管向试验罐内的试验溶液中吹入氮气，在吹入氮气的过程中，通过计算机终端观测由溶解氧电极测得的溶解氧浓度，直至溶解氧浓度低至试验标准规定的溶解氧浓度范围内时，停止吹入氮气；步骤5，通过计算机终端观测由pH值电极测得的试验溶液的pH值，确认试验溶液的pH值是否处于试验标准规定的pH值范围内；步骤6，若试验溶液的pH值超出试验标准规定的pH值范围，则判定试验溶液不合格，试验失败并终止试验；步骤7，若试验溶液的pH值处于试验标准规定的pH值范围内，则通过进气管向试验罐内的试验溶液中持续吹入硫化氢气体；步骤8，在吹入硫化氢气体的过程中，通过计算机终端观测由硫化氢电极测得的硫化氢浓度；步骤9，待试验溶液的硫化氢浓度达到饱和后，开始进行硫化物应力腐蚀开裂试验并计时，在试验过程中，通过计算机终端观测试验溶液的硫化氢浓度、pH值及温度，其中，硫化氢浓度由硫化氢电极测得，pH值由pH值电极测得，温度由温度电极测得；步骤10，按照试验规定的时间完成试验，若试验过程中试样发生断裂则终止试验。
[0013]在本专利技术的试验装置和方法中，采用溶解氧电极、硫化氢电极、pH值电极和温度电极来检测试验罐中试验溶液的溶解氧浓度、硫化氢浓度、pH值和温度。溶解氧电极、硫化氢电极、pH值电极和温度电极均能够将相应的化学或物理量值转化为电流或电压信号，该电流或电压信号传输至信号转换器，信号转换器再将接收到的电流或电压信号放大并转换成
数字信号，然后将数字信号传输至计算机终端，计算机终端则通过数据处理软件将接收到的数字信号转化为溶解氧浓度、硫化氢浓度、pH值和温度数据，并将其显示出来。在上述过程中，试验人员无须抽取试验罐中的试验溶液来做测试，只需通过计算机终端观察溶解氧电极、硫化氢电极、pH值电极和温度电极测得的数据即可。
[0014]本专利技术的试验装置和方法相对现有技术，其有益效果在于：在试验过程中，无须频繁地抽取试验罐中的试验溶液来做测试，而只需通过计算机终端观察溶解氧电极、硫化氢电极、pH值电极和温度电极测得的数据即可，试验罐始终处于封闭状态，从而避免了试验罐中的试验溶液与外部空气接触，使得试验溶液成分不会受外部空气的影响，同时也保证了试验罐内有足够的试验溶液，进而保证了试验结果的准确性。此外，由于无须人工抽取试验溶液，从而大大降低了试验人员接触试验溶液中硫化氢气体的几率，有效保障了试验人员的人身安全。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的硫化物应力腐蚀开裂试验装置的结构示意图；图2为本专利技术试验装置中的应力环试验罐组件的结构示意图；图3为本专利技术的硫化物应力腐蚀开裂试验方法的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种硫化物应力腐蚀开裂试验装置，其特征在于：包括应力环试验罐组件（1）、信号转换器（2）和计算机终端；所述应力环试验罐组件（1）包括应力环（12）、试验罐（14）、溶解氧电极（151）、硫化氢电极（152）、pH值电极（153）、温度电极（154）、进气管（155）和出气管（156）；所述试验罐（14）安置在应力环（12）的中间，试验罐（14）内盛放有试验溶液；所述应力环（12）上还设置有应力加载机构（13），作为试验对象的试样（4）安装在应力加载机构（13）上，试样（4）穿过试验罐（14）且处于试验溶液中；所述试验罐（14）的顶部开设有进气孔，所述进气管（155）的一端通过进气孔插入到试验溶液中；所述试验罐（14）的顶部开设有出气孔，所述出气管（156）与出气孔连通；所述试验罐（14）的顶部开设有与所述溶解氧电极（151）、硫化氢电极（152）、pH值电极（153）和温度电极（154）相对应的电极插入孔，所述溶解氧电极（151）、硫化氢电极（152）、pH值电极（153）和温度电极（154）的感应端通过电极插入孔插入到试验罐（14）内的试验溶液中，溶解氧电极（151）、硫化氢电极（152）、pH值电极（153）和温度电极（154）的信号端均与信号转换器（2）的信号输入端电性连接，信号转换器（2）的数据传输接口与计算机终端的数据传输接口电性连接。2.根据权利要求1所述硫化物应力腐蚀开裂试验装置，其特征在于：在所述电极插入孔处设置有密封圈。3.根据权利要求1所述硫化物应力腐蚀开裂试验装置，其特征在于：所述信号转换器（2）的数据传输接口和计算机终端的数据传输接口均为USB接口，信号转换器（2）和计算机终端之间通过USB传输线（6）连接。4.根据权利要求1所述硫化物应力腐蚀开裂试验装置，其特征在于：所述计算机终端为笔记本电脑（3）。5.根据权利要求1所述硫化物应力腐蚀开裂试验装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹏，桂明祥，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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