【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属检测，具体涉及一种测量金属材料元素硫应力腐蚀开裂敏感性的试验方法。
技术介绍
1、在石油和天然气开采工业中，一氧化碳和硫化氢是两种比较常见的腐蚀介质，对油井管具有比较强的腐蚀作用，近年来，随着油气田勘探技术的发展，我国相继发现了一大批高含硫气藏，这些气藏中不仅含有一氧化碳和硫化氢，硫含量也比较高，高含硫气体在开采过程中随地层压力不断下降，元素硫在达到临界饱和状态后将从气相中析出并沉积在油管内壁，硫的沉积不仅给开采工作带来困难，同时也会造成采输管道或装置发生堵塞和腐蚀穿孔等生产事故，严重影响油气田的安全生产。
2、经研究表明：在元素硫存在情况下，元素硫与h2sx、h2s、hs-、h2o以及cl-等共同作用加剧了碳钢和耐蚀合金的腐蚀，破坏形式以点蚀诱发的局部腐蚀为主，也可能诱发材料的应力腐蚀开裂；应力腐蚀开裂是高酸性油气田采输管道和装置面临的一种主要破坏形式，其隐蔽性强、危害性大，然而，目前对于元素硫应力腐蚀开裂敏感性实验存在很多问题，例如：硫粉直接加入到腐蚀溶液中，由于硫不溶于水，硫不能与腐蚀溶液充分混合；硫混合在溶液中不能模拟材料表面硫沉积条件的腐蚀行为；直接涂覆硫层过于致密，影响溶液与试样的接触，从而影响实验结果。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷中的至少一种而提供一种测量金属材料元素硫应力腐蚀开裂敏感性的试验方法。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、一种测量金属材料元素
4、向洗净的试样管中涂覆一层硫层并加载后，得到试样；
5、配制油气井地层水模拟液，模拟液中cl-浓度范围为0～300g/l，将配置好的模拟水放置在密闭容器中，然后连续通入氮气以去除溶液中的溶解氧；
6、将经过加载的试样放入配制好的油气井地层水模拟液中，将油气井地层水模拟液的温度加热至试验温度，并通入试验气体，进行腐蚀实验；
7、腐蚀实验结束后，进行试样管进行全管材探伤，分析试样管的裂纹生成情况，给出试样管应力腐蚀开裂敏感性评价结果。
8、进一步地，所述试样管沿径向对称设有便于试样加载的螺纹孔，并在两个螺纹孔之间沿圆周切除1/3-5/12的管壁。
9、进一步地，所述螺纹孔的中心线与切除管壁的切面之间的夹角为15～30°。
10、进一步地，所述试样管为n80油管，优选为φ73×5.5mm的n80油管。
11、进一步地，所述试样管表面粗糙度≤0.81μm。
12、本专利技术中，为得到更精准的试验结果，对试样进行加载。具体为用同材质的螺栓施加应力，依据nace tm0177-2016标准计算每个试样加载应力所需要的挠度：
13、
14、其中，d、c型环试样螺栓孔之间的挠度；d、c型环试样的外径；t、试样厚度；s、要求的外表面加载应力，80％smys；e、弹性模量。
15、进一步地，所述试样管先放入无水乙醇中超声清洗，再放入丙酮中超声清洗，重复2～4次，烘干得到洗净的试样管。
16、进一步地，所述硫层具体为：将分析纯级别的单质硫粉用分散剂调配为粘稠浆状，涂抹在试样管待检测表面，加热试样管至110～130℃，使得试样管表面的硫处于微熔态，同时采用氮气吹扫以防止试样管表面氧化。
17、进一步地，所述分散剂为体积比为1:(1-2):(1-2)的正丁醇、异丁醇和丙醇；优选地，正丁醇、异丁醇和丙醇的体积比为1:1:1。
18、进一步地，所述氮气的通入时间为1～2h。
19、进一步地，所述试验温度为50～180℃；所述试验气体为一氧化碳和/或硫化氢，优选为一氧化碳和硫化氢。
20、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
21、(1)本专利技术通过使用试样管进行实验，避免了直接采用耐蚀合金层进行实验时，耐蚀合金层的试样难以加工的问题；同时有效克服硫层与试样不能紧密接触的问题，进而准确地评价高酸性油气田采输管道和装置材料在元素硫存在条件下的应力腐蚀开裂敏感性，试验结果可靠；
22、(2)本专利技术中单质硫与分散剂混合，将试样加热至110～130℃，分散剂进行挥发，在涂覆的硫层中形成多孔结构，冷却后形成多孔硫层；使得溶液能够通过气孔与试样的接触，从而保证腐蚀结果；有效的克服了直接涂覆硫层过于致密，影响溶液与试样的接触，从而影响腐蚀结果的问题。
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1.一种测量金属材料元素硫应力腐蚀开裂敏感性的试验方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种测量金属材料元素硫应力腐蚀开裂敏感性的试验方法，其特征在于，所述试样管沿径向对称设有便于试样加载的螺纹孔，并在两个螺纹孔之间沿圆周切除1/3-5/12的管壁。
3.根据权利要求2所述的一种测量金属材料元素硫应力腐蚀开裂敏感性的试验方法，其特征在于，所述螺纹孔的中心线与切除管壁的切面之间的夹角为15～30°。
4.根据权利要求1所述的一种测量金属材料元素硫应力腐蚀开裂敏感性的试验方法，其特征在于，所述试样管为N80油管。
5.根据权利要求1所述的一种测量金属材料元素硫应力腐蚀开裂敏感性的试验方法，其特征在于，所述试样管表面粗糙度≤0.81μm。
6.根据权利要求1所述的一种测量金属材料元素硫应力腐蚀开裂敏感性的试验方法，其特征在于，所述试样管先放入无水乙醇中超声清洗，再放入丙酮中超声清洗，重复2～4次，烘干得到洗净的试样管。
7.根据权利要求1所述的一种测量金属材料元素硫应力腐蚀开裂敏感性的试验方法，
8.根据权利要求7所述的一种测量金属材料元素硫应力腐蚀开裂敏感性的试验方法，其特征在于，所述分散剂为体积比为1:(1-2):(1-2)的正丁醇、异丁醇和丙醇。
9.根据权利要求1所述的一种测量金属材料元素硫应力腐蚀开裂敏感性的试验方法，其特征在于，所述氮气的通入时间为1～2h。
10.根据权利要求1所述的一种测量金属材料元素硫应力腐蚀开裂敏感性的试验方法，其特征在于，所述试验温度为50～180℃；所述试验气体为一氧化碳和/或硫化氢。
...【技术特征摘要】
1.一种测量金属材料元素硫应力腐蚀开裂敏感性的试验方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种测量金属材料元素硫应力腐蚀开裂敏感性的试验方法，其特征在于，所述试样管沿径向对称设有便于试样加载的螺纹孔，并在两个螺纹孔之间沿圆周切除1/3-5/12的管壁。
3.根据权利要求2所述的一种测量金属材料元素硫应力腐蚀开裂敏感性的试验方法，其特征在于，所述螺纹孔的中心线与切除管壁的切面之间的夹角为15～30°。
4.根据权利要求1所述的一种测量金属材料元素硫应力腐蚀开裂敏感性的试验方法，其特征在于，所述试样管为n80油管。
5.根据权利要求1所述的一种测量金属材料元素硫应力腐蚀开裂敏感性的试验方法，其特征在于，所述试样管表面粗糙度≤0.81μm。
6.根据权利要求1所述的一种测量金属材料元素硫应力腐蚀开裂敏感性的试验方法，其特征在于，所述试样管先放入...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚佳人，
申请(专利权)人：上海材料研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
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