本实用新型专利技术提供一种高温高压硫化氢环境氢渗透检测装置，其包含有：高温高压阴极反应釜，其一侧的侧壁上沿径向设置有一密封套，密封套的一端位于高温高压阴极反应釜的反应腔处，而其另一端则凸伸出高温高压阴极反应釜的外侧壁，并与高温高压阴极反应釜的外侧壁之间形成密封连接；中空的试样座，其嵌设固定在密封套中，试样座的外周壁与密封套的内侧壁相密贴，试样座的内侧端与反应腔相连通，其内腔中设有容置部；阳极析氢反应槽，阳极析氢反应槽的一侧延伸形成中空的连接部，连接部与试样座的内腔相连通，且其自由端能密封的抵接于试样座外侧端的端面。本实用新型专利技术能在高温高压硫化氢环境下，研究金属材料的氢渗透量及腐蚀情况。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种高温高压硫化氢环境氢渗透检测装置，用于模拟检测金属材料在高温高压硫化氢(H2S)酸性环境中的氢渗透量。
技术介绍
世界上很多油气田是酸性气田，其中含有大量的硫化氢，石油设备暴露在湿H2S环境中，不仅大大增加钢铁材料的宏观腐蚀，并且氢原子就会进入金属构件材料内部，诱发各种形式的开裂。随着石油产业的不断发展，油气开采的环境日益恶劣，压力逐渐增大，温度逐渐升高，硫化氢含量逐渐增加，油气输送也朝向大管径、高压力、长距离传输，因此对石油设备的要求也就越来越高，尤其是长期服役的管线等设备在石油工业中的腐蚀状况对安全生产具有非常重要的意义。目前，渗氢量是反映材料腐蚀状况的重要指标，该数据与应力腐蚀、氢致开裂和腐蚀速率等有着紧密联系。·1962年,Devanathan和stachurski提出了一种“双电解池”电化学方法来研究氢对金属的渗透，其主要结构是由金属箔双面电极及其两侧的两个电解槽组成，箔的一侧处于自由腐蚀或阴极充氢状态，另一侧(表面镀了活性层催化剂Pd)则在O. ImolNaOH溶液中处于阳极钝化状态，该方法采用恒电位仪对阳极侧施加一个氧化电位，能将由充氢侧扩散过来的原子氢氧化，其氧化电流密度就是原子氢扩散速率的直接度量；1973年，Deluccia和Berman通过使用Ni/NiO电极代替恒电位仪作为一个稳定的不极化电极,能够消除用于控制阳极电位的复杂电子设备，专利技术了“Barnacle”电极；1988年，A. Turnbull等人参照“双电解池”技术，在阳极池中使用含H2S的溶液来分析在H2S环境中的氢扩散行为，利用氢渗透法检测金属材料的渗氢量数据准确可靠，对石油工业的安全生产具有重要的意义。但是，上述各试验装置都只能在常温常压下进行，无法模拟石油工业中的高温高压H2S环境。这大大限制了此项技术在石油领域的研究中的应用。因此，很有必要设计一种能在高温高压硫化氢环境中进行试验的渗氢装置，以分析高温高压下硫化氢在金属材料中的腐蚀与氢渗透行为。
技术实现思路
本技术的目的是在于提供一种高温高压硫化氢环境氢渗透检测装置，其能模拟在高温高压硫化氢环境，分析活性氢在金属材料内部的扩散情况，有助于研究硫化氢在高压、高温的环境下金属材料的腐蚀情况。为此，本技术提出一种高温高压硫化氢环境氢渗透检测装置，其包含有—高温高压阴极反应釜，其一侧的侧壁上沿径向设置有一密封套，所述密封套的一端位于所述高温高压阴极反应釜的反应腔处，而其另一端则凸伸出所述高温高压阴极反应釜的外侧壁，并与所述高温高压阴极反应釜的外侧壁之间形成密封连接；一中空的试样座，其嵌设固定在所述密封套中，所述试样座的外周壁与所述密封套的内侧壁相密贴，所述试样座的内侧端与所述反应腔相连通，其内腔中设有一容置部，所述容置部中能放置一待测金属试片；一阳极析氢反应槽，所述阳极析氢反应槽的一侧延伸形成一中空的连接部，所述连接部与所述试样座的内腔相连通，且其自由端能密封的抵接于所述试样座外侧端的端面。如上所述的高温高压硫化氢环境氢渗透检测装置，其中，所述试样座包含有一套筒、一绝缘垫环、一中空绝缘压块及一压帽，所述套筒对应嵌设固定在所述密封套的内腔中，其外表面与所述密封套的内壁密封结合，其内腔于内端处形成一缩径部，所述绝缘垫环及中空绝缘压块由内至外依次放置于所述套筒的内腔中，且所述绝缘垫环的内端面贴合于所述缩径部，而所述压帽的内端凸伸入所述套筒的内腔中，并顶抵于所述中空绝缘压块的外端面，其外端位于所述套筒的外侧，并形成有一环端缘，所述连接部的自由端能密封的抵接于所述环端缘的端面上，且其内腔与所述压帽的内腔相连通，其中，所述压帽的外周壁与所述套筒的内壁相螺接；其中，所述中空绝缘压块及绝缘垫环之间形成该容置部。如上所述的高温高压硫化氢环境氢渗透检测装置，其中，所述密封套包含有一第一密封套及一第二密封套，所述第一密封套的一端与所述反应腔相接，其另一端则通过外螺纹连接于所述第二密封套的一端，所述第二密封套的另一端则位于所述高温高压阴极反应釜的外侧，并形成一环卡部，该环卡部与所述反应釜的外侧壁之间设有一由氟橡胶制成的O型密封垫圈。如上所述的高温高压硫化氢环境氢渗透检测装置，其中，所述第一密封套的内周壁形成一阶梯部，而所述套筒中间段的外周壁则形成一环肩部，所述环肩部与所述阶梯部的形状相匹配，并对应嵌设固定在所述阶梯部处。如上所述的高温高压硫化氢环境氢渗透检测装置，其中，所述套筒的环肩部的外表面嵌设有一由氟橡胶制成的密封垫圈。如上所述的高温高压硫化氢环境氢渗透检测装置，其中，其特征在于，所述试样座进一步包含一压紧法兰及一压紧套筒，所述压紧法兰套设在所述连接部的根部，而所述压紧套筒则套置于所述连接部、压帽及套筒外端的外侧，其一端通过内螺纹连接于所述套筒外端的外表面，而另一端则螺接于所述压紧法兰的螺纹端，所述压紧法兰的圆盘端则通过螺栓固定在所述阳极析氢反应槽一侧的侧壁上。如上所述的高温高压硫化氢环境氢渗透检测装置，其中，所述阳极析氢反应槽一侧的侧壁上对应所述压紧法兰形成一反应槽法兰，所述压紧法兰通过所述螺栓与所述反应槽法兰的圆盘端相固定。如上所述的高温高压硫化氢环境氢渗透检测装置，其中，所述绝缘垫环内端处的内壁上形成有一环形的抵接部，所述抵接部贴合于所述缩径部，而所述中空绝缘压块的内端嵌设入所述绝缘垫环内，其内端面与所述抵接部之间形成有所述容置部。如上所述的高温高压硫化氢环境氢渗透检测装置，其中，所述中空绝缘压块侧壁上形成一 L形的容置孔道，该容置孔道的一端位于所述中空绝缘压块内端的端面上，其另一端则位于所述中空绝缘压块的内侧壁上。如上所述的高温高压硫化氢环境氢渗透检测装置，其中，所述套筒及压帽由C276制成，而所述绝缘垫环及中空绝缘压块由聚四氟乙烯制成。如上所述的高温高压硫化氢环境氢渗透检测装置，其中，所述阳极析氢反应槽的上侧分别形成有一进气口、一出气口、一辅助电极口及一参比电极口，而其底部设有一出液□。本技术提出的高温高压硫化氢环境氢渗透检测装置，其能模拟高温高压硫化氢环境，分析活性氢在金属材料内部的扩散情况，有助于研究硫化氢在高压、高温的环境下金属材料的腐蚀情况。本技术提出的高温高压硫化氢环境氢渗透检测装置，还能研究不同厚度的金属材料在不同压力和温度的工况下的氢渗透状况，以及考察不同溶液成分和H2S分压(即通入釜内的硫化氢气体的压力)等参数对金属氢渗透量的影响，并能够原位测量氢渗透量随腐蚀时间延长的变化规律，从而准确预测后期腐蚀速率。本技术提出的高温高压硫化氢环境氢渗透检测装置，结构简单合理安全，操作方便，安装拆卸方便，为油气田的预防金属材料的氢损伤及腐蚀方面提供数据支持，克服了现有技术的缺陷。·附图说明图I为本技术的整体结构示意图，显示了其使用状态；图2为本技术的局部放大图，显示了试样座与高温高压阴极反应釜及反应槽的连接关系；图3为本技术中高温高压阴极反应釜的密封套的组成结构示意图；图4为本技术中试样座的组成结构示意图。主要元件标号说明I 高温高压阴极反应釜11密封套IlA 第一密封套IlB第二密封套111 环卡部112阶梯部12 反应腔2试样座21 套筒211缩径部212 环肩部213密封垫圈22 绝缘垫环221抵接部本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高温高压硫化氢环境氢渗透检测装置，其特征在于，所述高温高压硫化氢环境氢渗透检测装置包含有：一高温高压阴极反应釜，其一侧的侧壁上沿径向设置有一密封套，所述密封套的一端位于所述高温高压阴极反应釜的反应腔处，而其另一端则凸伸出所述高温高压阴极反应釜的外侧壁，并与所述高温高压阴极反应釜的外侧壁之间形成密封连接；一中空的试样座，其嵌设固定在所述密封套中，所述试样座的外周壁与所述密封套的内侧壁相密贴，所述试样座的内侧端与所述反应腔相连通，其内腔中设有一容置部，所述容置部中能放置一待测金属试片；一阳极析氢反应槽，所述阳极析氢反应槽的一侧延伸形成一中空的连接部，所述连接部与所述试样座的内腔相连通，且其自由端能密封的抵接于所述试样座外侧端的端面。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郑树启，周成双，陈长风，黄雪松，陈立强，魏家斌，王鹏雁，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，中国石油化工股份有限公司中原油田分公司采油工程技术研究院，中石化第十建设有限公司，
类型：实用新型
国别省市：
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