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原文传递一种测试油井管抗硫化氢应力腐蚀的装置及方法

专利名称：	一种测试油井管抗硫化氢应力腐蚀的装置及方法
摘要：	本发明涉及一种测试油井管抗硫化氢应力腐蚀的装置及方法，所述装置包括应力环试验装置、激光探测器、探测器移动装置、水平校准装置和控制系统；激光探测器由激光光源和探测器旋转装置组成；水平校准装置由升降座及水平杆组成，水平杆伸入储液罐的对应杆段设探测器移动装置，激光探测器安装在探测器移动装置上并能够随之沿滑道水平移动；激光探测器中的激光光源能够在探测器旋转装置的作用下绕水平轴线上下转动；水平杆能够在升降座的带动下竖直升降。本发明通过对应力环加载试验进行实时观察，测量加载过程中试样的延伸量，实现对未失效试样的进一步分析，不需要增加额外的试验及设备，即可评价试样的应力腐蚀性能。
专利类型：	发明专利
申请人：	鞍钢股份有限公司
发明人：	钟彬;陈义庆;高鹏;艾芳芳;李琳;伞宏宇;苏显栋;肖宇
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T21:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T12:00:00+0805
申请号：	CN202010072340.0
公开号：	CN111141612A
代理机构：	鞍山嘉讯科技专利事务所(普通合伙)
代理人：	张群
分类号：	G01N3/08;G01N3/02;G01N17/00;G;G01;G01N;G01N3;G01N17;G01N3/08;G01N3/02;G01N17/00
申请人地址：	114000 辽宁省鞍山市铁西区环钢路1号
主权项：	1.一种测试油井管抗硫化氢应力腐蚀的装置，其特征在于，包括应力环试验装置、激光探测器、探测器移动装置、水平校准装置和控制系统；所述激光探测器由激光光源和探测器旋转装置组成；所述应力环试验装置设有盛装腐蚀溶液用的储液罐，储液罐的一侧设通孔；所述水平校准装置由升降座及水平杆组成，水平杆的一端与升降座相连，另一端穿过通孔伸入储液罐中，水平杆上设有滑道，水平杆与储液罐之间密封连接；水平杆伸入储液罐的对应杆段设探测器移动装置，激光探测器安装在探测器移动装置上并能够随之沿滑道水平移动；激光探测器中的激光光源能够在探测器旋转装置的作用下绕水平轴线上下转动；水平杆能够在升降座的带动下竖直升降；所述控制系统由激光探测器控制单元、探测器移动控制单元、水平校准控制单元和显示屏组成，所述激光光源、探测器旋转装置、升降座的驱动装置、探测器移动装置分别连接控制系统。 2.根据权利要求1所述的一种测试油井管抗硫化氢应力腐蚀的装置，其特征在于，所述激光光源为激光束发生装置，具有共聚焦功能。 3.根据权利要求1所述的一种测试油井管抗硫化氢应力腐蚀的装置，其特征在于，所述激光光源通过水平轴与探测器移动装置相连，并且能够在探测器旋转装置的带动下绕水平轴的轴线旋转，旋转角度为10°～60°。 4.根据权利要求1所述的一种测试油井管抗硫化氢应力腐蚀的装置，其特征在于，所述激光探测器控制单元用于控制激光光源的聚焦、亮度以及旋转角度。 5.根据权利要求1所述的一种测试油井管抗硫化氢应力腐蚀的装置，其特征在于，所述探测器移动控制单元用于控制激光探测器的移动、定位，并记录激光探测器的移动距离；激光探测器的位移速率为1×10-6～1×10-4mm/s，探测器移动控制单元的量程为0～20mm。 6.根据权利要求1所述的一种测试油井管抗硫化氢应力腐蚀的装置，其特征在于，所述水平校准控制单元用于控制水平校准装置中升降座的高度，以及调节水平杆水平，升降座的升降移动速度为0.1～0.2mm/s。 7.一种基于权利要求1所述装置的测试油井管抗硫化氢应力腐蚀的方法，其特征在于，包括如下步骤： 1)试样预处理；将试样加工成设定的尺寸，对试样表面进行脱脂处理；标记试样测试区域的中间点和边界点，以便于激光探测器识别； 2)试验装置调节；调节储液罐的垂直高度到设定位置，旋转储液罐上方的上部密封螺母及储液罐下方的下部密封螺母，将储液罐的位置固定；手动粗调滑道水平，使激光束对准试样测试区域的中间点；通过水平校准控制单元进行微调，使激光束的束斑为1～1.5μm；继续调整水平校准装置，当激光束垂直照射到试样测试区域的中间点时，向上调整激光束的出射角度，使其对准试样测试区域的上边界点，将该点作为位移初始零点；固定激光束出射角度，记录该角度值为θ； 3)应力加载；向储液罐中加入测试溶液，按照名义屈服强度，对试样进行设定加载比例下的应力加载，开始应力环试验；加载比例为油井管名义屈服强度的50％～90％； 4)计算延伸量；随着试验的进行，应力环加载使试样产生应力松弛，沿着轴向受力方向产生微量的位移，上边界点随之向上移动；激光探测器随着上边界点的移动沿试样径向向远离试样的方向移动；在一个试验周期后，对于未断裂的试样，通过激光探测器记录位移量，通过公式Y＝Y2-Y1＝(X2-X1)tanθ计算试样的延伸量，以此评价材料的抗应力腐蚀性能和抗应力松弛性能；式中：Y是试样测试区域的延伸量；Y2-Y1是激光探测器测量的竖向位移量；X2-X1为与竖向位移量相对应的水平位移量。 8.根据权利要求7所述的一种测试油井管抗硫化氢应力腐蚀的方法，其特征在于，所述试验溶液为nace标准A溶液。
所属类别：	发明专利