[发明专利]一种管材应力腐蚀开裂敏感性评价方法及装置

说明书

本发明公开了一种管材应力腐蚀开裂敏感性评价方法及装置，试验管材两端密封安装有封头，第一管路从试验管材的一端与试验管材内腔连通，第二管路的一端从试验管材的另一端穿过封头与试验管材内腔连通，第二管路的另一端与供气单元连接，第一管路在位于试验管材外部的部分设有第一控制阀，第二管路上在试验管材与供气单元之间的部分设有第二控制阀，监测组件设置于试验管材外壁最大应变处，供气单元、监测组件、第一控制阀和第二控制阀均与控制单元连接，本发明可以避免应力腐蚀开裂评价过程中的试样加工难题，同时实现应力水平的有效加载和全程精确控制，全面模拟工况环境下管材抗应力腐蚀开裂特性，有效解决管材抗应力腐蚀开裂能力评估难题。

技术领域

本发明涉及材料应力腐蚀开裂敏感性评价领域，具体涉及一种管材应力腐蚀开裂敏感性评价方法及装置。

背景技术

近年来，双金属复合管正逐渐成为解决高腐蚀性油气集输的一种经济安全性防腐措施，在油田广泛应用。双金属复合管的耐蚀合金层与管道内腐蚀介质接触，其耐蚀性能优劣将直接决定管材的使用寿命。应力腐蚀开裂作为耐蚀合金材料主要失效方式，其敏感性评估一直作为材料环境适应性的主要手段。双金属复合管在生产过程中，靠近结合界面处薄壁耐蚀合金层要或多或少遭受基层材质污染，耐蚀性能下降。在开展评估工作时，试验人员却遇到试样加工和应力加载难的棘手问题。

1)应力腐蚀开裂评估通常参照标准GB/T 4157采用恒应变法，通过对材料加载实际屈服强度来进行应变控制进而评估开裂敏感性。不过由于耐蚀合金层薄壁属性，力学试样难以加工，材料力学性能难以获取，尤其是冶金结合复合管内覆层拉伸性能测试难度太大，应力腐蚀开裂敏感性评估试验难以开展。

2)试验中若直接采用裸露试样评估，耐蚀合金层由于加工裕量不足难以有效规避受污染层，同时由于材料延展性较大试样难以加工成平直试样，后续的应力加载水平控制不能做到有效精确，应力腐蚀开裂敏感性评估试验难以开展。

3)利用诸如专利申请号200810146186.6制备的改进型环氧树脂密封胶对受污染层封涂隔离，试样应力加载时会因封涂层的存在影响应力精确加载，同时试验过程中应力的存在也会导致封涂层加速失效，应力腐蚀开裂评估有效性和准确性得不到保障。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种管材应力腐蚀开裂敏感性评价方法及装置，本发明可以避免应力腐蚀开裂评价过程中的力学试样和腐蚀试样加工难题，同时实现应力水平的有效加载和全程精确控制，全面模拟工况环境下管材抗应力腐蚀开裂特性，有效解决管材抗应力腐蚀开裂能力评估难题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种管材应力腐蚀开裂敏感性评价装置，包括试验管材、供气单元、监测组件、控制单元、第一管路和第二管路，试验管材两端密封安装有封头，第一管路从试验管材的一端穿过封头与试验管材内腔连通，第二管路的一端从试验管材的另一端穿过封头与试验管材内腔连通，第二管路的另一端与供气单元连接，第一管路在位于试验管材外部的部分设有第一控制阀，第二管路上在试验管材与供气单元之间的部分设有第二控制阀，监测组件用于测量应变并设置于试验管材外壁最大应变处，供气单元、监测组件、第一控制阀和第二控制阀均与控制单元连接，所述试验管材为一段双金属复合管材。

优选的，封头试验管材的端部之间为螺纹连接，其中，试验管材的外表面设置外螺纹，封头的内表面设有与所述外螺纹适配的内螺纹。

优选的，试验管材的外部罩有密封的缓冲单元，缓冲单元上连接有第三管路，第三管路上位于缓冲单元外部的部分设有阀门。

优选的，封头通过支架设置在缓冲单元内，通过所述支架使试验管材悬空于缓冲单元内。

优选的，本发明的管材应力腐蚀开裂敏感性评价装置还包括后处理单元，第一管路和第三管路均连接于所述后处理单元，所述后处理单元能够处理缓冲单元和试验管材的排放流体。

优选的，所述第一控制阀和第二控制阀采用高压气动阀。