本發(fā)明涉及金屬點(diǎn)蝕評(píng)價(jià)
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種評(píng)價(jià)油管點(diǎn)蝕行為的圖像測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
：在油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中由于腐蝕導(dǎo)致多起重大事故，經(jīng)濟(jì)損失十分嚴(yán)重。通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，油套管的失效形式很大一部分是由于點(diǎn)蝕造成的管壁腐蝕穿孔、刺穿。點(diǎn)蝕是油田最常見(jiàn)的腐蝕形式之一，尤其在含硫化氫和二氧化碳的油田。這類(lèi)腐蝕具有隱蔽性強(qiáng)、破壞性大的特征，其發(fā)生機(jī)理與發(fā)展過(guò)程一直以來(lái)是油田防腐研究重點(diǎn)之一。點(diǎn)蝕坑或?qū)捇蛘?、或深或淺、或孤立或聯(lián)通，通過(guò)腐蝕材料的金相結(jié)構(gòu)和初始幾何結(jié)構(gòu)無(wú)法預(yù)測(cè)點(diǎn)蝕的速率和分布。目視檢測(cè)和重量檢測(cè)不適合作為局部腐蝕評(píng)價(jià)技術(shù)，尤其是對(duì)于評(píng)價(jià)深度穿透和缺失橫截面材料的腐蝕將會(huì)丟失重要的參數(shù)。目前，評(píng)價(jià)點(diǎn)蝕行為的方法主要以電化學(xué)的方法為主，包括極化曲線測(cè)量法、電化學(xué)阻抗譜、電化學(xué)噪聲法以及掃描探針顯微技術(shù)等。在傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)評(píng)價(jià)點(diǎn)蝕行為的新方法主要為微區(qū)探測(cè)技術(shù)、絲束電極法和電化學(xué)噪聲法。微區(qū)探測(cè)技術(shù)可以對(duì)局部腐蝕情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)原位觀察和記錄，它是高分辨實(shí)驗(yàn)技術(shù)在腐蝕領(lǐng)域中的應(yīng)用，包括掃描電化學(xué)顯微鏡(SECM)、掃描俄歇電子波譜(SAES)、掃描開(kāi)式探針顯微鏡(SKPFM)、原子力顯微鏡(AFM)、磁力顯微鏡(MFM)等。絲束電極(WireBeamElectrode，WBE)測(cè)量是指將相互絕緣的金屬絲陣列，有序緊密排列用于模擬整個(gè)金屬表面的多電極技術(shù)。通過(guò)循環(huán)掃描絲束電極表面的電位與電流分布，用于表征裸露或涂層下的金屬表面局部腐蝕分布特征和非均勻電化學(xué)溶解過(guò)程。電化學(xué)噪聲法是指在電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)演化過(guò)程中，其電化學(xué)參數(shù)隨時(shí)間發(fā)生隨機(jī)的非平衡波動(dòng)。這種波動(dòng)是電極表面上的電極反應(yīng)而引起的電流和電位信號(hào)，這些信號(hào)能提供大量的系統(tǒng)演化信息，包括系統(tǒng)從量變到質(zhì)變的信息。但是，點(diǎn)蝕過(guò)程具有任意性、偶然性和隨機(jī)性，所以上述點(diǎn)蝕行為研究方法僅對(duì)腐蝕表面很小一部分進(jìn)行研究，存在很大的局限性。因此，研究一種能夠更加精準(zhǔn)、更加便捷地描述油管點(diǎn)蝕的發(fā)生的位置和發(fā)展過(guò)程及相關(guān)信息的方法，是目前本領(lǐng)域研究人員較為關(guān)注的一個(gè)具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和研究意義的課題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種評(píng)價(jià)油管點(diǎn)蝕行為的圖像測(cè)量方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種評(píng)價(jià)油管點(diǎn)蝕行為的圖像測(cè)量方法，包括如下步驟：S1、將金屬試片表面進(jìn)行除油脫水處理后，在金屬試片表面特定位置涂上涂層；S2、待涂層固化后，通過(guò)測(cè)量顯微鏡對(duì)以涂層為中心的金屬試片表面進(jìn)行圖像掃描和測(cè)量，得到腐蝕前金屬試片表面的圖像信息；S3、將測(cè)量完成后的金屬試片置于裝滿(mǎn)腐蝕介質(zhì)的高溫高壓反應(yīng)釜中，設(shè)定合適的溫度、壓力和轉(zhuǎn)速；S4、腐蝕一定時(shí)間后，取出金屬試片，對(duì)金屬試片表面進(jìn)行酸性處理；S5、酸性處理后，機(jī)械去除試片表面涂層，通過(guò)測(cè)量顯微鏡對(duì)金屬試片表面進(jìn)行圖像掃描和測(cè)量，得到腐蝕后試片表面的圖像信息；S6、對(duì)比腐蝕前后試片表面信息，得出的點(diǎn)蝕發(fā)生位置和形貌，并統(tǒng)計(jì)所產(chǎn)生點(diǎn)蝕的數(shù)目、深度和大小分布。其中，所述步驟S1的金屬試片材質(zhì)為油管的材質(zhì)，試片表面除油脫水處理按照《SY/T5273-2014油田采出水處理用緩蝕劑性能評(píng)價(jià)指標(biāo)及評(píng)價(jià)方法》中4.7.6.2執(zhí)行。其中，所述步驟S2中的涂層采用耐溫耐沖刷材料，使得金屬試片表面涂層在高溫高壓釜中不會(huì)脫落，涂層面積小于1mm2。其中，所述涂層的材料為環(huán)氧樹(shù)脂。其中，所述步驟S3中測(cè)量顯微鏡的拼接視閾為9，圖像放大倍數(shù)不低于100倍。其中，所述步驟S5中測(cè)量顯微鏡觀察的位置、拼接視閾數(shù)及放大倍數(shù)與步驟S2一致。其中，所述步驟S3中高溫高壓釜中的腐蝕介質(zhì)、溫度、壓力和轉(zhuǎn)速根據(jù)需要評(píng)價(jià)工況條件進(jìn)行模擬設(shè)定，步驟S4中酸性試片表面酸洗處理按照《SY/T5273-2014油田采出水處理用緩蝕劑性能評(píng)價(jià)指標(biāo)及評(píng)價(jià)方法》中4.7.6.9執(zhí)行。本發(fā)明具有以下有益效果：能夠在有效控制的前提條件下，簡(jiǎn)單、快捷且準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)油管點(diǎn)蝕行為。通過(guò)該方法能夠定性和定量地獲得大量點(diǎn)蝕的相關(guān)信息，為研究油管點(diǎn)蝕行為的發(fā)生和發(fā)展提供重要的依據(jù)，具有重要的研究和應(yīng)用價(jià)值。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。實(shí)施例1不同放大倍數(shù)對(duì)應(yīng)的測(cè)量面積所用試片材質(zhì)為J55鋼材，規(guī)格為50×13×1.5mm，φ＝6mm，試片正反面表面積均為621.7265mm2，顯微鏡為OLYMPUSDSX500光學(xué)數(shù)碼顯微鏡，分別對(duì)試片的同一區(qū)域進(jìn)行不同放大倍數(shù)的單視閾掃描和9視閾拼接掃描(重疊比為10％)，結(jié)果見(jiàn)表1。對(duì)試片一個(gè)面進(jìn)行四個(gè)點(diǎn)的放大倍數(shù)為139倍9個(gè)視閾的拼接掃描，則掃描的面積約占表面積的20％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其他方法的研究范圍，能夠更加全面準(zhǔn)確的反應(yīng)試片表面的點(diǎn)蝕行為。表1不同放大倍數(shù)對(duì)應(yīng)的掃描面積及占掛片表面的比例實(shí)施例2試片表面腐蝕深度測(cè)量所用試片材質(zhì)為J55鋼材，規(guī)格為50×13×1.5mm，φ＝6mm，顯微鏡為OLYMPUSDSX500光學(xué)數(shù)碼顯微鏡，放大倍數(shù)為208倍，圖像為單視閾圖像。圖中10種顏色代表不同腐蝕深度，設(shè)定十種顏色將0-60μm等分，從左到右依次代表深度54-60μm、58-54μm，以此類(lèi)推，最右邊顏色代表深度為0-6μm。通過(guò)測(cè)量顯微鏡測(cè)得圖中最大點(diǎn)蝕深度為59.32μm，通過(guò)圖像分析軟件分析不同顏色占有的面積與視閾的比值得出不同腐蝕深度范圍的分布，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表2。表2試片表面腐蝕深度測(cè)量結(jié)果實(shí)施例3試片表面點(diǎn)蝕所用試片材質(zhì)為J55鋼材，規(guī)格為50×13×1.5mm，φ＝6mm，腐蝕條件：80g/L模擬地層水、50℃、壓力4MPa、腐蝕時(shí)間為5d。顯微鏡為OLYMPUSDSX500光學(xué)數(shù)碼顯微鏡，放大倍數(shù)為150倍，圖像為9視閾拼接圖像，十種顏色代表的深度為0-100μm。最大點(diǎn)蝕深度為99.4μm，最大點(diǎn)蝕坑面積為64432μm2，腐蝕信息統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表3-表5。表3試片表面腐蝕深度測(cè)量結(jié)果表4試片表面點(diǎn)蝕坑面積分布測(cè)量結(jié)果面積(μm2)0-5050-100100-150150-200200-250250-300300-350350-400400-450450-500＞500比例(％)76.7815.464.201.750.800.370.220.140.080.080.12表5試片表面點(diǎn)蝕坑當(dāng)量直徑分布測(cè)量結(jié)果當(dāng)量直徑(μm)≤55-1010-1515-2020-2520-30＞30比例(％)36.6245.2810.011.891.441.133.63以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3