(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210611501.8 (22)申请日 2022.05.31 (71)申请人 天津钢管制造有限公司 地址 300301 天津市东 丽区津塘公路396号 (72)发明人 张丽敏　顾顺杰　邢旭光　陈鹏飞　 蔡景德　穆瑞三　 (74)专利代理 机构 天津才智专利商标代理有限 公司 12108 专利代理师 张文华 (51)Int.Cl. G01N 1/28(2006.01) G01N 3/02(2006.01) G01N 17/00(2006.01) (54)发明名称 双悬臂梁试样应力腐蚀试验处理装置及方 法 (57)摘要 本发明涉及双悬臂梁试样应力腐蚀试验处 理装置， 所述处理装置包括容器、 高压气 源、 气体 分配管、 分隔器， 所述分隔器上设有若干试样放 置孔， 所述分隔器安装在所述容器内， 所述气体 分配管为环形结构， 且安装在容器内的分隔器周 围， 所述气体分配管上设有若干出气孔， 所述高 压气源通过输气管连接所述气体分配管， 所述高 压气源能为所述气体分配管输送惰性气体， 且惰 性气体能从出气孔扩散只容器内； 并提供利用上 述的装置进行双悬臂梁试样应力腐蚀试验处理 的方法； 本发明解决试样不开裂问题， 使批量试 验也能符合试验标准要求。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115078025 A 2022.09.20 CN 115078025 A 1.双悬臂梁试样应力腐蚀试验处理装置， 其特征在于： 所述处理装置包括容器、 高压气 源、 气体分配管、 分隔器， 所述分隔器上设有若干试样放置孔， 所述分隔器安装在所述容器 内， 所述气 体分配管为环形结构， 且安装在容器内的分隔器周围， 所述气体分配管上设有若 干出气孔， 所述高压气源通过输气管连接所述气体分配管， 所述高压气源能为所述气体分 配管输送惰性气体， 且惰性气体能从出气孔扩散只容器内。 2.根据权利要求1所述的双悬臂梁试样应力腐蚀试验处理装置， 其特征在于： 所述容器 的侧壁上安装 截止阀。 3.利用权利要求1或2所述的装置进行双悬臂梁试样应力腐蚀试验方法， 其特征在于， 包括如下步骤： 将双悬臂梁试样开口端朝下分别放进分隔器的试样放置孔内； 配制清洗溶剂， 将配制好的清洗溶剂倒入容器内， 并使双悬臂梁试样全部被浸泡； 打开高压气源， 使得惰性气体通过气体分配管分为若干股气流， 在容器内形成循环液 流， 流动冲击双悬臂梁 试样上的ED M缺口和侧面V型槽， 经过多次冲刷， 去除试样上残留的污 物； 取出双悬臂梁试样， 对其清洗， 然后将试样放入无水乙醇中漂洗， 热风吹干， 立即对试 样进行加载； 对加载后的试样进行磁性铁屑消除， 并对其进行吹扫， 然后立即投入试验溶液中进行 应力腐蚀试验。 4.根据权利要求3所述的双悬臂梁试样应力腐蚀试验处理方法， 其特征在于： 试样放置 孔的横向尺寸大于所述悬臂梁试样， 使得 试样能够竖直 放置。 5.根据权利要求3所述的双悬臂梁试样应力腐蚀试验处理方法， 其特征在于： 所述清洗 溶剂是用生活洗涤剂与水通过体积比为1： 5 00的比例进行配制。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115078025 A 2双悬臂梁试样应力腐蚀试验处理装 置及方法 技术领域 [0001]本发明属于试验处理方法技术领域， 尤其涉及双悬臂梁试样应力腐蚀试验处理方 法。 背景技术 [0002]随着全球经济飞速发展， 世界各国对于能源的需求进一步增加， 石油和天然气作 为主要的能源用量也在急剧攀升。 全球范围内的油气田的开采难度越来越大， 高含硫、 超深 井等复杂地质区块开发的越来越多， 对高强度抗硫化氢腐蚀开裂油井管需求迅速增长。 为 适应国际市场的发展和竞争， 我公司开发了系列抗H2S腐蚀产品， 如双相钢、 镍基合金、 钛合 金等， 以及高钢级(105ksi钢级及以上)耐硫化氢应力腐蚀开裂油井管产品； 油套管产品的 H2S腐蚀检验试验一般使用A法(单轴拉伸试验方法)。 [0003]近年来， 硫化氢应力腐蚀DCB双悬臂梁试验(以下简称D法试验)越来越受到关注， 国外像壳牌、 美孚、 雪佛龙等大石油公司已经明确要求将D法试验结果列入到采购油套管质 保书中； 国内试验室也在积极开展D法试验比对工作； 与A法单轴拉伸试验相比， D法试验有 以下两点好处： 第一， 对于碳钢或低合金钢可缩短试验周期(D法试验周期14天， A法试验周 期30天)； 第二， D法试验能够得出量化的应力腐蚀强度因子(KISSC)数值， 而A法试验 结果只 是定性通过与否； 第三， D法试验不需要特制的加载装置， 便 于开展高压釜试验。 [0004]但在近几年推行D法试验过程中， 发生了一系列预想不到的问题， 例如试样加工问 题、 加载位移控制问题、 试样不 开裂或开裂不符合要求 等问题。 [0005]为解决D法试验失效问题， 采取了很多措施， 一直以来都在H2S浓度、 试验时试样放 置方向、 试样加工等方面纠结， 均未解决这个棘手的问题， 不仅导致大量试验资源浪费， 而 且无法报出正确的试验结果。 从双悬臂梁试样的结构和应力分析找原因， 发现ED M缺口和侧 面V型槽是DCB试样开裂的主要起源导向， 经大量的试验和观察， 发现由于DCB试样的特殊 性： 1)电火花加工的预制裂纹处(即EDM缺口)宽度仅0.25mm， 极其容易堵塞污物， 并且由于 试样的材质多为铁磁性材质， 在此 处吸附铁屑， 无法去除， 导致试验腐蚀溶液无法进入此区 域， 从而导致不开裂问题。 2)侧面V型槽作为腐蚀开裂的导引， 如不经彻底清洁， 会导致开裂 形貌的边 缘出现大量 不可接受的鲨鱼牙形貌， 影响试验结果。 [0006]因此， 基于这些问题， 提供一种双悬臂梁试样应力腐蚀试验处理方法， 环保节能， 且提高批量EDM缺口双悬臂梁试样应力腐蚀试验有效性， 具有重要的现实意 义。 发明内容 [0007]根据NACE  TM 0177： 2016标准， 试验结束， 拉伸取出加载楔子得到剥离载荷P值， 使 试样极冷变脆， 劈开试样， 查看开裂断口表面特征确定应力强度因子Kissc。 断口表面应符 合第11章中所述八个特征， 目前开裂的D法试样基本满足a、 b、 d、 g四个特征， 不符合特征的 情况有： 不开裂、 不符合c项的超 出V槽的非平面断口表 面、 不符合e项的严重鲨鱼牙、 不符合 f项的裂纹分叉到侧臂的一侧等等， 导致试验失效； 本发明主要针对 试样不开裂问题导致试说　明　书 1/4 页 3 CN 115078025 A 3