(57)【要約】  試験クーポンに電気化学的および重量減少測定方法を使用して、多相環境内の腐食速度の測定を実施するシステムが提供されている。複数のインサートが、試験容器内に垂直の配置で配設されている。各インサートには、容器内で腐食性試験環境にさらされる少なくとも１つの試験クーポンと少なくとも１つの作用電極とが設けられている。試験流体混合物が容器に加えられ、混合物が垂直成層を有する多相状態で存在するように、各インサートが流体の異なる相にさらされるように、温度と圧力とが維持される。作用電極からの電気信号が測定され、電気化学的方法を使用して腐食速度を決定する。クーポンの試験前の重量を試験後の重量と比較して、重量減少方法を使用して腐食速度を決定する。
2020536225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の試験クーポンに関して取り囲んでいるシステム内の異なる場所で異なる相にある試験流体混合物を提供することによって腐食環境を試験するための多相試験システムであって、腐食速度を、前記複数の試験クーポンの重量減少手段および電気化学的手段を介して決定することができ、
内部チャンバを画定するハウジングと、
前記ハウジング内に垂直に配設された複数のインサートであって、各インサートが、内部領域と内部表面を画定し、前記複数の試験クーポンのうち少なくとも１つの試験クーポンが、前記複数のインサートの各々の内面に配設されている、複数のインサートと、
複数の電気プローブであって、少なくとも１つの電気プローブが、前記複数のインサートの各々の内面に配設され、各電気プローブが、前記電気プローブに電気的に接続され、線を介して電気信号を読み取るために前記ハウジングの外側に延在する電気リード線を有する、複数の電気プローブと、
複数のセパレータプレートであって、前記複数のセパレータプレートのうちの１つが、各隣接するインサートの間に配設されており、
前記セパレータプレートは、前記試験クーポンの各々および前記インサートの各々の電気プローブが前記試験流体の異なる相にさらされるように、前記ハウジング内に配設された前記多相試験流体の前記相の各々の間の分離を維持するように構成されている、複数のセパレータプレートと、を備え、
腐食は、前記試験クーポンの各々の重量減少の量を測定することによって、および各電気プローブからの前記電気信号を測定することによって、測定される、試験システム。
【請求項２】
各インサートが、前記インサートの前記内面の周りに配設された複数の溝を含み、前記溝は、試験クーポンおよび電気プローブをそれぞれ受け入れるサイズおよび形状となっている、請求項１に記載の試験システム。
【請求項３】
前記溝が、蟻溝形状を有する、請求項２に記載の試験システム。
【請求項４】
各インサートが、前記インサートの前記内部領域の視認を可能にする少なくとも１つの窓を含む、請求項１に記載の試験システム。
【請求項５】
参照電気信号および対電極電気信号を提供する、前記ハウジング内に配設された参照電極および対電極をさらに備え、前記参照電気信号および前記対電極電気信号は、前記電気プローブからの前記電気信号と組み合わせて、電気信号を使用して腐食を測定するために使用することができる、請求項１に記載の試験システム。
【請求項６】
前記ハウジング内に配設された前記試験流体を攪拌するための攪拌棒をさらに備える、請求項１に記載の試験システム。
【請求項７】
前記インサートによって支持された複数のバッフルをさらに備える、請求項１に記載の試験システム。
【請求項８】
システム内の異なる場所で異なる相にある試験流体混合物を提供することによって、重量減少方法および電気化学的方法を介して腐食環境の多相試験を実行するための方法であって、
試験システムを提供するステップであって、前記試験システムは、
内部チャンバを画定するハウジングと、
前記ハウジング内に垂直に配設された複数のインサートであって、各インサートが、内部領域および内部表面を画定する、複数のインサートと、
複数の試験クーポンであって、少なくとも１つの試験クーポンが、前記複数のインサートの各々の内面に配設されている、複数の試験クーポンと、
複数の電気プローブであって、少なくとも１つの電気プローブが、前記複数のインサートの各々の内面に配設され、各電気プローブが、前記電気プローブに電気的に接続し、線を介して電気信号を読み取るために前記ハウジングの外側に延在する電気リード線を有する、複数の電気プローブと、
複数のセパレータプレートであって、前記複数のセパレータプレートのうちの１つが、各隣接するインサートの間に配設されており、
前記セパレータプレートは、前記試験クーポンの各々および前記インサートの各々の電気プローブが前記試験流体の異なる相にさらされるように、前記ハウジング内に配設された前記多相試験流体の前記相の各々の間の分離を維持するように構成されている、複数のセパレータプレートと、を含む、試験システムを提供するステップと、
前記ハウジングの前記内部チャンバに前記試験流体を提供するステップと、
前記試験流体が、垂直に成層した多相流体として存在するように、前記ハウジング内の温度と圧力とを維持するステップと、
前記電気プローブからの前記電気信号を測定することによって、電気化学的腐食速度を決定するステップと、
前記クーポンの試験前および試験後の重量を比較することによって、重量減少腐食速度を決定するステップと、を含み、
それぞれ垂直に配置された各インサートからの前記試験クーポンおよび電気プローブから前記決定された腐食速度は、前記垂直に成層した多相流体の対応するそれぞれの相の前記腐食速度に対応する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この特許出願は、概して腐食試験に関し、より具体的には、多相、多方法試験用のシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
腐食測定の実行は、試験サンプルを長期間腐食性環境にさらし、その後試験サンプルの腐食量を測定する必要があるため、多くの場合、時間のかかるプロセスである。通常、各試験プロセス中に１つの環境条件が試験されます。したがって、様々な環境を評価する場合は、いくつかの別個の腐食試験を実施する必要がある。さらに、試験システムは、試験中の試験サンプルの重量減少の測定、または腐食性環境での電気信号の測定に依存している。ただし、通常、これらのタイプの試験は異なる実験セットアップを必要とし、必要な試験の数がさらに増加し、時間とコストがさらに増加する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、これらおよび他の問題に対する解決策を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様では、複数の試験クーポンに関して取り囲んでいるシステム内の異なる場所で異なる相にある試験流体混合物を提供することによって腐食環境を試験するための多相試験システムが提供されている。腐食速度は、複数の試験クーポンの重量減少手段および電気化学的手段を介して決定することができる。試験システムは、内部チャンバを画定するハウジングと、ハウジング内に垂直に配設された複数のインサートを含む。各インサートは、内部領域および内部表面を画定する。複数の試験クーポンのうちの少なくとも１つの試験クーポンは、複数のインサートの各々の内面に配設されている。複数の電気プローブが設けられている。少なくとも１つの電気プローブが、複数のインサートの各々の内面に配設され、各電気プローブは、電気プローブに電気的に接続され、線を介して電気信号を読み取るためにハウジングの外側に延在する電気リード線を有する。複数のセパレータプレートであって、複数のセパレータプレートのうちの１つが、各隣接するインサートの間に配設されている。セパレータプレートは、試験クーポンの各々およびインサートの各々の電気プローブが試験流体の異なる相にさらされるように、ハウジング内に配設された多相試験流体の相の各々の間の分離を維持するように構成されている。腐食は、試験クーポンの各々の重量減少の量を測定することによって、および各電気プローブからの電気信号を測定することによって測定される。
【０００５】
さらなる態様によれば、各インサートは、インサートの内面の周りに配設された複数の溝を含み、溝は、試験クーポンおよび電気プローブをそれぞれ受け入れるサイズおよび形状となっている。
【０００６】
前述の態様のうちの１つ以上に従って構築された実施形態において組み合わせることができるなおさらなる態様によれば、溝は蟻溝形状を有する。
【０００７】
前述の態様のうちの１つ以上に従って構築された実施形態において組み合わせることができるさらなる態様によれば、各インサートは、インサートの内部領域を見ることを可能にする少なくとも１つの窓を含む。
【０００８】
前述の態様のうちの１つ以上に従って構築された実施形態において組み合わせることができる別の態様によれば、参照電極および対電極がハウジング内に配設され、電気プローブからの電気信号と組み合わせて、電気信号を使用して腐食を測定するために使用可能な基準電気信号および対電極電気信号を提供する。
【０００９】
前述の態様のうちの１つ以上に従って構築された実施形態において組み合わせることができるなおさらなる態様によれば、システムは、ハウジング内に配設された試験流体を攪拌するための攪拌棒をさらに含む。
【００１０】
前述の態様のうちの１つ以上に従って構築された実施形態において組み合わせることができるさらなる態様によれば、システムは、インサートによって支持された複数のバッフルをさらに含む。
【００１１】
別の態様によれば、システム内の異なる場所で異なる相にある試験流体混合物を提供することによって、重量減少方法および電気化学的方法を介して腐食環境の多相試験を実行するための方法が提供されている。本方法は、試験システムを提供するステップを含む。試験システムは、内部チャンバを画定するハウジングと、ハウジング内に垂直に配設された複数のインサートとを含み、各インサートは内部領域および内部表面を画定する。複数の試験クーポンが提供され、少なくとも１つの試験クーポンが複数のインサートの各々の内面に配設されている。複数の電気プローブが提供され、少なくとも１つの電気プローブが複数のインサートの各々の内面に配設されている。各電気プローブは、電気プローブに電気的に接続された電気リード線を有し、線を介して電気信号を読み取るためにハウジングの外側に延在している。複数のセパレータプレートが提供され、複数のセパレータプレートのうちの１つが各隣接するインサートの間に配設されている。セパレータプレートは、試験クーポンの各々およびインサートの各々の電気プローブが試験流体の異なる相にさらされるように、ハウジング内に配設された多相試験流体の相の各々の間の分離を維持するように構成されている。本方法は、ハウジングの内部チャンバに試験流体を提供するステップを含む。温度と圧力は、試験流体が垂直に成層した多相流体として存在するように、ハウジング内に維持されている。電気化学的腐食速度は、電気プローブからの電気信号を測定することによって決定される。重量減少腐食速度は、クーポンの試験前および試験後の重量を比較することによって決定される。それぞれ垂直に配置された各インサートからの試験クーポンおよび電気プローブから決定された腐食速度は、垂直に成層した多相流体の対応するそれぞれの相の腐食速度に対応する。
【００１２】
添付の図面は、例示的な実施形態を示しており、本発明を限定することを意図するものではない。図面の中で、同様の参照は、同様のまたは対応する部分を指すことを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態による、多相試験システムの概略側面図を示す。
【図２】そのインサートの上面図を示す。
【図３】そのインサートの側面図を示す。
【図４】そのセパレータディスクの上面図を示す。
【図５】その電気プローブを示す。
【図６】そのクーポンを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
ここで、本発明は、本明細書の一部を形成し、例示として、本発明の例示的な実装および／または実施形態を示す添付図面を参照して説明される。本発明の精神から逸脱することなく、他の実施形態を実施することができ、構造上の変更を行うことができることを理解されたい。とりわけ、例えば、開示された主題は、方法、装置、構成要素、またはシステムとして具体化され得る。
【００１５】
さらに、用語は、明確に述べられた意味を超えて文脈で示唆または暗示される微妙な意味を持つ場合があることが認識されている。同様に、本明細書で使用される「一実施形態において」という語句は、必ずしも同じ実施形態を指すものではなく、本明細書で使用される「別の実施形態において」という語句は、必ずしも異なる実施形態を指すものではない。例えば、請求される主題は、個々の例示的な実施形態の組み合わせ、または個々の例示的な実施形態の部分の組み合わせに基づくことができることが意図されている。
【００１６】
本出願によれば、動的多相サワー環境下で材料および腐食防止剤のハイスループットスクリーニングおよび評価を提供するシステムおよび装置を対象とする実施形態が提供されている。特定の実施形態において、各リアクタは、３つの同一のインサートを含む。各インサートは、腐食評価を行うための静止ケージシステムである。インサートは、３つの環境の相：水性、水性／炭化水素界面、および気体を研究するためにリアクタ内で垂直に配置され、それはリアクタチャンバ内で垂直に成層化される。さらに、本システムは、電気化学的および重量減少方法の両方を使用して腐食を測定することを可能にする。したがって、複数のサンプルを同じリアクタ容器内の異なる環境条件下で同時に評価でき、様々な条件下で様々なサンプルを試験するための効率的、高速、かつ経済的なシステムを提供する。
【００１７】
一態様に従って、図１に示すように、環境試験ツール１００が示されている。試験ツール１００は、外側容器１０２を含む。外側容器１０２は、試験ツール１００に対して外側封じ込め構造を提供する。外側容器１０２は、ケージアセンブリ、試験クーポン、および環境試験媒体を封じ込めることができる内部空間１０４を提供する。外側容器１０２は、概して形状が円筒形であり得、試験手順中に生成される様々な温度および圧力に耐えるように設計されている。外側容器１０２は、例えば、ガラスまたは適切な金属合金（例えば、ハステロイＣ２７６）などの耐食材料で作製することができる。
【００１８】
図１に示されるように、３つの試験クーポン／プローブホルダインサートが、外側容器１０２の内部空間１０４内に配設され、試験中に試験流体によって囲まれる。下部インサート１０６は外側容器１０２の底部端に配設され、中間インサート１０８は外側容器の中間領域に配設され、上部インサート１１０は外側容器の上部端に配設される。上述のように、一実施形態では、３つの試験クーポン／プローブホルダインサート１０６、１０８、および１１０は、構造が実質的に類似しており、それのため、クーポンの腐食速度の違いは、クーポンホルダ自身の違いの結果ではなく、暴露環境（水性、水性／炭化水素界面、および気体）の違いの結果である。他の実施形態では、クーポンがその配置を保証する場合、実験データの評価において様々なクーポンホルダの違いを考慮して、ホルダインサートを異なる構造で作ることができる。
【００１９】
図２および図３を参照して、試験クーポン／プローブホルダインサート１０６、１０８、および１１０がより詳細に説明されている。インサート１０６、１０８、および１１０は、概して円筒形の管状形状を有し、外側容器１０２内に配設されるサイズおよび形状となっている。インサート１０６、１０８、および１１０の外径は、最小ギャップで外側容器１０２の内部にぴったりと収まるようなサイズにすることができる。一例として、外側容器１０２の内径が８４ｍｍである場合、インサート１０６、１０８、および１１０の外径は８２ｍｍであることができ、さらに６９ｍｍの内径および７０ｍｍの高さを有することができる。インサートは、耐食材料で作製することができる。適切な耐食材料の１つは、ＰＥＥＫチューブであり、それは、化学および疲労環境に耐性のある高温熱可塑性プラスチックである。ＰＥＥＫ管材料は、ＰＥＥＫ管の強度および性能特性をさらに高めるガラス繊維（すなわち、ガラス繊維入り）をさらに含むことができる。インサートは、インサートの内部およびそこに支持された試験サンプルの目視検査を可能にする窓１１１を含むことができる。外側容器１０２は、試験中に目視検査が行われるようにガラスで作製することができる。
【００２０】
インサート１０６、１０８、および１１０は、複数の溝１１２を含む。溝は蟻溝形状を有することができる。一実施形態では、蟻溝は、図２および図６に見られるように、試験される材料の対応する形状のクーポン１１４を受け入れて保持するサイズおよび形状にすることができる。溝の蟻溝形状は、提供される場合、インサート内のクーポンを試験用の位置に保持するために溝内での横方向の動きを防ぎながら、溝へのクーポンの垂直挿入および除去を可能にする。保持ブロック１１６を各クーポン１１４の上下の溝１１２に挿入して、クーポンを溝内の位置に垂直に保持することができる。一例として、保持ブロック１１６は、インサートと同じ材料（例えば、ＰＥＥＫ）で作製することができる。したがって、クーポン１１４が溝内に位置決めされると、クーポンの外面１１４ａはインサートの１２０の内壁と実質的に面一になり、それにより、クーポンの外面１１４ａは、試験流体内の乱流の影響の低減した試験環境にさらされ、そうでなければ試験の結果に不適切に影響を与える可能性がある。クーポンの外面１１４ａが露出した状態で、クーポンの他の表面がインサートの材料内にある間に、試験を評価することができる。図２に示されるように、各インサートは、その周囲に配設された３つのクーポン溝１１２を含むことができる。これらのクーポン１１４は、重量減少方法を介して腐食の測定に使用することができる。重量減少方法では、試験環境への暴露の前後にクーポンの重量を測定し、試験期間（すなわち暴露時間）を考慮して腐食速度を計算することができる。
【００２１】
追加の電気プローブ１２２を各インサート１０６、１０８、および１１０に設けることができ、以下でより詳細に考察されるように、電気的方法を使用して腐食を測定するために使用することができる。図２および３に示すように、各インサート１０６、１０８、および１１０は、以下でより詳細に考察する電気測定システムの作用電極である、電気プローブ１２２を収容するための追加の溝１２４を含むことができる。一実施形態では、溝１２４は蟻溝形状であり、電気プローブ１２２にぴったりと適合するサイズおよび形状にすることができる。例えば、溝１２４は、５０ｍｍ×１０ｍｍ×７ｍｍとすることができ、電気プローブ１２２は、５０ｍｍ×１０ｍｍ×６．５ｍｍとすることができ、これにより、溝１２４内に電気プローブのぴったりとした嵌合を提供する。電気プローブ１２２をそれぞれの溝に維持するために、位置決めブロック１２５をそれぞれのインサート内の溝１２４の各々に挿入することができる。
【００２２】
図５を参照して、電気プローブ１２２は、接着剤１３０を使用して外側シェル１２８内に接着されている作用電極１２６を含むことができる。作用電極は、腐食環境下で試験されている一片の材料とすることができる（例えば、低炭素鋼）。外側シェル１２８は、非反応性材料（例えば、ＰＥＥＫ）で作製することができる。接着剤１３０は、例えば、腐食環境に適した二液型接着剤とすることができる。リード線１３２は、作用電極１２６の裏面（試験環境にさらされていない表面）に取り付けることができる。リード線１３２は、絶縁体としてＰＥＥＫコーティングを含むことができる。線１３２は、電極１２６の裏面にスポット溶接され、外側シェル１２８に設けられた穴を通って延在することができる。したがって、インサートごとに少なくとも１つの電気プローブ１２２を設けることができ、多相環境における相の各々で電気信号を使用して腐食を測定するために使用することができる。
【００２３】
電気化学的腐食測定を容易にするために、例えば、図１に示すように参照電極１３４および対電極１３６が設けられ、特定の実施形態では、ｐＨ電極１３５をさらに含むことができる。参照電極１３４は、試験環境に関係なく安定した電位を有する点電極であることができる。参照電極１３４は、例えば、不活性スリーブ（例えば、ハステロイＣ２７６またはＰＥＥＫスリーブ）に収容された二重接合銀／塩化銀電極（例えば、飽和ＫＣｌ中のＡｇ／ＡｇＣｌ）であり得る。参照電極１３４の先端は、作用電極１２６の表面に近接して位置決めすることができる。しかしながら、参照電極１３４の位置は、作用電極が試験環境にさらされた結果として作用電極の表面で起こる物理的または化学的プロセスを損なうほど接近してはならない。対電極１３６は導電性であり、試験環境に対して不活性でもある。対電極１３６は、作用電極１２６よりも大きな表面積を有することができ、対電極１３６の形状は、作用電極の表面を横切る任意の点で同様の電位差を生じるようなものとすることができる。対電極１３６は、例えば、プラチナガーゼ／メッシュまたはグラファイト棒（図１に示されたような）とすることができる。（作用電極１２６に接続された電気リードに加えて）参照電極１３４および対電極１３６に接続された電気リードは、供給管１３８を使用して試験環境から隔離することができる。供給管１３８は、オートクレーブ外側容器１０２の頂部を通って延在することができる。オートクレーブ容器の頭部は、供給管１３８が通過できるサイズおよび形状の供給管嵌合を含むことができる。リード線は供給管１３８を通過することができ、それにより、容器の外側で電気信号を受信し、測定することができる。供給管１３８は、電極の数に対応する多数のリード線（例えば、３つの作用電極用の３本のリード線、参照電極用の１本、および対電極用の１本）を受け入れるサイズおよび形状とすることができる。供給管１３８は、例えば、試験環境を密閉および隔離するために、内部にドリルテフロン棒が定置されたハステロイＣ２７６管とすることができる。
【００２４】
上記で考察し、図１に示したように、システムは、互いの頂部に垂直に配設された３つのインサートクーポンホルダ１０６、１０８、１１０を含むことができ、各インサートは、試験流体の異なる相、例えば、水性相、水性／炭化水素界面相、および気相にさらされる。試験容器内の様々な相の間の成層化を維持するのを助けるために、図１、図２、および図４に示されるように、バッフル１４０およびセパレータプレート１４２が提供されている。バッフル１４０は、インサート１０６、１０８、および１１０の内側表面の溝１４４（例えば、蟻溝形状）によって支持され、インサートの内部の中心に向かって延在する。流体試験環境に延在することによって、バッフル１４０は渦形成を防止するのに役立つ。セパレータプレート１４２は、インサートの各々の間および最も上のインサートの頂部に配設される。セパレータプレート１４２は、バッフルを受け入れて支持するサイズおよび形状のスロット１４６を含む。セパレータプレート１４２は、インサート間の境界を画定し、渦形成を低減するのにさらに役立つ。渦形成は、システムに不必要な乱流を導入し得、それは、試験流体の異なる相の間の成層化を低下させる可能性があり、画定された相が試験クーポンの各々に対して維持されない（例えば、不必要なハイブリッド環境条件が発生する可能性がある）ため、適切な試験結果を妨げる可能性がある。セパレータプレート１４２は、ディスク形状であり得、以下により詳細に考察されるように、撹拌ロータ１５０を収容し得る中央開口部１４８を含むことができる。バッフル１４０およびセパレータプレート１４２は、耐食材料（例えば、ＰＥＥＫ）で作製することができる。セパレータプレート１４２は、それぞれ対電極および参照電極を受け取り、システム内に電極を位置決めするサイズおよび形状の穴１５２および１５４を含むことができる。セパレータプレート１４２は、温度測定プローブ（例えば、熱電対）を通過するための穴１５６およびガスパージ管（例えば、ハステロイＣ２７６浸漬管）を受け入れるサイズおよび形状の穴１５８をさらに含むことができる。セパレータプレート１４２およびインサート１０６、１０８、および１１０は、プレートとインサートをユニットとして挿入および取り外しできるように、３つのセパレータプレートと３つのインサートとを長いボルトで一緒にボルト締めできるようにするボルト穴１６０をさらに含むことができる。ボルトは、例えば、ハステロイＣ２７６とすることができる。ユニットには、取り扱いを容易にするための昇降装置を含めることができる。
【００２５】
撹拌ロータ１５０は、３つのセパレータプレート１４２およびインサート１０６、１０８、および１１０を通って中心を延在し、試験流体の制御された撹拌を提供することができる。ゲートアンカーインペラー１６２が、ロータ１５０の下端に取り付けられて、下部インサートで試験流体の水性相１２の制御された攪拌を提供することができる。タービンインペラ１６４が、撹拌ロータ１５０の中央部に取り付けられて、中間インサートで試験流体の水性／炭化水素界面相１４の制御された攪拌を提供することができる。タービンインペラ１６４は、例えば、６枚平刃ディスクタービンとすることができる。試験流体の気相１６では、撹拌ロータ１５０の上部で攪拌を提供するために、インペラは必要でない。撹拌ロータ１５０を回転させることにより、試験流体の制御された撹拌が提供され、それにより、試験流体がクーポンと電気試験プローブの表面を横切って移動し、一方、バッフル１４０とセパレータプレート１４２が、流体の相成層化を乱し得る不必要な渦を防ぐ。ウォブル防止ピン１６６が、撹拌ロータ１５０の遠位端に配設され、回転中の撹拌ロータ１５０のウォブルを防止することができる。
【００２６】
本明細書に記載の試験システムの使用の一般的な一例として、クーポンと作用電極とがインサートのそれぞれの溝に装填される。上記の構造のバッフルをそれぞれのインサート溝に挿入し、セパレータプレートを隣接するインサート間に配設し、さらにセパレータプレートを一番上のインサートの頂部に配設する。インサートとセパレータプレートとが、一緒にボルト締めされる。インサート、セパレータプレート、参照電極、対電極、および撹拌ロータが、外側容器の内部に挿入される。次いで、試験流体を容器に加え、ヘッド（例えば、カバー）を容器に取り付けて、容器を閉じることができる。電極の電気リード線（作業電極、参照電極、および対電極）が、ヘッドを通って血管の外側まで延在する。容器内の試験流体の体積、温度、圧力は、成層状態で発生する多相状態（水性、水性／炭化水素界面、および気相）を達成するように調整され、それにより、それぞれのクーポン／作用電極を含めて、下部インサート、中間インサート、上部インサートが各々、試験流体の異なる相状態（すなわち、それぞれ、水性、水性／炭化水素界面、気相）にさらされる。撹拌ロータを回転させて、流体の制御された撹拌を達成することができ、一方、バッフルおよびセパレータプレートが渦形成を防ぐことを助ける。電気化学的腐食速度は、参照電極および対電極を使用して作用電極からの電気信号を監視することで測定でき、それは試験中に実行できる。試験段階が完了した後、インサートが容器から取り除かれ、クーポンがインサートから取り除かれ、それにより、クーポンの試験後の重量をクーポンの試験前の重量と比較して重量減少を決定することができ、それは腐食速度を決定するために使用することができる。
【００２７】
こうして、単一の試験の結果として、２つの異なる試験方法（重量減少と電気化学）を使用した多相環境でのハイスループット腐食試験のためのシステムおよび方法が提供されている。多層環境を試験できると、複数の試験手順の時間と費用をかけずに試験できる環境の数が大幅に増える。さらに、同じ試験中に２つの異なる方法を同時に使用して腐食速度を測定する能力は、精度を大幅に向上させ、一方、複数の別個の試験を実行する時間とコストをさらに削減する。同じ試験環境で２つの異なる腐食測定方法を実行することのさらなる利点は、精度がさらに向上することであり、２つの異なる別個の試験を実行すると、試験自体の違い（体積、温度、圧力、時間、機器のセットアップ変数、など）の結果として結果に違いをもたらす可能性があり、これらは、これらの２つの異なる方法が同じ試験手順の一部として採用されている場合は排除されるためである。さらに、透明な容器とインサート内の窓は、試験中の目視検査を提供し、これは、試験の期間を通して変化する可能性のある腐食試験についての洞察につながる可能性があり、これは、試験前および試験後の検査を実施することでは容易に観察できない場合がある。
【００２８】
とりわけ、説明または例示された要素のいくつかまたはすべての交換により、他の実装形態が可能であるように、上記の図および例は、本出願の範囲を単一の実装形態に限定することを意味するものではない。さらに、既知の構成要素を使用して本出願の特定の要素が部分的または完全に実装され得る場合、本出願の理解に必要なそのような既知の構成要素のそれらの部分のみを説明し、そのような既知の構成要素の他の部分の詳細な説明は、本出願を不明瞭にしないように省略されている。本明細書では、本明細書に特に明記しない限り、単一の構成要素を示す実装形態は、複数の同じ構成要素を含む他の実装形態に必ずしも限定されるべきではなく、逆もまた同様である。さらに、出願人は、明示的に明記されていない限り、明細書または特許請求の範囲の用語が一般的でないまたは特別な意味に帰されることを意図していない。さらに、本出願は、例示として本明細書で言及される既知の構成要素に対する現在および将来の既知の同等物を包含する。
【００２９】
具体的な実装形態の前述の説明は、本出願の一般的性質を十分に明らかにしているので、他の人は、関連技術（参照により本明細書に引用および援用した文献の内容を含む）の技能の範囲内の知識を適用することによって、過度の実験を行うことなく、本出願の一般的な概念から逸脱することなく、特定の実装形態などの様々な用途に容易に修正および／または適応させることができる。したがって、そのような適応および修正は、本明細書に提示された教示およびガイダンスに基づいて、開示された実装形態の等価物の意味および範囲内にあることを意図している。本明細書の言い回しまたは用語は、本明細書の言い回しまたは用語が、関連技術の熟練者の知識と組み合わせて本明細書に提示される教示およびガイダンスに照らして当業者によって解釈されるように、説明のためであって限定のためではないことを理解されたい。図面で考察または示される寸法は、一例に従って示され、本発明から逸脱することなく他の寸法を使用できることを理解されたい。
【００３０】
本出願の様々な実装形態を上記で説明したが、それらは例として提示されており、限定ではないことを理解すべきである。本出願の精神および範囲から逸脱することなく、形態および詳細の様々な変更を行うことができることは、関連技術の当業者には明らかであろう。このため、本出願は、上記の例示的な実装形態のいずれによっても限定されるべきではない。
【符号の説明】
【００３１】
１００  環境試験ツール
１０２  外側容器
１０４  内部空間
１０６  下部インサート
１０８  中間インサート
１１０  上部インサート
１１２  溝
１１４  クーポン
１１６  保持ブロック
１２２  電気プローブ
１２４  追加の溝
１２５  位置決めブロック
１２６  電極
１２８  外側シェル
１３０  接着剤
１３２  リード線
１３４  参照電極
１３５  電極
１３６  対電極
１３８  供給管
１４０  バッフル
１４２  セパレータプレート
１４４  溝
１４６  スロット
１４８  中央開口部
１５０  撹拌ロータ
１５２、１５４、１５６、１５８  穴
１６０  ボルト穴
１６２  ゲートアンカーインペラー
１６４  タービンインペラ
１６６  ウォブル防止ピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年5月21日(2019.5.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の試験クーポンに関して取り囲んでいるシステム内の異なる垂直に成層化された場所で異なる相にある試験流体混合物を提供することによって腐食環境を試験するための多相試験システムであって、腐食速度を、各々が試験流体混合物環境にさらされる外面を有する前記複数の試験クーポンの重量減少手段および電気化学的手段を介して決定することができ、
内部チャンバを画定するハウジングと、
前記ハウジング内に垂直に配設された複数のインサートであって、各インサートが、内部領域、内面、および前記内面内の複数の蟻溝形状の溝であって、各々前記溝内の横方向の動きを防ぎながら、前記垂直に成層化された試験流体の方向への挿入および取り外しを介して対応する形状のクーポンを受け取るように配置された溝、を画定し、前記複数の試験クーポンが、前記蟻溝形状の溝に対応する形状を有し、各試験クーポンの前記外面が前記内面と面一となるように前記蟻溝形状の溝内に配置され、各試験クーポンは、前記インサートの前記内面に沿って９０度だけ隣接するクーポンから前記溝によって間隔を空けられている、複数のインサートと、
複数の電気プローブであって、少なくとも１つの電気プローブが、前記複数のインサートの各々の内面に配設され、各電気プローブが、前記電気プローブに電気的に接続され、線を介して電気信号を読み取るために前記ハウジングの外側に延在する電気リード線を有する、複数の電気プローブと、
複数のセパレータプレートであって、前記複数のセパレータプレートのうちの１つが、各隣接するインサートの間に配設されており、
前記セパレータプレートは、前記試験クーポンの各々および前記インサートの各々の電気プローブが前記試験流体の異なる相にさらされるように、前記ハウジング内に配設された多相試験流体の前記相の各々の間の分離を維持するように構成されている、複数のセパレータプレートと、を備え、
腐食は、前記試験クーポンの各々の重量減少の量を測定することによって、および各電気プローブからの前記電気信号を測定することによって、測定される、試験システム。
【請求項２】
前記溝は各々、それぞれの試験クーポンおよび電気プローブを受け入れるサイズおよび形状となっている、請求項１に記載の試験システム。
【請求項３】
前記溝は、試験用の位置において前記インサート内の前記クーポンを保持する、請求項１に記載の試験システム。
【請求項４】
各インサートが、前記インサートの前記内部領域の視認を可能にする少なくとも１つの窓を含む、請求項１に記載の試験システム。
【請求項５】
参照電気信号および対電極電気信号を提供する、前記ハウジング内に配設された参照電極および対電極をさらに備え、前記参照電気信号および前記対電極電気信号は、前記電気プローブからの前記電気信号と組み合わせて、電気信号を使用して腐食を測定するために使用することができる、請求項１に記載の試験システム。
【請求項６】
前記ハウジング内に配設された前記試験流体を攪拌するための攪拌棒をさらに備える、請求項１に記載の試験システム。
【請求項７】
前記インサートによって支持された複数のバッフルをさらに備える、請求項１に記載の試験システム。
【請求項８】
システム内の異なる垂直に成層化された場所で異なる相にある試験流体混合物を提供することによって、重量減少方法および電気化学的方法を介して腐食環境の多相試験を実行するための方法であって、
試験システムを提供するステップであって、前記試験システムは、
内部チャンバを画定するハウジングと、
複数の試験クーポンと、
前記ハウジング内に垂直に配設された複数のインサートであって、各インサートが、内部領域、内面、および前記内面内の複数の蟻溝形状の溝であって、各々前記溝内の横方向の動きを防ぎながら、前記垂直に成層化された試験流体の方向への挿入および取り外しを介して対応する形状の試験クーポンを受け取るように配置された溝、を画定し、
前記複数の試験クーポンの各々は、前記蟻溝形状の溝に対応する形状と、前記試験流体混合物にさらされる外面とを有し、少なくとも１つの試験クーポンが、前記外面が前記内面と面一となるように内部蟻溝形状の溝内に配置され、各試験クーポンは、前記インサートの前記内面に沿って９０度だけ隣接クーポンから間隔を空けられている、複数のインサートと、
複数の電気プローブであって、少なくとも１つの電気プローブが、前記複数のインサートの各々の内面に配設され、各電気プローブが、前記電気プローブに電気的に接続し、線を介して電気信号を読み取るために前記ハウジングの外側に延在する電気リード線を有する、複数の電気プローブと、
複数のセパレータプレートであって、前記複数のセパレータプレートのうちの１つが、各隣接するインサートの間に配設されており、
前記セパレータプレートは、前記試験クーポンの各々および前記インサートの各々の電気プローブが前記試験流体の異なる相にさらされるように、前記ハウジング内に配設された多相試験流体の前記相の各々の間の分離を維持するように構成されている、複数のセパレータプレートと、を含む、試験システムを提供するステップと、
前記ハウジングの前記内部チャンバに前記試験流体を提供するステップと、
前記試験流体が、垂直に成層した多相流体として存在するように、前記ハウジング内の温度と圧力とを維持するステップと、
前記電気プローブからの前記電気信号を測定することによって、電気化学的腐食速度を決定するステップと、
前記試験クーポンの試験前および試験後の重量を比較することによって、重量減少腐食速度を決定するステップと、を含み、
それぞれ垂直に配置された各インサートからの前記試験クーポンおよび電気プローブから前記決定された腐食速度は、前記垂直に成層した多相流体の対応するそれぞれの相の前記腐食速度に対応する、方法。
【国際調査報告】
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