该开口处作为工作电极60,其余外表面绝缘。侧面测试电极油水界面非瞬时过渡，但可得到 单一的线速度，侧面测试的圆盘电极6设计为环状工作电极，作为一实施方式如下：该绝缘 外壳30由上、下两部分构成，该上下两部分的横截面与导电内芯相同，该上下两部分将导 电内芯夹在中间，从而在绝缘外壳的侧面形成环形导电面作为工作电极60。具体实验研究 中可根据不同目的进行选定或设计。旋转驱动装置2固定在固定架4上，固定架4的竖直支 架为碳钢材质，水平支架部分为碳钢材质，可在竖直支架作水平方向转动和竖直方向移动， 确定位置后需固定锁紧. 油水界面控制系统，包括：固定架14、步进式电动机8、电动机控制单元13、精密螺纹导 杆7和浮子9,步进式电动机8与电动控制单元13连接并固定于固定架14,步进式电动机 8通过精密螺纹导杆7与浮子9连接，浮子9伸入到电解池外筒27与电解池内筒28之间。 其中，精密螺纹导杆8通过与步进式电动机8的转子部件配合，实现电机转动变为导杆的平 动，进而带动浮子上下往复运动9,从而实现对油水界面的控制。螺纹疏密与电动机转动速 度决定导杆的平动速度与精度。电动机控制单元13主要包括步进电机驱动器、步进电机开 关电源盒步进电机脉冲控制器三部分。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决 于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号， 它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为"步距角"，它的旋转是以固定 的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目 的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。其 中，固定架14为普通碳钢制作，水平支架亦可作相应位置与方向调节，为确保承重，底部需 要固定。
[0032] 曝气系统，曝气系统包括设置于电解池外筒27内、电解池内筒28外的曝气头12 以及通过通气管路11与曝气头12连通的气体供应装置15。曝气头12放置于电解池内筒 28外部主要目的为避免逸出气泡影响内筒油水界面稳定性。曝气系统主要为电解池内的溶 液通入指定气体；一般在实验准备阶段需要通入N 2除氧，视实验要求在测试过程中通入CO2 等腐蚀性气体模拟现场工况；管路需设置气体流量控制和计量设备。
[0033] 温度控制系统，主要由电加热带3和温度控制单元16组成。其中，电加热带3为 柔性材质制作，可在电解池外筒27外壁缠绕，最高升温可达KKTC。温度控制单元16主要 包括热电偶、电源开关、温度调节器等部分；当热电偶感应温度达到设定值实现自动断电； 由于温度调节器选取型号差异，实验前一般需要经温度校准。
[0034] 以油水交替润湿腐蚀模拟实验为例，对本发明的油水交替润湿腐蚀模拟装置的模 拟方法进行概述： (1)实验准备：配制水溶液(依据于实验设计，原则上可以任何水溶液介质，一般为油田 模拟采出水，本实施方式中采用模拟油田某工况采出液，具体溶质含量为：0.1 mol/L NaCl + 0.01 mol/L NaHCO3 + 0.01 mol/L CaCl2),盛装于油水交替润湿电解池内，液面控制在标 识限线之间（盐桥尖管上方、工作电极的下方)，并通气除氧，启动温度控制系统(一般情况 下，油水界面以工作电极60为原点上下等距离震荡，所以油水界面最高限与工作电极到参 比电极盐桥尖管处的距离相等)，升温至设定值；控制步进式电动机8将浮子9压入水中将 圆盘电极6的测试端面(工作电极60)调整至水面以下，连接电化学工作站的参比电极端子 和参比电极18、对电极端子和铂对电极19、参比电极18和工作电极60 ;安装并调试油水界 面控制系统，使装置处于待用状态。
[0035] (2)通过原油注入与回收孔23利用滴管将一定量原油注入电解池内筒28中，原油 需要预先加热至测试温度并通气除氧；为确保测试过程中数据稳定性，油水界面应控制在 油水界面高限与低限标识两条限线之间，避免铂对电极19和参比电极18的盐桥尖管180 受到原油污染。
[0036] (3)启动旋转圆盘电极系统，并在特定转速下使圆盘电极6平稳转动；开启电化学 工作站1及相关软件，首先测试开路电位约600s或更长时间使其达到稳定。
[0037] (4)进行恒电位腐蚀测试，记录电流一时间变化曲线；同时，设置油水界面控制 器，设定浮子9平移速度、距离及圆盘电极6导电面的油水界面往复运动周期（导电面接触 到水相时为水润湿，接触到油相时为油润湿，由浮子运动控制交替润湿周期)，参数设定时 需要根据具体要求确定油水界面初始位置及在油相和水相中停留时间等；需要注意的是， 恒电位腐蚀电流测试最开始应该在水相中，约1~2分钟后或达到实验设定时间后，启动油 水界面控制系统，油水界面开始周期性上下往复运动，进入油水交替润湿腐蚀测试阶段。
[0038] (5)实验测试结束后，首先停止电化学测试，并关闭电化学工作站，拆除连接线；然 后停止油水界面控制器，将浮子提出水面；将旋转圆盘电极提起，用吸管将原油全部吸出， 避免在后续处理中污染参比电极和对电极；清洗电解池； (6)数据分析：圆盘电极6的导电面表面腐蚀形貌进行显微观察；电流一时间响应曲 线进行统计分析，具体可根据研究需要进行腐蚀电流、暂态峰数目与形状等方面的分析。
[0039] 图6和7是利用本发明的上述装置和方法测试得到的电流时间变化曲线。其中图 6实验条件设定为圆盘电极转速1200转/分钟，油水界面往复运动周期为2. 15s (依靠上 下移动速度和距离两个可变参数调节）；图7实验条件设定为圆盘电极转速600转/分钟， 油水界面往复运动周期为5. Os。实验温度为30°C，原油粘度为4. 3厘泊，腐蚀过程中持续 通CO2气体。外加电位为开路电位以上+100 mV。
[0040] 实验过程中，前约40s时间为工作电极60停留在水溶液中，测试得到连续稳定变 化的电流信号，随着油水交替润湿模拟实验开始，电流呈现暂态波动，电流暂态峰持续时间 取决于交替润湿频率和原油粘度等参数，电流峰值强度取决于水相的稳定性，而暂态峰数 目的变化可能与原油在表面吸附及脱附的规律相关，由此可以深入揭示原油缓蚀作用。
[0041] 结合具体情况及原油特性，针对腐蚀电流信号可以引入多种统计分析方法，并揭 示原油在交替润湿(通过油水界面往复运动周期控制）环境下对碳钢腐蚀的作用机制。其 中，〖。至t,时刻的平均腐蚀电流密度可以按下式求解：
依据以上公式，可求解出附图5中两套电流---时间响应曲线的平均腐蚀电流密度。 对应于1200 rpm、润湿周期2. 15s情况，计算得到的平均腐蚀电流为96. 2微安；对应于600 rpm、润湿周期5. Os情况，计算得到的平均腐蚀电流为35. 6微安。计算过程中，选取电流积 分时间段为40秒至300秒之间。由此可以判断，转速较低、润湿频率较低的情况下，原油交 替润湿具有更好的缓蚀作用，原油越不容易从碳钢表面脱附。从而，通过统计分析，实现油 水交替润湿环境中腐蚀规律定量研究。
[0042] 本发明的有益效果： (1)实现管道内壁在不同油水交替作用条件下腐蚀模拟研究： 利用旋转圆盘电极转速可调的功能，可以实现对油水交替润湿情况下不同流体流速下 的金属腐蚀情况的实验室模拟，进而可以研究油水交替润湿情况下流体流速对金属腐蚀造 成的影响。可调转速范围为〇~2000 rpm。
[0043] 利用步进式电机往复运动频率的精确可控功能，可以实现对不同油水