CO2饱和NaCl溶液中松香基咪唑啉季铵盐的缓蚀吸附行为

以松香和二乙烯三胺为原料合成了松香基咪唑啉,并采用氯乙酸钠对合成产物进行季铵化改性,得到水溶性松香基咪唑啉季铵盐.通过失重法和电化学方法测试了该季铵盐在60℃的CO2饱和3%NaCl溶液中对Q235钢的缓蚀性能.结果表明,水溶性松香基咪唑啉季铵盐对Q235钢有很好的缓蚀作用,150 mg/L用量时缓蚀率超过90%.该缓蚀剂是一种以阳极抑制为主的缓蚀剂,遵循Langmuir吸附等温式,在钢表面发生自发吸附,存在较强的吸附作用力.     

硫脲改性咪唑啉对不同显微组织钢的抗CO_2腐蚀性能

合成了一种硫脲改性咪唑啉缓蚀剂。采用动电位极化技术和化学浸泡试验研究了CO2环境中含有不同浓度硫脲改性咪唑啉的3%NaCl溶液对低碳微合金钢X70和碳钢L245、Q235的缓蚀效果。利用SEM、XRD以及表面轮廓仪对试验结果进行分析。结果表明,该缓蚀剂在钢表面的吸附与材料的显微组织结构有关,缓蚀剂分子优先吸附在Fe3C上。当缓蚀剂质量浓度较低(2mg/L)时,对Q235的缓蚀效率最高达到90%,对X70和L245的缓蚀效率分别为35%和56%;浸泡试验结果表明,Q235样品腐蚀轻微,而X70和L245发生严重的局部腐蚀;当缓蚀剂质量浓度较高(50mg/L)时,对三种钢都有良好的缓蚀效果。     

咪唑啉季铵盐对Q235钢在盐酸溶液中的缓蚀性能

合成了苯乙酸咪唑啉季铵盐(PAIPI)和萘乙酸咪唑啉季铵盐(NAIPI),通过失重法、电化学方法研究了两者在1 mol/L HCl中对Q235钢的缓蚀性能,并探讨了其在Q235钢表面的吸附行为.结果表明,两者在1 mol/LHCl中对Q235钢均为阳极型缓蚀剂,其中NAIPI对Q235钢的缓蚀性能优于PAIPI;两者在Q235钢表面均是单层吸附,属于物理吸附.     

丙炔醇改性硫脲基咪唑啉在CO2/H2S共存体系中对X65钢的腐蚀抑制作用

目的 提高硫脲咪唑啉类缓蚀剂在CO2/H2S共存体系中的缓蚀效果,并揭示缓蚀机理.方法 利用丙炔醇对硫脲基咪唑啉(TAI)进行改性得到双炔丙基甲氧基硫脲基咪唑啉(DPFTAI),通过动态失重试验、极化曲线测试、交流阻抗测试分析其腐蚀性能.采用Material Studio 7.0软件模拟计算其分子轨道能量、Fukui指数、表面相互作用力和吸附状态、缓蚀剂分子与侵蚀性离子间的相互作用情况等,验证DPFTAI的缓蚀效果.结果 在不含H2S的条件下,TAI和DPFTAI的缓蚀效率均高于93％,当含有2000 mg/L H2S后,DPFTAI的缓蚀效率仍高达91.96％,且比TAI高出18.22％.模拟计算表明,DPFTAI有3个吸附中心,分别为其咪唑啉环上的2个N原子和DPFTAI分子侧链上的S原子,其与铁表面的相互作用能为29.66 kcal/mol,而TAI只有一个吸附中心,为其分子上的S原子,其与铁表面的相互作用能为22.46 kcal/mol;DPFTAI周围的HS–浓度明显大于TAI周围的HS–浓度.上述结果说明在CO2/H2S腐蚀体系中,DPFTAI在钢材表面的吸附效果明显优于TAI,因此缓蚀效果更好.结论 通过丙炔醇对TAI进行改性后,缓蚀剂DPFTAI抗CO2/H2S的腐蚀性能明显提高.吸附能力的提升是DPFTAI腐蚀抑制性能提高的主要原因.     

含咪唑啉磷酸酯的复配缓蚀剂对Q235钢的缓蚀行为研究

将自制咪唑啉磷酸酯盐与KI复配,采用失重法、极化曲线和交流阻抗法研究了该缓蚀剂在1mol/L HCl水溶液中对Q235钢的缓蚀行为,探讨了其在Q235钢表面的吸附行为。结果表明：该缓蚀剂在1mol/L HCl水溶液中对Q235钢为混合偏阴极型缓蚀剂;缓蚀率随缓蚀剂浓度的增大而增加;该缓蚀剂在Q235钢表面的吸附模式遵循Langmuir吸附。     

模拟CO2驱油环境下温度对J55油管钢腐蚀行为的影响

利用高压反应釜模拟CO2驱油环境对不同温度下J55油管钢的腐蚀行为及两种咪唑啉类缓蚀剂的缓蚀性能进行了研究,计算了腐蚀速率及缓蚀率,分析了腐蚀产物膜的表面特征,分析了试验产出水的离子含量变化。结果表明,J55油管钢的腐蚀速率随温度升高而不断增大,咪唑啉类缓蚀剂对CO2腐蚀缓蚀率高,且改性咪唑啉的缓蚀效果明显更佳,缓蚀剂作用下ΣFe含量比空白试验条件下小得多,而HCO3-离子浓度比其在相同条件空白试验的稍低,缓蚀剂对CO2溶解有一定抑制作用。     

咪唑啉型缓蚀剂中疏水基团对N80钢在CO2饱和的3%NaCl溶液中的缓蚀性能影响

合成了四种含有不同疏水基团的咪唑啉型缓蚀剂,即正丁基咪唑啉(IM-4)、壬基咪唑啉(IM-9)、十一烷基咪唑啉(IM-11)和十七烷基咪唑啉(IM-17),产物经红外,紫外光谱等进行表征.在静态及动态条件下,用失重法、电化学等方法研究各缓蚀剂对N80钢在CO2饱和的3%NaCl溶液中的缓蚀性能.结果表明,静态条件下,缓蚀剂的缓蚀性能与疏水基团的碳链长度、空间位阻及其水溶性有关;在介质流速为5 m/s的动态条件下,缓蚀剂的缓蚀效率显著降低,对缓蚀剂的疏水和屏障作用要求更高.     

十七烯基咪唑啉的制备及其缓蚀性能评价

以十七烯基咪唑啉产率及其缓蚀效率为指标设计正交实验,优选出最佳制备工艺路线。采用FTIR,MS-ESI谱和紫外吸收表征咪唑啉结构及产率,以失重法为主探讨其在盐酸溶液中对Q235钢的缓蚀效率与缓蚀剂浓度、酸浸温度、酸浸时间的关系,并用SEM表征Q235钢表面腐蚀形貌。结果表明,最佳工艺条件下制备的十七烯基咪唑啉缓蚀剂在1 mol/L的盐酸腐蚀介质中对Q235钢具有优良的缓蚀性能。     

几种表面活性剂对饱和的H_2S/CO_2介质中Cr13钢的吸附与缓蚀性能

采用浸泡失重法、电化学方法,研究了在50℃饱和的H2S/CO_2介质中Gemini表面活性剂和咪唑啉表面活性剂在Cr13钢上的吸附行为与缓蚀性能。结果表明,所研究的几种表面活性剂均在Cr13钢表面上形成致密的单分子吸附层,且吸附服从Langmuir方程式,表现出优异的缓蚀性能,明显抑制了Cr13钢在50℃饱和H_2S/CO_2介质中的腐蚀;其缓蚀能力排序为:12-6-12型Gemini表面活性剂>16-2-16型Gemini表面活性剂>咪唑啉。此外,当Gemini表面活性剂的浓度达到50 mg/L时,其缓蚀率可达到85%左右。     

咪唑啉酰胺在HCl/NH_4Cl-H_2O和H_2S/NH_4HS-H_2O体系中对碳钢的缓蚀性能

采用失重法、电化学测试法,并结合扫描电镜和原子力显微镜观察,研究了在50℃条件下,N-(2-辛基-2咪唑啉)三亚乙基四酰胺(咪唑啉酰胺)分别在HCl/NH_4Cl-H_2O和H2S/NH_4HS-H_2O体系中对碳钢的缓蚀性能。结果表明:N-(2-辛基-2咪唑啉)三亚乙基四酰胺加量为15mg/L时,缓蚀率接近90%,缓蚀效果明显;该缓蚀剂为抑制阳极型缓蚀剂,溶液中加入缓蚀剂后,碳钢试样形成较长的钝化区间,交流阻抗半径大,腐蚀电流明显减小。形貌观察显示N-(2-辛基-2咪唑啉)三亚乙基四酰胺能够在碳钢表面形成致密的保护膜。     

Cu—Cr合金在H2—H2S混合气中的腐蚀行为

研究了Cu-Cr合金及纯铜、纯铬在500－600℃，硫分压为10^-5Pa时的硫化腐蚀。两种Cu-Cr合金的腐蚀速度均介于两种纯金属之间，并随温度的升高而增大，但在两种Cu-Cr合金的表面均形成了复杂的腐蚀产物膜，外层为Cu2S层，有时不连续甚至剥落，中间层为二元Cu-Cr硫化物CuCrS2，内层为二元Cu-Cr硫化物CuCr2S4和CrS的混合物，有时也包含未被腐蚀的金属铬颗粒。在腐蚀区以下的合金基体中没有铬的贫化现象发生。这种腐蚀膜结构的形成是合金中存在两相的结果。     

Corrosion characteristics of LiBH4 film exposed to a CO2/H2O/O2/N2 mixture

LiBH₄ films were prepared by pulsed laser deposition using a LiB target in a background pressure of hydrogen. The corrosion characteristics of LiBH₄ films were measured by exposing them to a gas mixture of CO₂/H₂O/O₂/N₂ at ambient temperature for 1–24 h. Scanning electron microscopy images show some cracks on the surface of corrosion films, which could act as easy paths for H₂O and CO₂ to further react with Li⁺ and B³⁺. The X-ray photoelectron spectroscopy results and theoretical analysis show that LiBH₄ tends to react with H₂O and CO₂ to form Li₂B₄O₇, Li₂CO₃ and LiOH during the corrosion process.     

H2S/CO2环境中L360钢点蚀行为研究

利用静态挂片失重法研究了含H₂S/CO₂模拟油田水溶液中, 温度及Cl^-浓度对L360管线钢点蚀的影响, 并利用Gumbel第一类近似函数分析了最深蚀孔概率. 结果表明, 在40℃~70℃之间, Cl^-浓度为10 g/L条件下, 点蚀的严重程度随温度增高而增大. 恒定温度下, Cl^-浓度对点蚀发生也有明显的影响, 当Cl^-在10×15 g/L范围时, 腐蚀试样发生明显的点蚀; 当Cl^-浓度大于20 g/L时, 试样主要发生均匀腐蚀, 随着Cl^-浓度的增大, 腐蚀产物膜变得更加疏松, 保护性能下降, 均匀腐蚀速率增大. 最深点蚀分布服从Gumbel第一类近似函数.     

基于人工神经网络的CO2/H2S腐蚀速率预测模型

探索对油气管线CO2/H2S腐蚀速率的预测,应用LabVIEW软件中的MATLAB Script节点,通过Lab-VIEW与MATLAB混合编程构建了虚拟仪器程序,建立了油气管线腐蚀速率预测的BP神经网络模型。数值仿真试验结果表明,建立的模型稳定性好,预测精度高,使用效果良好。     

镍基合金718在H2S/CO2环境中的腐蚀行为研究

运用腐蚀失重和电化学测量技术,研究了镍基合金718在模拟苛刻油田环境中的H₂S/CO₂腐蚀行为。结果表明,在模拟高温高压H₂S/CO₂腐蚀环境中,718合金腐蚀轻微,表现出良好的抗均匀腐蚀和局部腐蚀能力。电化学测试结果表明,在模拟CO₂腐蚀环境中,718合金的阳极极化曲线存在明显的钝化区,而在模拟H₂S/CO₂腐蚀条件下的阳极极化曲线呈现多次活化-钝化转变现象,表明腐蚀产物膜的稳定性降低;EIS表明阻抗谱均有明显的容抗弧特征,不含H₂S时材料显示单一的容抗弧,加入H₂S时低频显示扩散阻抗控制,饱和CO₂溶液中718合金具有相对较大的极化电阻。     

含硫天然气管线H2S/CO2腐蚀发展规律

在模拟川渝地区天然气管线含H2S/CO2介质环境中进行腐蚀实验研究,分析了X52钢在含H2S/CO2溶液介质中暴露时间对管线钢腐蚀速率、腐蚀产物膜形貌及组成的影响。结果表明,随暴露时间延长,腐蚀产物膜层对基体产生一定保护性,减缓了腐蚀进程。腐蚀产物由马基诺矿型、硫化亚铁和陨硫铁发展成马基诺矿、硫化亚铁、陨硫铁和黄铁矿。     

Corrosion behavior of Cr3C2-NiCr vacuum plasma sprayed coatings

The objective of the present work is to determine the influence of the heat treatment on the corrosion resistance of a Cr₃C₂-NiCr coating of 450 μm thickness, deposited by a vacuum plasma spray process (VPS) on a steel substrate. The post-heat treatment of the as-deposited coating was carried out in Ar at 400 °C and 800 °C, respectively. The coatings were characterized by means of an electron probe micro analyzer (EPMA) with wavelength dispersive X-ray spectrometers (WDS). It was found that no significant changes were produced as a consequence of the heat treatment carried out at 400 °C. Therefore, the corrosion experiments were conducted for the substrate, the as-deposited coating and the post-heat treated coating at 800 °C. Potentiodynamic polarization showed that the annealed coating at 800 °C has a better corrosion resistance than the as-deposited coating. The corrosion current density (I_corr) of this coating was approximately 3 and 4 times smaller than that corresponding to the as-deposited coating and steel substrate, respectively. This significant improvement of the corrosion behavior of the post-heat treated coating is mainly due to both the microstructural changes that take place in the coating and the diffusion of Ni into Fe at the coating-substrate interface, which ensures the presence of a metallurgical bond.     

Corrosion behaviour of Y2O3-ZrO2 coatings on IN713LC in a LiCl-Li2O molten salt

Hot corrosion studies were performed on superalloy specimens. The IN713LC superalloy were sprayed with an aluminized NiCrAlY-bond coat and then with an yttria-zirconia top coat. The bare superalloy reveals an obvious weight loss due to spalling of the scales by the rapid scale growth and thermal stress. The top coatings showed a much better hot corrosion resistance in the presence of LiCl-3 wt.% Li₂O molten salt when compared with those of the bare superalloy and the aluminized bond coatings. These coatings have been found to be beneficial for increasing hot corrosion resistance of structural materials for lithium molten salts.     

等离子喷涂不同比例掺杂G-Al2O3-13%TiO2复合涂层的耐腐蚀性能

为解决等离子喷涂陶瓷涂层孔隙率高的问题,将 Al₂O₃-13%TiO₂(AT13)粉体与 CaO-MgO-Al₂O₃ -SiO₂(G)硅酸盐玻璃粉按不同比例混合,采用等离子喷涂技术制备得到 AT13、G ∶AT13 = 1 ∶ 10(GA-1)、G ∶AT13 = 2 ∶ 10 (GA- 2)、 G ∶AT13 = 3 ∶10 (GA-3) 这 4 种涂层,对 4 种涂层的相组成和微观形貌进行了分析,利用浸泡腐蚀与电化学腐蚀试验分别对涂层耐腐蚀性能进行了研究。 结果表明:4 种涂层均由 α-Al₂O₃ 、γ-Al₂O₃ 、金红石型 TiO₂ 和 Al₂TiO₅ 相组成;AT13、 GA-1、GA-2 和 GA-3 涂层的孔隙率分别为 13. 2%、11. 4%、7. 8%和 8. 8%;在 3. 5% NaCl 溶液中浸泡腐蚀 1000 h 后,3 种 GA-X (X= 1,2,3)涂层的腐蚀面积与纯 AT13 涂层相比都有所减小;电化学阻抗(EIS)和动电位极化曲线(PD)结果表明涂层的耐腐蚀性随着玻璃粉的掺入而提高,但玻璃粉掺量不是越高越好,以 G ∶AT13= 2 ∶10 比例掺杂的涂层耐腐蚀性能最优。     

X65钢海底管道在CO2/H2S腐蚀环境下的适用性

利用高温高压反应釜模拟试验和电化学测试,研究了X65钢海底管道在CO2/H2S环境下的耐蚀性。结果表明,不加缓蚀剂条件下,X65钢在总压为0.25MPa时的平均腐蚀速率及局部腐蚀风险与总压为0.7MPa时相比,均显著降低。添加100mg/L的缓蚀剂,X65钢的腐蚀速率显著降低,缓蚀效果较好;电化学测试与模拟试验结果一致。降压至0.25MPa分离出部分腐蚀性气体后再输送可大大降低内腐蚀风险,结合缓蚀剂措施,该腐蚀环境下可选择X65钢海底管道输送油气。