含H2S/CO2环境中缓蚀剂对不同油管钢的缓蚀作用

选用一种自制缓蚀剂TG500(主要成分为咪唑啉含硫衍生物、有机硫代磷酸酯),对不同油管钢在含H2S/CO2腐蚀介质中进行试验。结果表明:TG500可明显降低溶液对N80、SM80SS、KO80SS油管钢的腐蚀速率,即使在较高的CO2/H2S分压下,缓蚀效率仍可达95%以上;油管钢中的合金元素Cr、Ni对于降低油管钢的腐蚀速率具有明显作用,但对于提高缓蚀剂的缓蚀效率无明显作用。     

模拟CO2驱环境下3Cr和20#集输管线钢防腐性能对比

利用高压反应釜模拟了陕北某油田CO2驱油环境进行了不同温度和不同CO2分压3Cr和20#集输管线钢的腐蚀行为以及三种缓蚀剂对其缓蚀性能进行了研究,计算并对比了其腐蚀速率及缓蚀效率,分析了腐蚀产物膜表面形貌,对两种材质经济性能进行了对比。结果表明,相同CO2分压下,20#钢55℃时的腐蚀速率明显大于3Cr钢甚至接近3倍,但较低温度30℃时3Cr和20#钢的腐蚀速率较接近;咪唑啉缓蚀剂能较好控制CO2腐蚀;低合金钢3Cr相对于20#钢具有更显著的经济效益。     

H2S分压对SM80SS油管钢腐蚀行为的影响

通过模拟某气田CO2/H2S共存腐蚀介质环境,对比研究了SM80SS油管钢在加与未加缓蚀剂时的腐蚀特征.结果表明,在未加自制缓蚀剂TG500的腐蚀溶液中,SM80SS油管钢的腐蚀速率随H2S分压的升高而缓慢增加;当溶液中加入TG500(浓度200 mg/L)后,SM80SS钢的腐蚀速率显著降低、且随着H2S分压的增加明显下降,而缓蚀效率却呈上升趋势,均达90%以上.     

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。     

J55油管钢在模拟CO_2驱油环境下电化学腐蚀行为

本文通过电化学交流阻抗法研究了模拟某CO2驱环境下温度和两相缓蚀剂对J55油管钢腐蚀行为的影响。利用软件拟合Nyquist图获得了电化学腐蚀动力学参数,分析了J55钢的腐蚀行为特征,计算了不同浓度下缓蚀剂对J55钢的缓蚀效率。结果表明,未加缓蚀剂时电荷传递电阻和中间产物电阻均随温度升高而降低;添加缓蚀剂后的电荷传递电阻均远远大于空白试验条件下电荷传递电阻;该两相缓蚀剂用量大于80mg/L时其缓蚀效率大于95%,具有优越抗CO2腐蚀性能。     

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。     

海水缓蚀剂作用于预腐蚀表面的缓蚀效果评价

应用不同的失重方法对表面洁净和有预腐蚀的907A钢在海水缓蚀剂介质中的腐蚀行为进行了研究，通过缓蚀效率比较，评价了多元醇磷酸酯类缓蚀剂作用于不同表面状况下的907A钢的缓蚀效果，同时利用电化学阻抗谱（EIS）测量得到界面电化学参数，解释了这种缓蚀行为的差异。结果表明：在静止海水中，缓蚀剂对洁净表面907A钢试样的缓蚀效率远远高于表面有预腐蚀的试样；而在流动海水中，缓蚀剂对预腐蚀试样却具有更高的缓蚀效率，907A钢表面状况和环境介质的流速明显改变了缓蚀剂的缓蚀效果。     

油田产出水中饱和CO_2和SRB共存条件下十二胺缓蚀剂的缓蚀行为

采用电化学阻抗谱、动电位极化、失重及超景深三维立体显微镜观察,研究了饱和CO2和硫酸盐还原菌(SRB)共存条件下十二胺缓蚀剂对20号钢的短期缓蚀行为。结果表明,无SRB存在条件下,缓蚀剂的缓蚀率高达95.8%。接种10%SRB恒温培养11d后,当缓蚀剂浓度低于20mg/L时,无缓蚀效果;当缓蚀剂浓度达到100mg/L时,缓蚀效果最好,失重数据表明缓蚀剂的缓蚀率可以达到85.2%。不同体系的SRB菌量测定结果表明,缓蚀剂对SRB具有一定的毒性作用,可以显著抑制SRB的生长。去除腐蚀产物的形貌表明,SRB和CO2共存时试样以均匀腐蚀为主,局部有明显的点蚀;加入100mg/L缓蚀剂后,试样腐蚀较轻,以少量的点蚀为主。     

页岩气井井筒腐蚀规律与防护措施

为了明确页岩气井井筒的腐蚀规律,对现场取得数据进行灰色关联分析,确定CO2分压、硫酸盐还原菌含量的关联度大于0.7,为影响腐蚀的主控因素。通过动态腐蚀评价试验测定温度、压力、CO2分压和硫酸盐还原菌含量对N80钢和P110钢腐蚀速率的影响。通过腐蚀失重法开展了缓蚀剂的评价及优选试验,结果表明:缓蚀剂2在加注量为200m/L时,对N80钢和P110钢有较好的缓蚀效果,且此时经济效益最大化。     

咪唑啉缓蚀剂对减粘塔塔顶流出系统的缓蚀作用

通过对腐蚀介质的气相色谱分析和腐蚀产物的XRD分析,研究了辽河某炼油厂稠油加工减粘塔塔顶系统的腐蚀机理;采用电化学法和静态挂片法研究了20钢在加入咪唑啉缓蚀剂的腐蚀介质中的缓蚀作用。结果表明,20钢试样在减粘塔顶水介质中发生了显著的低温HCl+H2S+H2O腐蚀;A1缓蚀剂主要成分为咪唑啉,属阳极吸附性缓蚀剂,可在20号钢表面形成一层高阻值疏水性保护膜,最佳缓蚀剂添加浓度为100mg/L时,缓蚀率最大为84%。     

多相流动状态下缓蚀剂对X70钢CO2腐蚀的影响

目的 研究在多相流动状态,尤其是段塞流动条件下,各种浓度的不同缓蚀剂对X70钢腐蚀的影响.方法 采用自制实验装置模拟起伏管路段塞流动条件,通过电子显微镜、挂片失重等方法,对挂片表面形貌、腐蚀速率进行分析,数值仿真了多相流动状态下缓蚀剂乙二醇对X70钢CO2腐蚀速率的影响.结果 自制实验装置的挂片表面形貌、挂片失重速度与真实环道实验相似.实验用缓蚀剂的质量浓度超过35 mg/L后,均匀腐蚀缓蚀效率提升明显,继续提高缓蚀剂的浓度,均匀腐蚀缓蚀效率变化不大.多相流动条件下,缓蚀剂对局部腐蚀的缓蚀效果不明显.仿真用缓蚀剂乙二醇的质量浓度达到250 mg/L后,缓蚀效率变化与实验结果类似.结论 自制实验装置可以模拟起伏管路内气液两相流动状态,实验结果可靠.缓蚀剂的最佳缓蚀效率存在临界浓度,小于临界值时,对挂片的缓蚀作用甚微,超过临界浓度时对挂片表面的腐蚀速率影响不大.段塞流动状态下,缓蚀剂的缓蚀作用仅针对挂片均匀腐蚀,对局部腐蚀影响不大,甚至会促进局部腐蚀的发展.     

咪唑啉类缓蚀剂对 P110 钢在 CO2 注入井环空环境中应力腐蚀行为的影响

目的研究咪唑啉类缓蚀剂对P110钢在CO2注入井环空环境中的应力腐蚀(SCC)行为的影响,为CO2注入井环空环境腐蚀防护方法的建立提供参考和依据。方法在实验室模拟的CO2驱注井环空环境中进行应力腐蚀试验、电化学测试和腐蚀形貌分析。根据现场提取的CO2注入井环空介质的成分分析结果配制模拟溶液,选用咪唑啉类缓蚀剂,调节模拟液p H至4。通入高纯N2进行除氧,以防止硫化物氧化。应力腐蚀试样采用三点弯试样,通过将试样的挠度控制为设定值来控制加载载荷。应力腐蚀试验和电化学试验均在密闭高压釜内进行。实验结束后,采用扫描电镜对腐蚀形貌进行观察。结果在CO2注入井环空环境下,咪唑啉缓蚀剂的浓度对P110钢的SCC行为有重要影响。在拉应力载荷存在时,添加足量的缓蚀剂对均匀腐蚀和SCC均具有较好的抑制效果,但当用量不足时,缓蚀剂的添加会增大P110钢的SCC敏感性,其SCC机制为氢脆与局部阳极溶解的混合机制。因此,P110钢在模拟CO2注入井的环空环境中会发生SCC,其机制为AD+HE机制。结论咪唑啉缓蚀剂的浓度对P110钢的SCC行为有重要影响,足量的缓蚀剂对均匀腐蚀和SCC均具有较好的抑制效果,但浓度不足时反而会增大SCC敏感性。     

CO2环境下油酸咪唑啉对X65钢异种金属焊缝电偶腐蚀的抑制作用研究

研究了X65管线钢与316L不锈钢、Inconel 625双金属复合管的异种金属焊缝在CO2环境下的电偶腐蚀行为,以及油酸咪唑啉的缓蚀作用。结果表明,随着电偶电位差的增大,异种金属焊缝的腐蚀速率明显升高,并且都显著高于母材。添加油酸基咪唑啉缓蚀剂能降低异种金属焊缝在CO2环境下的均匀腐蚀速率。但是,当缓蚀剂浓度添加较低时,异种金属焊接试样的碳钢一侧出现了严重的沟槽腐蚀或密集的点蚀坑;进一步增加缓蚀剂浓度才能消除沟槽腐蚀现象。讨论了缓蚀剂对异种金属焊缝电偶腐蚀的抑制机理,该项研究可为异金属焊接接头处的腐蚀防护提供借鉴。     

20钢在含甲醇污水中的缓蚀剂选择及其缓蚀性能

为了减缓甲醇回收系统的腐蚀,通过失重法对20钢在含甲醇模拟污水中的缓蚀剂进行了筛选及优化,并通过极化曲线法研究了缓蚀剂的缓蚀性能;通过能谱(EDS)分析和阻垢性能试验研究了缓蚀剂的阻垢性能。结果表明:聚磷酸钠、有机膦A和ZnCl_2以质量比2∶1∶2复配,且该复合缓蚀剂用量为90mg/L时,缓蚀性能最好,缓蚀率达到95.47%;该复合缓蚀剂是抑制电极阳极反应为主的混合型缓蚀剂;含磷缓蚀剂在20钢表面形成膜从而有效地阻挡了腐蚀介质对基体的腐蚀,且该复合缓蚀剂具有较好的阻垢作用,阻垢率达83.33%.     

二氧化碳腐蚀缓蚀剂及其缓蚀机理的研究进展

首先分别论述了单组分缓蚀剂和复配型缓蚀剂的缓蚀机理,即不同类型的缓蚀剂在金属表面所具有的不同吸附过程。单组分缓蚀剂中特殊的分子基团在金属表面通过物理吸附、化学吸附或混合吸附过程起到缓蚀作用,复配型缓蚀剂在金属表面通过各组分间协同吸附或竞争吸附过程起到缓蚀作用,并指出了缓蚀机理的研究所存在的问题。然后,主要综述了近几年来国内外对用于二氧化碳腐蚀缓蚀剂的研究进展,包括咪唑啉衍生物、表面活性剂、季铵盐、有机胺和复配型缓蚀剂,结合缓蚀剂的分子结构和缓蚀效率等对其进行了阐述。介绍了几种用于二氧化碳腐蚀的新型缓蚀剂,如多活性位点有机化合物、硫醇、席夫碱和聚合物等。最后针对二氧化碳腐蚀环境的复杂性,对未来缓蚀剂及其缓蚀机理的研究方向进行了展望。     

Interaction of inhibitors with corrosion scale formed on N80 steel in CO2‐saturated NaCl solution

The performance of the selected inhibitors, including thioglycolic acid (TGA), diethylenetriamine (DETA), and naphthene acid imidazolines (IM), on the bare surface of N80 steel and its scaled surface pre‐corroded in CO₂‐saturated 1%NaCl solution was investigated by weight‐loss method, electrochemical measurements using rotating cylinder electrode and surface analytical methods (SEM, XRD, and EPMA). The results indicate that there is a remarkable difference in inhibition efficiency of inhibitors on the N80 steel with and without pre‐corrosion scale. The synergistic effect between inhibitors and corrosion scale not only depends on the size of inhibitor molecules, but also depends on the interaction of the inhibitor with the corrosion scale. It shows that IM and DETA have a good positive synergistic effect with the corrosion scale formed on N80 steel, although DETA has no inhibition efficiency for bare N80 steel, which can easily enter into the apertures of the corrosion scale, and block the active sites on the metal surface and the diffusion routeways of the reactant so as to depress the corrosion of the substrate metal. While TGA shows excellent inhibition efficiency on bare N80 steel, but it has an antagonistic effect with the corrosion scale although it has a small molecular weight as well as DETA, because TGA can dissolve corrosion scale and break its integrality and protectiveness performance.     

钨酸钠及其复配缓蚀剂在模拟海水中对碳钢的缓蚀性能

目的考察在模拟海水中,钨酸钠及其与月桂酰肌氨酸钠复配物对Q235钢的缓蚀性能。方法进行挂片失重法实验,研究缓蚀剂添加量对缓蚀效率的影响;测定电化学极化曲线及阻抗谱,对比单一钨酸钠缓蚀剂与复配缓蚀剂的缓蚀效率以及相关拟合数据。结果钨酸钠单独使用时的缓蚀效果良好,缓蚀效率随着添加量的增加而增大,且在碳钢表面的吸附符合修正了的Langmuir吸附模型;与月桂酰肌氨酸钠复配后,缓蚀效率更高,阴极、阳极的塔菲尔斜率均减小,腐蚀电流密度也降低了很多。结论钨酸钠与月桂酰肌氨酸钠复配后比单独使用效果更好,二者有较好的协同缓蚀增效作用;复配缓蚀剂为混合型缓蚀剂。     

硫酸介质中丙氨酸复合缓蚀剂的研究

目的研究丙氨酸和碘化钾共同存在于硫酸溶液中,对碳钢的协同缓蚀作用。方法采用极化曲线、交流阻抗谱、扫描电镜、X射线光电子能谱(XPS)以及El-Awady动力学模型,对丙氨酸、丙氨酸与碘化钾复配缓蚀剂对碳钢在硫酸介质中的缓蚀性能和吸附机理进行探究。结果在10%的硫酸体系中,对碳钢的缓蚀性能随着缓蚀剂浓度增大而增强。单独使用丙氨酸作为缓蚀剂,丙氨酸分子在碳钢表面呈单分子层吸附,缓蚀效率最高仅达到29%,缓蚀效果不明显。经过丙氨酸与碘化钾复配后,缓蚀效果显著提高,当丙氨酸质量浓度为300 mg/L,碘化钾质量浓度为250 mg/L时,缓蚀效率达到92%以上。XPS谱图表明,缓蚀剂主要是通过分子中的N原子与碳钢表面Fe原子形成共价键,吸附在碳钢的表面,与KI复配后,I-吸附在碳钢表面,并部分氧化,形成I_3~-。El-Awady动力学模型研究说明该复配缓蚀剂为混合型缓蚀剂,且在碳钢表面自发形成多分子层吸附膜。结论在10%的硫酸溶液中,丙氨酸分子通过物理吸附或化学吸附作用,吸附在碳钢表面,减缓腐蚀反应发生。碘化钾添加后,发挥连接缓蚀剂分子和碳钢表面的桥梁作用,从而协助丙氨酸吸附到碳钢表面,提高丙氨酸在碳钢表面的覆盖率,在提高缓蚀效率的同时,减少了丙氨酸的使用量,有效地抑制了钢材的腐蚀。     

咪唑啉类化合物在HCl溶液中对碳钢的缓蚀机理分析

目的 研究咪唑啉（IM）及咪唑啉基脲（IU）在盐酸溶液中对碳钢的缓蚀性能。方法 采用静态失重法、电化学测试技术、表面形貌及官能团分析、热力学等温方程等方法,研究缓蚀剂在不同温度的盐酸溶液中对Q235碳钢的缓蚀性能和吸附规律。结果 在静态失重试验中,室温下,随着IM、IU缓蚀剂的加入,碳钢的腐蚀速率从12.54 mg/(cm2?h)分别降低到5.132、0.145 mg/(cm2?h),IM、IU的缓蚀率分别为59.1%和98.9%。随着温度的升高,缓蚀效率略有下降。极化曲线试验表明,增加两种缓蚀剂的浓度,腐蚀电位负移,阳极电流密度下降明显。交流阻抗的测试显示,随着两种缓蚀剂浓度的增大,拟合参数Rct增大、Cdl减小,证明缓蚀剂在金属表面取代了水,并吸附成膜。研究等温吸附模型发现,两种缓蚀剂分子在碳钢表面的吸附符合Langmuir等温吸附方程,且根据SEM及XPS分析,证明缓蚀剂分子通过N原子与金属形成共价键,在金属表面吸附成膜。结论 咪唑啉和咪唑啉基脲对碳钢均具有缓蚀效果,且咪唑啉基脲的缓蚀效果更优异。两种缓蚀剂均属于混合型缓蚀剂,且以抑制阴极腐蚀反应速率为主。两种咪唑啉化合物在碳钢表面的吸附过程为自发放热过程,其吸附规律遵循Langmuir吸附等温模型,属于单分子层吸附。