马来酸酐四元共聚物阻垢剂的阻垢规律及阻垢机理

使用马来酸酐(MA)、乙酸乙烯酯(VA)、乙烯基磺酸钠(VS)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)合成了一种四元共聚物阻垢剂MA-VA-VS-AMPS,并探究其在高Ca²⁺质量浓度和高矿化度环境中的阻垢机理。采用FT-IR分析阻垢剂结构,研究了阻垢剂质量浓度、Ca²⁺质量浓度、溶液温度和pH值等因素在静态条件下对阻垢剂阻垢性能的影响;利用动态流动测试方法评价阻垢剂在动态条件下的阻垢率;采用Materials studio(MS)中分子动力学模拟方法计算阻垢剂与CaCO₃之间的结合能;采用扫描电镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)仪分析CaCO₃晶体的形貌和晶型。结果表明：在静态测试条件下,MA-VA-VS-AMPS的阻垢率是99.3%;在动态测试条件下,MA-VA-VS-AMPS的阻垢率为96.8%,且阻垢剂使CaCO₃发生变形, Ca²⁺和阻垢剂中的O之间形成了化学键,阻垢剂与CaCO₃发生吸附作用。     

湿气环境中抗硫钢的元素硫腐蚀特征及腐蚀机理

探究了CO2湿气环境中P110SS抗硫钢在不同温湿度下的S腐蚀特征及腐蚀机理.采用X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM),对P110SS钢表面腐蚀产物膜的化学组成、微观形貌及厚度及去除腐蚀产物后基体的微观形貌进行了表征.结果 表明:在60℃、相对湿度为30％的条件下,S不会参与腐蚀反应,但腐蚀环境中的Cl...     

减氧对空气泡沫驱井下管柱的缓蚀作用及减氧界限

氧腐蚀是限制空气泡沫驱油技术应用推广的主要因素，减氧能够降低腐蚀速率。笔者利用高压腐蚀反应釜模拟工况条件，采用失重法测试了N80套管钢在不同氧含量（2%~21%）、不同压力（20~50 MPa）、不同温度（70~120℃）条件下的腐蚀速率，根据测试结果拟合建立了腐蚀速率与氧分压关系的数学模型；采用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射分析表征了腐蚀产物的微观形貌和成分。结果表明，空气泡沫驱过程中N80钢的腐蚀速率随空气氧含量的降低呈非线性下降，但无法将腐蚀速率控制在0.076 mm/a标准以下。温度120℃、压力50~20 MPa，N80钢标准挂片的减氧界限为0.021%~0.054%，已经达到纯氮气的标准。工况条件下不同氧含量的N80钢材腐蚀产物疏松多孔，其成分为Fe₂O₃、FeOOH和Fe₃O₄，腐蚀产物对基体金属无保护作用，工况的改变并不会显著改变腐蚀产物的形貌和成分。     

油气生产与输送过程中冲刷腐蚀的研究进展

冲刷腐蚀是油气生产和输送过程中管道和生产设备的主要失效形式之一,严重影响了油气生产和输送安全,给国家和企业造成了巨大的经济损失.综述了近年来油气冲刷腐蚀的研究现状,探讨了油气冲刷腐蚀的机理;介绍了油气冲刷腐蚀的研究方法,包括现场测试法、室内模拟试验法和数值模拟法;分析了材料因素、环境因素和流体动力学因素对油气冲刷腐蚀的影响机制;重点关注了油气管线中弯头的冲刷腐蚀行为规律.最后,总结了油气冲刷腐蚀防护技术及措施,并对未来的研究方向进行了展望.     

封隔器用橡胶密封材料在含H2S和CO2酸性环境中的适应性

随着高温、高压、含H₂S/CO₂油气田的不断开发,封隔器用橡胶材料的服役环境越来越苛刻。为研究橡胶密封材料在高温、高压含H₂S/CO₂环境中的适应性,在高压釜中模拟渤中19-6区块的地层环境,将氟硅、氟碳、氢化丁腈、四丙氟4种橡胶进行耐蚀性实验,采用扫描电子显微镜、电子拉力试验机、邵氏硬度计对橡胶材料暴露在模拟环境中前后的截面微观形貌、力学性能、硬度进行检测。实验结果表明：在模拟环境中橡胶的耐蚀性由高到低为氢化丁腈橡胶、四丙氟橡胶、氟碳橡胶、氟硅橡胶;氢化丁腈橡胶在模拟工况环境中性能最为稳定,这是由于其分子的不饱和键作为可硫化的交联点,在一定程度上增强了其耐腐蚀性能;四丙氟橡胶在气相中力学性能较液相中下降了约75%,CO₂的存在会加剧四丙氟橡胶的H₂S腐蚀;氟碳橡胶和氟硅橡胶腐蚀严重,不适合在该模拟工况下使用。     

双咪唑啉在CO2/O2环境中的缓蚀行为及其与巯基乙醇的复配性能

目的 探究双咪唑啉(PMA)在CO2/O2环境中对碳钢的缓蚀作用及其与2-巯基乙醇(MAT)复配时的缓蚀性能和机理。方法 采用红外光谱对合成的PMA进行表征，运用失重法、电化学测试技术(阻抗谱和极化曲线)和表面形貌分析等手段评价PMA的缓蚀性能，同时探究PMA与MAT复配后的协同缓蚀作用。通过量子化学计算和分子动力学模拟，分析PMA与MAT分子的吸附活性位点和吸附能力。结果 失重实验结果表明，CO2/O2环境中添加100 mg/L PMA时，缓蚀率可达66.47%。随MAT浓度的增加，缓蚀效率逐渐提高，当MAT的质量浓度为40 mg/L时，缓蚀率达到最高值(70.38%)。电化学测试结果表明，PMA和MAT复配后，碳钢的腐蚀电位随缓蚀剂浓度的升高而升高，阳极反应受到明显抑制。扫描电镜观察到加入复配缓蚀剂后，碳钢表面光滑，腐蚀深度减小。理论计算结果表明，PMA的活性位点在咪唑啉环上，而MAT的活性位点在硫原子上，二者复配后自由体积分数减小，因此缓蚀效率提高。结论 由于PMA在碳钢表面有较强的吸附能力，因此在CO2/O2环境下的缓蚀效果较好，PMA与MAT表现出较好的协同作用，二者复配后，能够更有效地抑制碳钢在CO2/O2环境中的腐蚀。缓蚀机理为PMA在碳钢表面形成一层保护膜，MAT的加入使保护膜更加致密。     

渤中19-6气田封隔器金属材料的腐蚀适应性评价

在模拟渤中19-6气田井下工况环境中对35CrMo碳钢、42CrMo碳钢、HS110抗硫钢、13Cr不锈钢、13Cr超级不锈钢(13CrS)、2205双相不锈钢等6种金属材料进行了腐蚀试验,研究其腐蚀行为。通过失重法计算金属的腐蚀速率,采用扫描电镜(SEM)观察金属腐蚀形貌,采用X射线光电子能谱仪(XPS)分析腐蚀产物成分。结果表明：HS110抗硫钢、35CrMo碳钢、42CrMo碳钢、13Cr不锈钢、13Cr超级不锈钢、2205双相不锈钢的腐蚀速率依次降低,且所有钢在液相中的腐蚀速率高于其在气相中的腐蚀速率。渤中19-6气田封隔器的中心管推荐选用13Cr超级不锈钢和2205双相不锈钢,卡瓦等功能性部件推荐选用42CrMo碳钢。     

局部碳酸钙沉积对N80碳钢腐蚀行为的影响

目的 研究局部碳酸钙沉积对N80碳钢腐蚀行为的影响,为解决碳酸钙沉积引发的腐蚀问题提供新思路.方法 采用恒电位阴极极化法诱导碳酸钙沉积.采用电化学阻抗谱、丝束电极、扫描电镜和能谱仪对N80碳钢的均匀腐蚀、局部腐蚀、电偶腐蚀、微观形貌和化学组成进行表征,揭示局部碳酸钙沉积对N80碳钢腐蚀行为的影响规律.结果 碳酸钙沉积会使电极的腐蚀电位正移约100 mV.相同条件下,碳酸钙覆盖电极的容抗弧直径远大于裸电极.随着浸泡时间的延长,裸电极的容抗弧直径不断增大,而碳酸钙覆盖电极的容抗弧先增大后减小.电偶测试中,碳酸钙覆盖电极作为阴极,裸电极作为阳极,在168 h内,二者没有发生极性反转,电偶电流密度最终稳定在–0.4μA/cm2左右.WBE结果显示,浸泡开始时,碳酸钙覆盖区域的电位较高且均为阴极电流,24 h后,该区域逐渐出现阳极点.浸泡72 h后,电位最负的位置开始向碳酸钙覆盖区域转移.微观分析结果表明,碳酸钙覆盖电极表面有一层完整且致密的腐蚀产物膜,可能对基体起到了一定的保护作用.去除腐蚀产物后,基体存在明显的点蚀坑.结论 局部沉积的碳酸钙虽然对基体有一定的保护作用,但会导致电偶腐蚀的发生.随着浸泡时间的延长,覆盖碳酸钙的区域会由于氧浓差电池和酸化自催化效应发生局部腐蚀.     

Q345R钢在含单质硫地层水中的腐蚀行为

采用失重法测试了Q345R钢在60℃下含不同量单质硫(0,5,10,20 g/L)模拟地层水中的均匀腐蚀速率，采用扫描电子显微镜(SEM)对浸泡后的试样进行了微观形貌表征，并通过电化学方法研究了Q345R钢在含单质硫模拟地层水中的腐蚀电化学行为。结果表明：单质硫的存在加速了Q345R钢的腐蚀，随着模拟地层水中单质硫含量的增大，Q345R钢的平均腐蚀速率从0.277 8 mm/a逐渐增大到1.026 1 mm/a;可认为硫含量增加，降低了材料的电荷转移电阻，加速了阴极反应；同时，单质硫能引发Q345R钢的点蚀，增加局部腐蚀风险。