油气田高温高压条件下CO_2腐蚀缓蚀剂的研究进展

对近年来国内外开展的有关高温高压环境下CO2腐蚀缓蚀剂的研究进行综述,讨论了缓蚀剂的作用机理,评述了抑制CO2腐蚀常用的咪唑啉类、有机胺类、季铵盐类等缓蚀剂在国内外的研究与应用状况,展望了这一领域的研究前景和发展方向。     

川西须家河组气井缓蚀剂的优选及评价

川西须家河组气藏为高温、高压、含CO2腐蚀性介质的有水气藏,且产出水矿化度高,早期开采气井在生产过程中出现严重的腐蚀现象,影响了气井的正常生产。针对该气藏气井的腐蚀情况,通过室内模拟实验,采用失重法及电化学法筛选了对油管管材(N80钢)有较好缓蚀效果的缓蚀剂HGY-9。HGY-9缓蚀剂是一种阳极抑制型缓蚀剂,当缓蚀剂浓度为50mg/L时就能达到缓蚀目的,当缓蚀剂浓度为100mg/L时达到最佳缓蚀效果,气井连续加注缓蚀剂后,产水中铁离子含量明显降低,气井生产管柱得到了有效保护,为该气藏的安全开发提供了技术支持。     

油田管线内腐蚀缓蚀剂IMC-30-G

<正> 某油田因注水开发含水量逐渐上升,使井下采油设备和输油管线的腐蚀日趋严重。投产仅2年时间就发生输油管线因腐蚀穿孔而漏油。该采油厂产出水含大量的高腐蚀离子,如C1~-、HCO_3~-部分S~(2-),细菌和CO_2,以及高含量氧。输油管下部形成大量锈垢,管壁明显减薄并有程度不同的局部腐蚀和穿孔,直接危胁管线的使用寿命。本文研制的高效缓蚀剂IMC-30-G,可抑制高浓度Cl~-、HCO_3~-和氧存在的水的腐蚀速度,缓蚀率在90%以上。     

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。     

海底管道腐蚀产物对缓蚀剂效率的影响

目的：研究海底管道中的腐蚀产物对缓蚀剂效率的影响,对海底管道运行过程中缓蚀剂的使用提出建议。方法采用高温高压反应釜模拟现场作业条件进行CO2腐蚀实验,采用失重法测定海底管道钢试片的全面腐蚀速率,采用扫描电子显微镜观测试片微观表面形貌,实验评价已发生腐蚀试片和清除腐蚀产物试片的全面腐蚀速率和缓蚀剂效率。结果在经过CO2预腐蚀并覆盖腐蚀产物膜后,高效缓蚀剂H的缓蚀效率为75%,低于直接作用于裸钢时的缓蚀效率90%。清除腐蚀产物后,缓蚀剂H的效率为80%,比未清除前的缓蚀效率有所提高,低于常用的缓蚀剂效率设计值85%,且试片的全面腐蚀速率有所降低。结论在海底管道投产后,应避免初期缓蚀剂加注不当或不足发生的CO2腐蚀,如果通过铁离子含量检测等方法已检测发生比较严重的 CO2腐蚀,应及时采取清管和后续预膜措施,必要时应及时调整缓蚀剂加注剂量或缓蚀剂类型。     

脱硫装置碳钢腐蚀缓蚀剂研发

为了减缓或抑制脱硫装置中碳钢的H2S应力腐蚀开裂,通过挂片试验和极化曲线测试筛选出了N-甲基二乙醇胺(MDEA)、单油咪唑啉两种缓蚀剂,对减缓腐蚀和抑制氢鼓泡的效果都很好。还通过恒应变速率拉伸试验分别对它们在饱和H2S水溶液中的缓蚀效果进行定量评价,结果表明,这两种缓蚀剂的加入,都能够很大程度地降低碳钢应力腐蚀的敏感性。     

油气工业缓蚀剂评价与腐蚀监测技术进展

油气开采行业由于井下管柱以及地面集输管线受高矿化度产液、CO2或H2S等的影响而遭受严重腐蚀,导致停工停产,甚至出现重大环境事故和经济损失。缓蚀剂是油气开采行业使用最为广泛的防腐蚀技术,当前缓蚀剂的评价方法主要包括失重法、极化曲线、交流阻抗、电化学噪声、恒电量法和电化学石英晶体微天平分析等。虽然室内评价技术比较成熟,但现场应用中由于流体复杂性和腐蚀产物包覆和FeS的导电性影响,导致现场效率与室内评价结果出现较大偏差,且缺乏可靠缓蚀剂现场评价方法。首先介绍了一些广泛使用的缓蚀剂快速评价方法,此外,结合现场腐蚀监测技术发展,介绍了电化学阻抗、电阻探针、磁阻探针、氢通量探头、场指纹电流法以及缓蚀剂残余浓度在线分析等用于监测缓蚀剂的现场效果,分析了各种缓蚀剂在线监测方案的优势与不足之处。最后还探讨了油田在线腐蚀监测与缓蚀剂智能加注管理方案。该方案不仅可有效降低设备腐蚀,还可通过比例积分微分(Proportion Integration Differentiation, PID)控制器,实现缓蚀剂的自适应加入,降低水处理成本,提高缓蚀剂使用的经济性。尽管当前油气田腐蚀在线监测技术已取得较大进展,但受制于油田腐蚀系统的复杂性,其检测精度与可靠性仍与实际要求有较大差距,大多数腐蚀监测技术对于局部腐蚀监测仍然十分粗略,难以对局部腐蚀速率和发生位置进行可靠预测,需要腐蚀科学工作者的进一步努力。     

1Cr13不锈钢的应力腐蚀开裂和应力腐蚀的缓蚀剂

研究了在酸性氯毁子溶液中抑制1Cr13不锈钢应力腐蚀开裂的缓蚀剂,研究表明这种不锈钢的应力腐蚀开裂受氢脆机理所控制,抑制应力腐蚀开裂的缓蚀剂均抑制了阴极过程,这是与奥氏体不锈钢的结果不同的,对于奥氏体不锈钢抑制应力腐蚀开裂的缓蚀剂均抑制了阳极过程     

注空气驱油环境中缓蚀剂的合成及性能评价

在实验室合成咪唑啉缓蚀剂BMIA的基础上,与效果良好的除氧剂联氨进行复配,得到新型缓蚀体系BMIA-H。应用高温高压动态挂片法找出缓蚀剂BMIA与除氧剂联氨的最佳配比,然后采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱评价了其对Q235钢的缓蚀性能。结果表明,缓蚀剂BMIA与除氧剂联氨的最佳配比为2∶3;按此比例进行复配形成的新型缓蚀体系BMIA-H,在模拟某油田水中。当其使用质量浓度为500 mg/L时,缓蚀率能达到98.32%;动电位极化曲线表明BMIA-H是混合型缓蚀剂。     

腐蚀环境下疲劳裂纹扩展速率自动测量技术研究

进行了腐蚀环境下航空材料裂纹扩展的自动测量技术研究.设计制作了腐蚀气体环境下适用于柔度法的中心裂纹M(T)试样及相应的腐蚀环境循环装置.通过和目测法的大量试验比较,证明了所用柔度系数的正确性,并在此基础上,建立了腐蚀环境下疲劳裂纹扩展速率试验中裂纹长度的自动检测技术.     

塔河油田苛刻环境下集输管线腐蚀防治技术应用

目的提升苛刻环境下油气集输管线的腐蚀防护能力,降低腐蚀速率,降低腐蚀穿孔造成的环境污染和人员伤害风险。方法针对塔河油田高H_2S、高CO_2、高H_2O、高Cl~-、高矿化度、低p H值的苛刻内腐蚀环境,通过科研攻关,揭示腐蚀机理,明确腐蚀规律特征,在借鉴国内外防腐技术的基础上,研发出集输管线内挂片法腐蚀监测装置,建立数据、形貌、位置的点腐蚀定量评价方法,以提高腐蚀监测的准确率与评价精度。结果研发出针对H_2O-H_2S-CO_2-Cl~-共存腐蚀环境体系的BX245-1Cr耐蚀钢种管材,其力学性能优异,耐蚀性好,现场试验中点腐蚀速率降低了37.8%,均匀腐蚀速率降低了11.0%。优化改进了非金属管材结构,提升了其耐强冲刷腐蚀性能,并通过添加碳黑与玻璃纤维同缠绕制管消除静电腐蚀。含高H_2S和高CO_2伴生气集输管线采用"预膜+连续加注+批处理"缓蚀剂防护技术,控制均匀腐蚀速率为0.001 mm/a,点腐蚀速率为0.0299 mm/a。含水原油集输管线采用涂层风送挤涂施工进行内涂层防护,解决了60 mm≤DN≤100 mm小口径管线内涂层补口的难题;应用PE管内穿插修复、涂层风送挤涂修复技术对腐蚀集输管线进行治理。结论形成了安全可靠、经济高效、节能降耗且实用的腐蚀防治关键技术系列,现场应用效果显著,为国内油田的腐蚀防治提供了技术借鉴与应用经验。     

炼油厂糠醛抽提装置KQHJ-2缓蚀阻焦剂的应用

文章针对辽阳石化公司炼油厂混合蜡油糠醛抽提装置发生的水冷器结垢、内漏,装置开停工次数比较频繁及糠醛消耗量大等问题进行分析。找出发生腐蚀的原因,并选用KQHJ-2缓蚀阻焦剂减缓腐蚀,取得良好效果。     

含锑低合金马氏体钢的耐磨蚀性能

利用OM和SEM对0％Sb和0.2％Sb的两种马氏体钢的微观组织与腐蚀产物进行表征,测量其硬度和力学性能,并进行腐蚀磨损试验,研究了Sb元素的加入对试验钢耐磨蚀性能的影响。结果表明:试验钢具有高抗拉强度、高硬度及良好的低温(-20 ℃)冲击性能,分别能够达到1400 MPa、40 HRC以及45 J以上,0.2％Sb钢的耐磨蚀性更好。Sb元素的加入提高了钢在酸性高氯离子及高硫酸根离子环境中的耐蚀性,保证力学性能与硬度的同时提高了耐磨蚀性能。     

Service Performance Evaluation of Graphene Modified Heavy Anticorrosive Coating on the Surface of Transmission Tower under Harsh Marine Atmosphere Corrosive EnvironmentEI北大核心CSCD

目前国家电网输电铁塔普遍采用镀锌钢进行施工建设,钢材表面镀锌层可以抑制基体腐蚀,保障输电铁塔长期安全服役。但在沿海地区的苛刻海洋工业大气腐蚀环境中,输电铁塔表面镀锌层易发生快速腐蚀失效。研制一种低表面处理石墨烯改性重防腐涂料体系,包括低表面处理石墨烯防腐底漆、环氧石墨烯阻隔中间漆和聚氨酯耐候面漆。通过实验室性能测试、 环境考核试验和示范工程涂装,对其服役性能进行综合评价。结果表明：研制的石墨烯改性重防腐涂料具有良好的隔水性和低表面处理施工性能,复合涂层耐盐雾性能超过 5 000 h,耐循环老化 4 200 h 后漆膜完整。在国网宁波供电公司北坞 2321 线 10 级输电铁塔示范涂装 54 个月后,石墨烯改性重防腐涂层光泽度降低,漆膜变色 1 级,百格附着力在 0~1 级,拉拔附着力 8.56~11.37 MPa。根据室内模拟加速试验和实际工程服役性能测试结果,研制的石墨烯改性重防腐涂料对输电铁塔在苛刻海洋大气腐蚀环境下的综合防护寿命可达 10 年以上。研究了石墨烯改性重防腐涂料体系的实际服役性能,实现在苛刻海洋大气腐蚀环境中对输电铁塔的长效腐蚀防护,为电网设施的长期腐蚀防护提供可靠途径。     

硫酸镁腐蚀环境对水泥土强度的影响

环境中的Mg2+和SO2-4对水泥土及其桩体的力学性能具有很大的影响.通过模拟试验的方法探讨了在不同硫酸镁溶液环境下不同浸泡时间水泥土的表观和抗压强度的变化规律得出,水泥土表面腐蚀程度随着腐蚀时间的增长和硫酸镁浓度的增大而增加,水泥土抗压强度随硫酸镁浓度的增大而减小.分析了硫酸镁溶液的Mg2+浓度和SO2-4浓度随时间的变化关系,得出随着时间的增长,Mg2+浓度呈减小趋势,而SO42-浓度则呈抛物线型.研究认为:水泥土强度改变与环境中的Mg2+浓度和SO2-4浓度密切相关.在此基础上建立了硫酸镁腐蚀环境下考虑Mg2+浓度和SO2-4浓度相互影响的水泥土Q-M,S强度模型,经对比,预测值与实测值比较接近.该关系模型具有一定工程设计参考价值.     

类金刚石薄膜在腐蚀介质中的摩擦磨损行为研究

目的 在304不锈钢表面制备DLC薄膜,并探究其在1 mol/L NaOH、3.5%NaCl、1 mol/L H2SO4溶液中的摩擦磨损行为。方法 通过非平衡磁控溅射设备（UPD650）制备DLC薄膜。采用扫描电子显微镜、拉曼光谱仪,对DLC薄膜的微观结构及磨斑、磨痕进行表征。使用划痕仪和纳米压痕仪,分别测试DLC薄膜的结合力、硬度和弹性模量。使用接触角测量仪测试1 mol/L NaOH、3.5%NaCl、1 mol/L H2SO4溶液和去离子水在304不锈钢和DLC薄膜表面的润湿角。采用CSM摩擦试验机研究304不锈钢和DLC薄膜的摩擦磨损行为。利用动电位极化评价304不锈钢和DLC薄膜的耐腐蚀性能。结果 304不锈钢表面制备的薄膜厚度约1.95 μm,结合力为37 N左右,硬度和弹性模量分别约为14.7 GPa和191.1 GPa。DLC薄膜在1 mol/L NaOH溶液中的摩擦系数高达0.18,而在3.5%NaCl、1 mol/L H2SO4溶液和去离子水中的摩擦系数低至0.05左右。在1 mol/L NaOH、3.5%NaCl、1 mol/L H2SO4溶液中,DLC薄膜的磨损率比304不锈钢的小2、3个数量级。极化测试结果显示,DLC薄膜在不同介质中的腐蚀电流密度顺序为1 mol/L H2SO4<3.5%NaCl<1 mol/L NaOH。结论 沉积的DLC薄膜具有良好的机械性能和耐腐蚀性能,能够很好地改善304不锈钢在1 mol/L NaOH、3.5%NaCl、1 mol/L H2SO4溶液中的摩擦磨损性能。     

离子氮化对2Cr13钢冲蚀磨损性能的影响

对2Cr13不锈钢离子氮化后的冲蚀磨损性能进行试验研究，结果表明，离子氮化后，表面硬度的大幅度提高是其冲蚀磨损抗力显著提高的主要原因。     

腐蚀条件下新型胶体密封剂对典型飞机结构材料疲劳性能影响

针对飞机结构密封防水问题,研制了一种新型胶体密封剂。采用加速模拟环境方法,考核验证了这种胶体密封防水新技术的腐蚀防护性及其对典型飞机结构材料疲劳性能的影响。试验结果表明,与常规环境下原始疲劳寿命相比,随加速腐蚀周期增加,典型飞机结构材料疲劳寿命大幅度降低,而涂敷新型胶体密封剂后其疲劳寿命没有明显变化。新型胶体密封剂具有良好的密封防水、防腐功能,能够有效地抑制或减缓水分、腐蚀性介质的侵入,明显提高了典型飞机结构材料的抗环境腐蚀品质,适用于解决飞机结构密封防水问题。