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.     

硫脲基咪唑啉季铵盐缓蚀剂对X80管线钢腐蚀的影响

考察硫脲基咪唑啉季铵盐(IM-S1)缓蚀剂对X80管线钢在3种不同pH的模拟油田水溶液中的缓蚀性能.采用电化学极化曲线、电化学阻抗分析、SVET、表面形貌分析等方法,研究缓蚀剂在不同pH、不同温度的模拟油田水溶液对X80管线钢的缓蚀性能.极化曲线测试显示,pH7.2环境中的腐蚀电流密度最小,其次是pH10.5,在pH3...     

二氧化碳对X60钢微生物腐蚀行为影响

利用失重法和扫描电镜研究了CO₂与嗜热SRB共存条件下X60钢在海底污泥和污水中的腐蚀行为.结果表明:CO₂饱和条件下,随着温度的升高,污泥和污水中腐蚀速率均增加,且含SRB的污泥和污水中X60钢的腐蚀速率均大于不含SRB的腐蚀速率,SEM观察表明,X60钢遭受的破坏以点蚀为主;随着CO₂分压的增大,X60钢的腐蚀速率增大,且污泥中腐蚀速率大于污水中腐蚀速率.     

介质流速对X60管线钢高压CO2腐蚀行为的影响

在60℃、5 MPa CO₂条件下,采用高压釜试验研究了腐蚀介质的流动对X60管线钢腐蚀行为的影响。结果表明,腐蚀介质的流动导致腐蚀速率增大,但流速与腐蚀速率之间不存在线性关系;随着流速的增加,腐蚀形态呈现均匀腐蚀-局部腐蚀-均匀腐蚀的特点,腐蚀产物膜的表面和截面形貌也随之发生变化。     

Adsorption and Corrosion Inhibition Behavior of Carbon Steel by Cefoperazone as Eco-Friendly Inhibitor in HCl

The inhibition effect of cefoperazone (CP) on the corrosion behavior of carbon steel in 0.5 M HCl solution was studied using potentiodynamic polarization, electrochemical impedance spectroscopy, and electrochemical frequency modulation techniques along with scanning electron microscopy (SEM). Results showed that the inhibition efficiency increases with increasing inhibitor concentration and decreases with increasing the temperature. The results indicated that the inhibitive action of CP can be attributed to its adsorption. The results show that CP possesses excellent inhibiting effect for the corrosion of carbon steel and the inhibitor acts as mixed-type inhibitor. The adsorption process is spontaneous and follows Langmuir adsorption isotherm model. The surface adsorption of the inhibitor molecules decreases the double-layer capacitance and increases the polarization resistance. SEM results indicate the formation of an adsorbed protective film on the metal surface. The results obtained from the different techniques were in good agreement which prove the validity of these tools in the measurements of the tested inhibitor.     

Effect of Annealing Treatments on the Microstructure and Texture Development in API 5L X60 Microalloyed Pipeline Steel

Effect of annealing treatments at 600, 800, 1000 and 1200 °C on the microstructure, texture, grain boundary characteristic and recrystallization fraction of Nb-microalloyed X60 steel is evaluated by using x-ray diffraction and EBSD techniques. The results indicate that bimodal as-received microstructure is changed to a homogeneous equiaxed grain structure above annealing at 1000 °C. Macro-texture investigations depict that increasing annealing temperature results in considerable variation of texture intensity, especially at 1200 °C. Maximum intensity corresponds to {001}〈310〉, Goss, copper texture components as well as near γ-fiber at 1200 °C. Recrystallization analysis shows that volume fraction of recrystallization noticeably is increased by annealing temperature at 1200 °C. Recrystallized grains are mainly oriented along γ-fiber, especially close to {111}〈112〉 texture component. Moreover, coincidence site lattice (CSL) analysis shows that the effect of annealing temperature on the volume fraction of Σ3 boundary is negligible.     

复合缓蚀剂对碳钢腐蚀率的影响研究

目的研究异抗坏血酸钠、六偏磷酸钠、D-葡萄糖酸钠和硫酸锌的复配物在软化水水质中对碳钢腐蚀率的影响。方法通过静态挂片和旋转挂片实验,研究不同浓度、pH值、温度等条件下,复合缓蚀剂对碳钢腐蚀率的影响,对腐蚀机理进行探讨。结果在软化水pH=10,缓蚀剂质量浓度为150 mg/L,温度为50℃的条件下,复合缓蚀剂对碳钢有较好的缓蚀效果,静态挂片实验中碳钢的腐蚀率为0.0303mm/a,缓蚀率为86.31%;旋转挂片实验中碳钢的腐蚀率为0.0350 mm/a,缓蚀率为96.12%。结论在软化水水质中,碳钢的腐蚀率随着复合缓蚀剂投药量、溶液pH值的增大而降低,随着温度的升高而增大。     

CO2分压对X80管线钢腐蚀性能的影响

模拟油田CO2驱油现场环境,利用高温高压反应釜,采用失重法、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法,研究了不同CO2分压对X80管线钢腐蚀性能的影响。结果表明,X80管线钢的腐蚀速率随着CO2分压的升高呈先升高后下降的趋势,在CO2分压为1.5MPa时达到最大值。当CO2分压为0 MPa和0.5 MPa时发生均匀腐蚀,当分压升高到1.5MPa和2MPa时发生了局部腐蚀。CO2分压为0MPa时的腐蚀产物为非晶态物质,其余各分压下的腐蚀产物均以FeCO3为主。随着CO2分压的升高,腐蚀产物与基体结合的紧密度随着CO2分压的升高越来越紧密;腐蚀产物膜厚度呈先升高后降低的趋势,与腐蚀速率的变化相对应。     

IAA 在硫酸溶液中对碳钢的缓蚀性能研究

目的研究吲哚-3-乙酸(IAA)在H2SO4(0.1 mol/L)溶液中对碳钢(Q235)的缓蚀性能,降低碳钢生产过程对环境的影响。方法采用动电位极化曲线测试、交流阻抗实验、失重实验和扫描电镜实验分析缓蚀剂的缓蚀性能及作用机理。结果 IAA的缓蚀效率随着缓蚀剂浓度的增加而逐渐增大,当IAA浓度增加到4×10-3mol/L时,缓蚀效率最高达到88.85%。温度升高,缓蚀效率降低,说明IAA不宜于高温下使用。IAA是一种混合型缓蚀剂,对阴极反应和阳极反应均有抑制作用,且在缓蚀剂分子吸附过程中,吸附在碳钢表面的水分子和缓蚀剂分子发生竞争吸附作用,能有效阻止H+的穿越,从而抑制腐蚀H+的放电。IAA在碳钢表面的吸附遵循Langmuir吸附等温模型,该吸附自发进行且是物理吸附和化学吸附共同作用。缓蚀剂通过抑制腐蚀反应的活性点,提高活化能垒,防止碳钢溶解腐蚀。IAA在碳钢表面形成保护膜,减轻了腐蚀。结论 IAA是一种以抑制阳极反应为主的混合型缓蚀剂,在0.1 mol/L H2SO4溶液中能够对Q235碳钢起到优异的保护作用。     

Inhibition of CO2 Corrosion of X52 Steel by Imidazoline-Based Inhibitor in High Pressure CO2-Water Environment

The influence of imidazoline-based inhibitor on the formation, microstructure, and thickness of the corrosion product film that formed on X52 steel after exposure in an environment of high pressure CO₂ containing formation water at high temperature was studied by using weight loss measurement, linear polarization resistance, scanning electron microscopy, energy dispersive x-ray, x-ray diffraction, and x-ray photoelectron spectroscopy. The results showed that the inhibitor significantly influenced the surface morphology and thickness of the corrosion product film. The severity of localized corrosion (pitting) increased with decreased inhibitor concentration. Inhibitor efficiency was observed to be strongly affected by the concentration of inhibitor and CO₂ pressure. The corrosion product film was mainly composed of FeCO₃.     

The Effect of Temperature and Acid Gas Loading on Corrosion Behavior of API 5L X52 Carbon Steel in Amine Unit

The effect of temperature and H₂S concentration on amine corrosion of API 5L X52 carbon steel in a CO₂-saturated 25 wt.% diethanolamine solution was investigated via electrochemical techniques. It was found that increase in temperature from 25 to 80 °C resulted in severe increase in corrosion rate from 0.88 to 16.24 mpy due to increase in degradation rate of amine. Also, it was concluded that increase in H₂S concentration led to increase in corrosion rate because of formation of more heat stable amine salts. The effect of temperature on corrosion rate was more significant than acid gas loading.     

高温高压CO_2环境介质中X60钢的腐蚀

利用高温高压釜,通过失重法、SEM、XRD以及电子探针微观结构分析等方法,研究了X60钢在不同高温条件下及2MPa分压的饱和CO2的环境介质中的腐蚀行为.结果表明:在90℃、120℃、150℃温度下,X60钢发生了严重的CO2腐蚀,表现出高的腐蚀速率,且腐蚀速率随着温度的升高呈先上升再下降的趋势,120℃时最大,表面腐蚀产物膜的主要成分为Fe3C和FeCO3.腐蚀过程显示局部腐蚀特征,为不同程度的点蚀和条状腐蚀.研究发现,Clˉ为点蚀的"激发剂",促进了点蚀的发生和发展.CO2腐蚀受温度、腐蚀产物膜、钢的显微组织、Clˉ等影响,是各种因素相互作用的结果.     

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.     

碳钢CO2腐蚀的缓蚀剂策略及缓蚀行为研究进展

从新型CO₂缓蚀剂合成制备、绿色动植物成分作为CO₂缓蚀剂开发、CO₂缓蚀剂协同效应研究、苛刻环境下的缓蚀剂性能探究、缓蚀剂构效分析及影响因素评价等5个部分对CO₂缓蚀剂的最新研究进展进行综述分析。针对现有部分缓蚀剂存在性能不足、污染大等问题，CO₂缓蚀剂的增效思路主要包括新型缓蚀剂分子合成、绿色缓蚀剂提取和缓蚀剂复配研究。新型缓蚀剂合成是通过有机化学反应，以杂环分子为原料进行结构设计、官能团接枝或修饰得到新型缓蚀剂分子。该部分同时介绍了纳米缓蚀剂的前沿发展及面临的瓶颈问题。绿色缓蚀剂提取是以天然动植物为原料，改善缓蚀剂的生态安全性，针对绿色缓蚀剂的快速发展提出“全流程”绿色控制理念，建议确立绿色定义标准。缓蚀剂协同效应研究旨在阐明不同缓蚀剂间复配增效的本质机理，当前需要建立快速评价体系，健全探寻最佳复配比的指导理论。另外，缓蚀剂在复杂或极端工况下的结构稳定性、缓蚀性能持久性和缓蚀机理变化对其实际应用至关重要，油气田开发苛刻环境下“防腐+”一体化试剂的需求增大。除上述制备与应用...     

X80管线钢在硫酸盐还原菌作用下的腐蚀行为

目的 通过实验模拟硫酸盐还原菌（SRB）对X80钢的腐蚀,探究硫酸盐还原菌的腐蚀过程。方法 通过细菌培养实验,计数得到固着SRB和浮游SRB的生长曲线以及溶液中pH值的变化曲线。通过腐蚀电化学测试,研究了SRB对X80腐蚀的影响。通过浸泡实验,获得SRB对腐蚀速率的影响。采用扫描电镜和激光共聚焦显微镜对SRB腐蚀后的表面形貌和最大点蚀深度进行了分析,利用EDS和XPS对腐蚀产物的成分进行了分析。结果 在接种SRB的溶液中,X80钢表面固着的SRB比浮游的SRB多;随着培养时间增长,溶液pH增大。接种SRB环境中,X80钢阻抗和线性极化电阻均小于无菌环境中的值,有菌环境中腐蚀电流密度大于无菌环境中的值。随着浸泡时间增长,最大点蚀坑深度变深。通过EDS能谱分析发现,在含有SRB的环境中,S元素和O元素的含量较无菌环境中高,XPS结果表明,SRB环境中腐蚀产物多为Fe的硫化物。结论 固着SRB使试样表面的铁溶解为铁离子,铁离子与溶液中的硫酸根离子在SRB生命活动的作用下生成铁的硫化物,从而促进了X80钢的腐蚀。     

温度对X80管线钢CO2腐蚀行为的影响

在模拟实际工况下,利用高温高压反应釜对X80管线的CO2腐蚀行为进行了研究,通过质量损失法、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等分析手段,研究了温度对X80管线钢腐蚀性能的影响.结果表明:随着温度的升高,实验钢的平均腐蚀速率和点蚀速率均是先增大后减小.在30℃时,试样表面未形成完整的腐蚀产物膜,此时环境温度较低,平均腐蚀速率和点蚀速率也最小;在60℃时,平均腐蚀速率达到最大值,此时腐蚀产物膜脱落严重,但点蚀现象并不明显;当温度到达90℃时,实验钢的点蚀速率达到最大值,并且点蚀速率与平均腐蚀速率相差程度最大;在120℃时,腐蚀产物膜与基体以及内外层之间的结合最为紧密,对基体的保护作用增强,所以此时的腐蚀速率比60、90℃的腐蚀速率均低.     

温度对X52管线钢C02腐蚀电化学行为影响

利用动电位极化和电化学阻抗谱技术,研究了温度（30℃,50℃,70℃）对X52管线钢在饱和CO2的NaCl溶液中腐蚀过程的影响。由实验结果得出温度升高促进腐蚀反应的阳极过程和阴极过程,使X52管线钢腐蚀速率增大而且温度对阴极过程的促进作用大于阳极,使Ecorr正向移动;同时温度升高增大了腐蚀产物的形成速率,使其在电极表面析出并以膜层的形式存在,但温度的改变并没有改变X52管线钢在此环境下的腐蚀机理。     

Ca2+对X65钢腐蚀产物膜保护性能的影响

采用在腐蚀介质中添加Ca2+的方法,利用高温高压釜对X65钢进行了四组在不同Ca2+浓度下的腐蚀试验,测量了腐蚀速率。用扫描电镜(SEM)观察了腐蚀产物膜的微观形貌并统计了晶粒大小,对在不同Ca2+浓度下成膜的X65钢进行了电化学极化曲线和交流阻抗谱(EIS)分析。结果表明Ca2+可以吸附在基体表面,在成膜过程中加速了介质中反应物的反应速率,从而在阳极区形成阻碍Fe2+扩散的膜,使阳极极化、阳极电位升高,最终导致Ecorr升高,从而增加腐蚀产物膜的致密性。但Ca2+并没有使腐蚀机理发生变化。Ca2+浓度升高后,拟合电路中出现了Warburg阻抗,此时电化学反应主要受扩散控制。     

绿色杀菌缓蚀剂对不同粗糙度碳钢的腐蚀行为影响研究

目的 揭示绿色杀菌缓蚀剂对不同粗糙度碳钢表面SRB+IOB生物膜的杀菌缓蚀行为与规律的影响。方法 本文采用失重实验、表面分析、电化学测试等手段,探究20#碳钢在不同粗糙度(240#、600#、1 200#)下,添加绿色杀菌缓蚀剂对混合菌的杀菌行为和对碳钢的缓蚀效果的影响,阐明D-酪氨酸分解抑制生物膜的作用机理。结果 试样表面的腐蚀产物层厚度、点蚀坑大小与深度随表面粗糙度的降低、杀菌缓蚀剂的添加,而减小。在不添加杀菌缓蚀剂情况下,碳钢随表面粗糙度从240#降到1 200#,其年腐蚀深度由0.186 mm/a降到了0.157 mm/a,下降幅度达15.6%。自腐蚀电流密度icorr由20.5 mA/cm²降到了6.93 mA/cm²,下降幅度高达66.2%。其中,在240#表面粗糙度下,碳钢年腐蚀深度由不添加杀菌缓蚀剂的0.186 mm/a降到了添加杀菌缓蚀剂的0.116 mm/a,下降幅度达37.6%。icorr由20.5 mA/cm²降到了11.8 mA/cm²,下降幅度达42.4%。结论 随表面粗...