L290钢在H2 S/CO2环境中的腐蚀行为研究

在H_2S与CO_2共存的腐蚀介质条件下油气田管线及设备腐蚀问题突出,为了探究在此环境中L290金属的腐蚀行为,以某油田的管输介质为例,采用失重法实验的方式,探究试验温度、pH值、H_2S分压、Cl~-浓度四种因素对于腐蚀规律的影响,并通过观察微观形貌与研究元素成分分析腐蚀产物特征:(1)L290钢材的腐蚀速率随着实验温度的升高呈增大的趋势,在70℃时最大腐蚀速率达到0.692 mm/a;(2)材料腐蚀速率随油田模拟水溶液中的pH值的减小而呈现出增大的趋势,在pH=5时测得腐蚀速率高达到0.802 mm/a为极严重腐蚀程度;(3)材料腐蚀速率随着硫化氢分压的升高而呈现出增大趋势,在P_(H2S)=50 kPa条件下材料腐蚀速率最大达到0.813 mm/a为极严重腐蚀程度。(4)在实验过程中Cl~-浓度增加的同时材料的腐蚀速率呈现出增高的趋势,并在Cl~-=70000 mg/L时,腐蚀速率最大达到0.711 mm/a为极严重腐蚀程度。相关实验数据对相关油田集输系统从思路与实施方面具有借鉴意义。     

淮北矿区某井田煤层气采出水对J55碳钢的腐蚀试验研究

为评价淮北矿区某井田煤层气采出水对J55碳钢的腐蚀程度,对煤层气采出水的组成进行分析,通过电化学工作站在地层温度(30℃)下进行电化学阻抗谱和Tafel极化曲线测试,并在地层温度(30℃)和地层压力(7MPa)下进行失重法腐蚀速率测定。结果表明:淮北矿区某井田煤层气采出水呈弱碱性,Cl~-含量高,且煤层气中含有CO_2,可能造成井筒腐蚀;30℃下,淮北矿区某井田煤层气采出水对J55碳钢的腐蚀受活化控制,EIS呈单一容抗弧;淮北矿区某井田煤层气采出水对J55碳钢的腐蚀速率达到NACE中度腐蚀程度,需引起重视。     

油田污水腐蚀影响因素研究

为研究各种因素对油田污水腐蚀的影响,采用室内静态挂片失重法试验了A3碳钢在不同H2S、CO2、溶解氧、SRB浓度及不同pH值和矿化度的模拟油田水中的腐蚀行为。结果表明,碳钢的腐蚀速率随H2S、CO2、溶解氧、SRB浓度的增加而增大,溶解氧会促进H2S和CO2的腐蚀,H2S会抑制CO2的腐蚀;碳钢的腐蚀速率随矿化度的增加先增大后减小,在矿化度为40 000 mg/L时达到最大;碳钢在碱性环境下的腐蚀速率比酸性环境下的腐蚀速率小的多。     

沿海浅层地下水作循环水补充水处理方案

沧州沧井化工有限公司循环冷却水的补充水是沿海浅层地下水,Cl-的质量浓度高达540mg/L,原设计采用进口的以无机磷为主的处理药剂,使碳钢换热设备的腐蚀速率达0.3～0.4mm/a。后将补充水改为浅层地下水加少量深井水,控制补充水的ρ(Cl-)为150～300mg/L,并采用以有机磷和膦羧酸为主的水处理药剂,生产运行结果表明,在浓缩倍数为2.5～3.5的条件下,碳钢的腐蚀速率为0.06mm/a。     

X80管线钢在力电化学耦合作用下CO2腐蚀行为的研究

以典型的管线钢材料X80钢为对象,采用动电位极化和电化学阻抗谱技术,研究了在弹性拉伸应力(60%σ_(ys))和塑性拉伸应力(108%σ_(ys))状态下,不同CO_2分压和Cl~-质量分数对材料腐蚀的影响规律。结果表明:受拉伸应力作用的X80钢腐蚀速率随CO_2分压的增大而增大,但并非单纯正相关关系;随Cl~-质量分数的增大,呈现先升高后降低的规律,当Cl~-质量分数为3.5%时,X80钢的腐蚀速率达到最大值。此外,塑性应力状态下X80钢的腐蚀速率明显高于弹性应力状态下的值,原因是塑性应力提高了金属表面的电化学反应活性。     

供热管网输配再生水的碳钢缓蚀剂试验研究

为解决供热管网输配再生水过程中碳钢管道的腐蚀问题，以某污水处理厂再生水为研究对象，采用失重法、电化学试验法等方法，经单因素试验和正交试验，开发出一种适用于供热管网输配再生水的碳钢缓蚀剂复合配方。试验结果表明：该碳钢缓蚀剂由SC210、九水硅酸钠、葡萄糖酸钠、七水硫酸锌和HPAA等复合而成，有效投加质量浓度分别为10、15、3、2和1 mg/L；在试验温度为25℃，试验周期为72 h，旋转速率为80 r/min的试验条件下，Q235碳钢腐蚀速率为0.0174 mm/a，低于碳钢管道腐蚀速率≤0.075 mm/a的控制指标要求。该缓蚀剂是一种以阳极抑制为主的混合型缓蚀剂，其在金属表面吸附后的腐蚀电化学反应主要受电荷传递过程控制。     

45#钢在CO2驱油条件下的腐蚀规律研究

为确保CO_2驱油井下附件材料的安全可靠,利用室内高温高压动态腐蚀评价实验来模拟CO_2驱油井下附件材料的腐蚀情况,测定不同温度、压力、CO_2含量条件下45#钢材料的动态腐蚀速率。利用扫描电子显微镜(SEM)和附带X射线能谱仪(EDX)分析腐蚀试样表面腐蚀产物和形貌特征。结果表明:在本试验环境中,45#钢发生严重CO_2腐蚀,在相同CO_2含量条件下温度、压力高的腐蚀速率大,腐蚀产物主要是FeCO_3。     

镀锌钢在模拟大气腐蚀环境的初期腐蚀行为研究

利用失重试验、极化和电化学阻抗技术研究了镀锌钢在不同温度和不同Cl~-含量的雨水中的初期电化学腐蚀行为。采用电镜扫描测试(SEM-EDS)技术分析腐蚀试样的形貌和成分。结果表明,温度和Cl~-浓度是影响镀锌钢在腐蚀溶液中腐蚀速率的主要因素,随着温度升高,镀锌钢在腐蚀溶液中腐蚀速率增大;随着Cl~-浓度增大,镀锌钢在腐蚀溶液中腐蚀速率呈现了先增后减的趋势,Cl~-含量7 g/L时,腐蚀速率最大。     

20#碳钢和304不锈钢在高温环烷酸中的腐蚀研究

采用高温高压反应釜进行高温环烷酸腐蚀试验,改变试验温度、介质浓度和流速等因素,研究了20#碳钢和304不锈钢在高温条件下的腐蚀行为。结果表明,温度、介质浓度和流速对环烷酸的腐蚀速率有显著的影响。两种材质在环烷酸中的腐蚀速率随温度升高,均呈现先增加后减小的规律,20#碳钢的腐蚀速率远大于304不锈钢。280℃时,20#碳钢的腐蚀速率与环烷酸浓度呈线性增加关系。同条件下,304不锈钢的腐蚀速率存在明显的拐点,酸值浓度为5～10 mg KOH·g~(-1)时,其腐蚀速率呈高梯度的增加。碳钢的环烷酸腐蚀速率对流速的变化敏感,腐蚀梯度随介质流速增加而明显增大。304不锈钢的腐蚀速率较低,流速为3.40m·s~(-1)时,其腐蚀速率仅为0.0632mm·a~(-1)。     

再生水中低浓度磷酸盐对碳钢腐蚀影响研究

在模拟真实管网水力条件下,从腐蚀速率、铁释放速率、腐蚀产物形貌及成分等方面研究了低浓度磷酸盐对碳钢腐蚀的影响。研究发现,磷酸盐为0.8 mg/L时达到极值,腐蚀抑制效果最好,碳钢的腐蚀速率可降低15.66%。磷酸盐可抑制γ-Fe OOH的形成,同时形成磷铁矿,使腐蚀产物更加致密,从而抑制腐蚀。磷酸盐对铁释放存在初期加速作用,可能是磷酸盐促进铁元素向稳定铁氧化物转变,使腐蚀提前达到稳定状态的重要原因,最终抑制腐蚀。     

碳钢在常压塔顶冷凝水中腐蚀速率与防护研究

采用旋转挂片腐蚀法,考察了常压塔顶酸性水的p H值、Cl-浓度以及缓蚀剂对腐蚀速率的影响,结合扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)对挂片的形貌进行研究。结果表明:pH值在2～3时,20#碳钢腐蚀严重;p H值大于4时,20#碳钢的腐蚀速率趋于稳定;最佳缓蚀剂浓度为9 mg/L。添加缓蚀剂前后的扫面电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析显示,未添加缓蚀剂时,20#碳钢发生均匀腐蚀与点蚀,20#碳钢的腐蚀产物主要是Fe的氧化物,缓蚀剂有效的抑制了冷凝水中Cl-与金属结合,缓解了20#碳钢的腐蚀速率。     

铁基非晶涂层在CO_2/Cl~-共存介质中的高温高压腐蚀行为研究

利用失重法,借助高温高压H2S/CO_2腐蚀反应釜,研究了铁基非晶涂层在CO_2/Cl-共存介质中的高温高压腐蚀行为。采用正交实验法,分析了温度、CO_2分压、流速和Cl-浓度对铁基非晶涂层耐蚀性的影规律。结果表明:温度是影响铁基非晶涂层腐蚀速率的首要因素;高温高压条件下,非晶涂层的主要失效形式为基体与涂层结合处产生的缝隙腐蚀。     

气提法处理高含CO_2油田采出水的试验研究

气驱油田采出水中大量CO_2的存在导致采出水腐蚀性增强,且造成水中悬浮物浓度增大,影响回注或排放。试验研究了含不同CO_2浓度的采出水中p H值、腐蚀速率、含油量和离子浓度等水质特性参数的变化,考察了气液比、含油量及温度等因素对气提法处理油田采出水中CO_2效果的影响。结果表明:CO_2浓度是影响油田采出水p H值、离子浓度及腐蚀速率等水质特性参数变化的重要因素;气提法去除采出水中CO_2的效果明显,升高温度、降低含油量均有利于提高污水中CO_2去除率;此外,与空气气提相比,氮气气提更有利于降低含油污水的腐蚀速率。在40℃和常压下,氮气气提44 min即可使污水p H值升高到7以上,碳钢腐蚀速率降至0.076 mm/a以下;当以氮气为载气,气液比为26∶1,温度为40℃时,含油污水中CO_2去除率可达100%,气提处理效果最佳。     

水源热泵用换热设备常用金属的腐蚀性能

目前有关金属腐蚀的研究多集中在探讨影响腐蚀的因素以及防腐蚀相关技术,有关换热器金属腐蚀经济性的文献较少。本文采用挂片失重试验,结合电镜分析,分别研究了碳钢10^#、不锈钢316L、紫铜T2和铝合金LF21在海水和污水中的腐蚀速率、电偶腐蚀速率以及微观腐蚀形貌;并运用模糊综合评价法进行评价,为合理选择换热设备金属材料提供依据。结果表明,根据金属均匀腐蚀耐蚀性十级标准,不锈钢316L、紫铜T2与铝合金LF21都属于耐蚀金属,不锈钢316L在静止和流动水环境中,均具有最好的耐蚀性;在严格避免与电位较正金属偶合使用的前提下,铝合金LF21比碳钢10^#和紫铜T2耐蚀,其经济性也较为优秀;碳钢10^#虽耐蚀性差但胜在价格优势,是实际工程最常用的金属材料。     

建筑工程管道的材质优选与耐蚀行为研究

采用电化学极化曲线、扫描电镜和能谱分析(SEM+EDS)、X射线衍射(XRD)等方法,研究了不同S2-浓度的腐蚀介质中Q235B和L245管道的腐蚀行为,并分析了不同环境条件下的腐蚀规律和作用机理。结果表明,在腐蚀介质中添加少量的S2-会促进Q235B和L245管道的腐蚀,但是继续增加S2-浓度会使得电流密度呈现出数量级递减的趋势,腐蚀反应一定程度上受到抑制; L245管道与Q235B管道在富含S2-腐蚀介质中的腐蚀机理类似,表面腐蚀产物中的主要腐蚀产物都为Fe3S4;相同腐蚀条件下,L245管道表面腐蚀产物更加致密,而Q235B管道的表面腐蚀产物更加疏松。     

Q245R碳钢和15CrMo钢在水煤浆气化黑水中腐蚀规律研究

针对煤气化装置粗煤气处理单元黑水系统对金属材料的腐蚀问题,采用腐蚀失重法,系统研究了Q245R碳钢和15CrMo钢在不同工况下水煤浆气化黑水介质中的腐蚀规律和耐蚀性能。结果表明,Q245R碳钢和15CrMo钢在煤气化黑水中的耐蚀性较差,其腐蚀速率随温度的升高而升高,氯离子对腐蚀具有明显的促进作用;当介质温度低于250℃时,15CrMo钢的耐蚀性稍强于Q245R碳钢,当温度达到250℃及以上时,15CrMo钢的耐蚀性比Q245R碳钢差。结合扫描电镜和腐蚀产物的元素分析结果,推测煤气化黑水的腐蚀类型以硫化氢和二氧化碳腐蚀为主,腐蚀产物由大部分的FeSx和小部分的FeCO3组成,其腐蚀严重程度由硫化氢腐蚀控制。     

电厂循环冷却水系统极高浓缩倍数运行工程实践

对高效水质稳定剂配方在极高浓缩倍数下运行进行工程验证,从腐蚀速率、菌落总数、污垢沉积率、凝汽器端差和真空度变化等指标,以及实际机组检查来评定实际运行效果。结果表明,在以河水为补充水源,浓缩倍数为13的条件下运行,碳钢腐蚀速率为0.031 0 mm/a,304不锈钢腐蚀速率为0~0.000 4 mm/a,铜的腐蚀速率为0~0.000 4 mm/a,菌落总数为1 100 CFU/m L,均小于GB 50050—2007《工业循环冷却水处理设计规范》的要求;污垢沉积速率除1次超标外,其余为2~10 mg/(cm2·月);凝汽器端差等主机参数稳定,机组内部实际检查结果没有异常。循环冷却水系统在极高浓缩倍数下运行,有较好的节水效益。     

某天然气处理厂回注水处理系统腐蚀防护方法研究

为了考察回注水系统的腐蚀情况,针对陕北某天然气处理厂含甲醇污水显酸性、 Cl~-和硫化物含量高、腐蚀性强的特点,通过分析污水组成性质,研究污水对20#钢、 Q235B钢和L316钢的腐蚀情况,并利用灰色系统理论建模软件3.0研究各腐蚀因素对Q235B钢腐蚀速率和腐蚀深度的影响程度大小。研究结果表明:L316钢更耐腐蚀,腐蚀速率为0.001 5 mm/a,达到国标0.076 0 mm/a以下,最大腐蚀深度为47.63μm,为3种材质中最低;以腐蚀速率和腐蚀深度作为母因素,在硫化物、 Cl~-、矿化度和pH值4种因素当中,硫化物对应的灰关联度分别是0.75和0.80,是造成腐蚀的最主要因素;采用抗硫缓蚀剂保护法,通过电化学法从3种缓蚀剂中筛选出TS-792C,阻抗数据模拟软件ZSimpWin模拟出等效电路图,其所对应Q235B钢的阻抗最大,Tafel极化曲线拟合下腐蚀速率为0.013 0 mm/a,缓蚀率可达90.26%,抗硫效果最好。在80℃和硫化物含量为300 mg/L时,Q235B钢的腐蚀速率均低于0.076 0 mm/a,在TS-792C投加量为100 mg/L时,回注污水的腐蚀电流密度和腐蚀速率分别为0.462 m A/cm~2和0.050 5 mm/a,均处于最低值,具有良好的耐温、抗硫性能。     

海水循环冷却水阻垢缓蚀剂研究

海水用作工业循环冷却水可以节约淡水资源,缓解水资源短缺现状。研究海水的腐蚀和结垢特性并研发了适用于海水循环冷却水的阻垢缓蚀剂。结果表明,缓蚀剂RP-HS对碳钢的缓蚀效果良好,碳钢腐蚀速率0.017 mm/a;在RP-HS的基础上添加PBTCA得到阻垢缓蚀剂RP-HSP,阻碳酸钙率97.4%,稳磷率89.3%,稳锌率98.2%。动态模拟试验碳钢试管腐蚀速率0.062 mm/a,粘附速率5.43 mg/(cm²·月)。电化学试验表明RP-HSP为阴极型阻垢缓蚀剂,最佳使用浓度为100 mg/L。     

碳钢在饱和CO_2的高浓度NaCl溶液中的腐蚀行为研究

采用交流阻抗法、线性极化以及动电位扫描,分别测定了碳钢在含Ca~(2 )、HCO_3~-并以CO_2饱和的NaCl溶液中的Rt(传递电阻)、腐蚀速度、点蚀倾向(Pit)以及βa、βc值。实验结果表明,室温(29℃)下当介质中HCO_3~-浓度在低于0.1M范围内增加时,或较高温度下(59℃)低于0.02M范围内增加时,碳钢的腐蚀速度均因阴极过程受阻而逐渐下降。然而当其浓度超过此值后,HCO_3~-离子则会促进碳钢的腐蚀。