正交实验法对20~#碳钢在油田采出水中的应用研究

为了研究20#碳钢材料在油田上的适用范围,采用室内静态腐蚀挂片正交实验法,模拟油田采出水腐蚀性因素对20#碳钢在油田采出水中的应用进行了探讨。根据腐蚀失重法及试片的腐蚀速率分析,利用正交实验考察ρ(Ca2+)、ρ(HCO3-)、ρ(Cl-)、温度、pH值对20#碳钢腐蚀行为的影响。结果表明,对20#碳钢腐蚀性影响的强弱程度为温度pH值ρ(Cl-)ρ(HCO3-)ρ(Ca2+)。温度对20#碳钢起主要的影响,其腐蚀速率随温度升高而升高。同时,腐蚀速率随pH值增大而降低。其次,ρ(Cl-)的增加使低碳钢腐蚀加重,ρ(Ca2+)、ρ(HCO3-)对20#碳钢也有一定程度的腐蚀作用。     

原油储罐沉积水腐蚀的静态挂片实验研究

采用静态挂片实验方法,分析了Q235钢在不同氧浓度、不同储罐沉积水以及不同浓度Cl-、SO42-溶液中的腐蚀行为。研究结果表明,有氧环境下碳钢在沉积水中腐蚀速率要比无氧时要略微加快,高浓度离子和低pH值的沉积水加速碳钢腐蚀,碳钢在不同浓度Cl-和SO42-中的腐蚀速率差别不大,但腐蚀速率比在沉积水中快很多。     

新型柠檬酸酸洗缓蚀剂的缓蚀性能研究

通过腐蚀失重法研究了缓蚀剂对20#碳钢在柠檬酸溶液中腐蚀的缓蚀性能,并通过电化学极化分析对缓蚀剂的缓蚀机理进行了研究。结果表明,该缓蚀剂在2%⁸%柠檬酸中具有优良的缓蚀效果。在酸洗温度(95±2)℃,p H值为3.58%柠檬酸中具有优良的缓蚀效果。在酸洗温度(95±2)℃,p H值为3.5⁴.0,酸洗时间6 h,缓蚀剂添加量0.3%的条件下,缓蚀率达95%以上,且对三价铁离子具有很好的抑制效果。     

新型柠檬酸酸洗缓蚀剂的缓蚀性能研究

通过腐蚀失重法研究了缓蚀剂对20#碳钢在柠檬酸溶液中腐蚀的缓蚀性能,并通过电化学极化分析对缓蚀剂的缓蚀机理进行了研究。结果表明,该缓蚀剂在2%~8%柠檬酸中具有优良的缓蚀效果。在酸洗温度(95±2)℃,p H值为3.5~4.0,酸洗时间6 h,缓蚀剂添加量0.3%的条件下,缓蚀率达95%以上,且对三价铁离子具有很好的抑制效果。     

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。     

化学清洗对地温空调机组腐蚀性的研究

利用旋转挂片法试验了清洗剂浓度、清洗时间、清洗温度及缓蚀剂含量等对紫铜、碳钢及不锈钢腐蚀速率的影响。当0.5mol/L清洗剂、20g/L的缓蚀剂用量、低于60℃的清洗温度,清洗时间不超过10h时,对地温空调机组清洗的腐蚀速率优于国家相关清洗标准中规定的指标要求。     

预膜剂成膜厚度的研究

采用扫描电镜(SEM)结合X-射线能谱仪(EDS)分析了预膜剂在碳钢表面成膜的成分及形貌,特别是对成膜厚度进行了细致的研究,并采用适当的检测器及特殊的制样方法,得到了真正的膜厚度,并考察了预膜剂浓度对膜厚度及腐蚀速率的影响.     

硫化氢介质下抗应力腐蚀的缓蚀剂探讨

本课题主要采用缓蚀剂来减缓或抑制碳钢的H2S应力腐蚀开裂,实验中主要采用挂片实验、电化学实验及恒应变速率拉伸实验来进行缓蚀剂的筛选、评价。     

电化学噪声研究碳钢在高温环烷酸中的腐蚀行为

以南帕斯凝析油混炼减二线油品为研究对象,通过添加一定比例环烷酸,考察酸值对20#碳钢在高温油品中的腐蚀影响;采用电化学噪声(EN)分析不同温度下碳钢在高温环烷酸中腐蚀状况。结果表明,20#碳钢受高温环烷酸的腐蚀速率随温度的升高呈现出先增大后减小的规律;随酸值的增大,碳钢的腐蚀速率一直增大。在环烷酸的酸值为10 mg KOH/g,流速为1 m/s时,碳钢在280℃时腐蚀速率最高。     

电化学噪声研究碳钢在高温环烷酸中的腐蚀行为

以南帕斯凝析油混炼减二线油品为研究对象,通过添加一定比例环烷酸,考察酸值对20#碳钢在高温油品中的腐蚀影响;采用电化学噪声(EN)分析不同温度下碳钢在高温环烷酸中腐蚀状况。结果表明,20#碳钢受高温环烷酸的腐蚀速率随温度的升高呈现出先增大后减小的规律;随酸值的增大,碳钢的腐蚀速率一直增大。在环烷酸的酸值为10 mg KOH/g,流速为1 m/s时,碳钢在280℃时腐蚀速率最高。     

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)。     

碳钢在含硫水溶液中的电化学行为

采用稳态极化曲线法研究了20#碳钢在硫化钠水溶液中的电化学行为。结果表明：随着硫化钠含量的增大，腐蚀速率先增大后降低，硫化钠质量分数为2％时腐蚀速率最大；当硫化钠质量分数大于1％时，碳钢电极表面经阳极极化可以生成钝化膜；随着添加的氨水浓度的增加，加剧了碳钢的腐蚀；SO42-的添加，碳钢在硫化钠水溶液中的腐蚀速率基本没影响；随着C1-浓度的增加，碳钢在硫化钠水溶液中的腐蚀速率增大；同时，C1-可以阻止碳钢电极表面钝化性能。     

管线钢硫化氢腐蚀影响因素分析及防护措施研究

为了明确硫化氢对油气集输用管线钢的腐蚀规律,并针对性地提出腐蚀防护措施,采用高温高压动态腐蚀实验装置评价了管线钢材在硫化氢存在时的腐蚀情况,考察了包括硫化氢分压在内的不同因素对腐蚀速率的影响,并提出了针对性的腐蚀防护措施。结果表明：随着硫化氢分压和实验温度的增高,挂片的腐蚀速率先增大后减小;腐蚀介质p H越大,腐蚀速率越小;实验流速和含水率越大,腐蚀速率就越大;硫化氢的存在对目标油田集输用X65管线钢的腐蚀影响较大,当硫化氢分压为0.1 MPa时,腐蚀速率达到最大。在相同的实验条件下,缓蚀剂MHS-5对管线钢的腐蚀防护效果最好,缓蚀剂MHS-5的加入能够大大降低挂片的腐蚀速率,当其质量分数为0.05%时,缓蚀效率可以达到92.8%,挂片腐蚀速率小于0.1 mm·a^-1,能够满足行业标准的要求。     

缓蚀剂MA/TEA的合成及其性能研究

作者以马来酸酐(MA)、三乙醇胺(TEA)为原料,过硫酸铵为引发剂,合成二元共聚物MA/TEA缓蚀剂。实验结果表明,最佳合成条件为聚合温度70℃,聚合时间6h,当共聚物添加量6mg/L,硫脲添加量5mg/L时,缓蚀率85.83%,该二元共聚物缓蚀剂对碳钢挂片有较好的缓蚀效果。聚合物缓蚀剂在碳钢挂片表面形成致密的保护膜,使挂片与酸性介质隔离保护挂片。     

聚电解质负载插层型蒙脱土缓蚀剂的性能研究

用蒙脱土材料的特殊片层结构,将缓蚀剂咪唑啉季铵盐与聚马来酸、聚乙烯亚胺插入蒙脱土层间,制备出聚电解质封装的负载缓蚀剂的蒙脱土。通过X-射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、电泳测试、SEM与TEM等方法,对制备出的纳米容器进行了表征。由XRD结果可知,与原始蒙脱土相比,插层蒙脱土纳米容器的片层间距明显增大;缓蚀剂纳米容器的FT-IR图谱中也出现了缓蚀剂咪唑啉季铵盐的特征基团吸收峰,表明缓蚀剂成功插入蒙脱土层间。另外,还研究了离子强度和p H值对缓蚀剂纳米容器制备的影响。将制备出的纳米容器放入p H=4和p H=12的腐蚀介质中,评价其对碳钢缓蚀性能的影响。测试结果表明,纳米容器能够起到缓蚀效果。     

延长气田新型缓蚀剂现场应用效果评价

为提高气井腐蚀防护效果,现场验证了一种新型缓蚀剂的缓蚀效果。选择4口实验井,优选加注方式、注入点及计算合适加注量,分别采用挂片失重分析、SEM、EDS及XRD等评价手段分析缓蚀剂的现场应用效果和缓蚀原理。结果表明,加注缓蚀剂后,不同材质实验井的缓蚀效率大都在80%以上,加注缓蚀剂对20~#钢的缓蚀性能与N80的接近,挂片表面均覆盖了一层较为致密、鳞次状明显的腐蚀产物且分布均匀,均优于对16Mn的缓蚀性能,缓蚀剂对实验井的选择性不明显; 20#钢与N80钢腐蚀产物中O元素以及Cl元素含量明显减少; 16Mn钢腐蚀产物中O元素含量较高,存在明显的堆积现象,局部腐蚀较多,但蚀坑直径较小;腐蚀产物中垢样含量升高,腐蚀产物含量降低,表明缓蚀剂起到了较好的缓蚀效果。     

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。     

绿色环保型AA/MA/MMA三元共聚物缓蚀剂的合成及性能研究

以马来酸酐(MA)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体,以过硫酸铵为引发剂,叔丁醇为分子量调节剂,采用水溶液自由基聚合法对单体进行共聚反应,合成绿色环保型三元共聚物缓蚀剂。该三元共聚物是一种水溶性聚合物,其最佳合成条件为:聚合温度80℃,聚合时间3 h,保温2.5 h。通过对共聚物的分子量分布和结构进行表征,表明该共聚物的分子量分布较窄,多种官能团协同作用,提高了缓蚀率。通过与4种传统缓蚀剂缓蚀性能的对比实验,探讨了共聚物的投加量、水样温度、水样pH值等因素对共聚物缓蚀性能的影响。结果表明,该共聚物缓蚀剂对碳钢挂片有较好的缓蚀效果,当共聚物投加量为4 mg/L,水样温度为60℃,pH值控制在9时,缓蚀率达到了最优的98.8%,缓蚀性能明显优于4种传统缓蚀剂。SEM测试聚合物缓蚀剂在碳钢挂片表面形成致密的吸附膜,使挂片与腐蚀介质隔离,特别适用于高温高碱高硬度的循环冷却水系统。     

邻甲苯磺酰胺三元复配缓蚀剂的缓蚀性能研究

为了研制出用量少、效率高的低毒高效缓蚀剂,采用失重法、电化学和扫描电镜(SEM)研究了邻甲苯磺酰胺(OTS)、碘化钾(KI)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)复配的三元缓蚀剂在0.5 mol·L^-1硫酸溶液中的缓蚀作用。通过正交试验得到三元缓蚀剂最优浓度比为OTS∶KI∶CTAB=15∶6∶5,总浓度130 mg·L^-1时,缓蚀率可达98.18%。添加三元缓蚀剂后腐蚀过程的活化能增大,说明腐蚀反应更难发生。三元缓蚀剂符合Langmuir吸附等温式,在碳钢表面的吸附为自发的弱化学吸附过程。极化曲线法和电化学阻抗法(EIS)计算的缓蚀率均与失重法一致。极化曲线表明三元缓蚀剂是以抑制阳极反应为主的混合型缓蚀剂。SEM微观相貌可看出添加三元缓蚀剂后,碳钢表面几乎无腐蚀痕迹,说明三元缓蚀剂分子之间具有缓蚀协同作用,形成了致密牢固的保护膜。     

油田集输管道腐蚀特性及防腐技术研究

为了保障油田集输管道的安全正常运行,延长其使用寿命,对西部某油田集输管道的腐蚀特性进行了研究,考察了实验温度、腐蚀介质p H值、CO₂含量、H₂S含量以及Cl^-含量对集输管道钢材腐蚀速率的影响,并开展了投加缓蚀剂防腐蚀技术措施研究。结果表明,随着实验温度的不断升高以及腐蚀介质中CO₂、H₂S和Cl^-含量的不断增大,钢片的腐蚀速率逐渐增大,而随着腐蚀介质p H值的逐渐升高,钢片的腐蚀速率则逐渐减小。缓蚀剂HXR-1的加入能够有效降低目标油田集输管道钢材的腐蚀速率,当其加量为80mg·L^-1时,钢片的腐蚀速率可由未添加缓蚀剂时的0.672mm·a^-1降低至0.022mm·a^-1,腐蚀速率降低率达到了96.73%。研究结果表明,目标油田集输管道腐蚀较为严重,添加缓蚀剂HXR-1能够起到良好的防腐蚀效果。