咪唑啉型缓蚀剂中疏水基团对N80钢在CO2饱和的3%NaCl溶液中的缓蚀性能影响

合成了四种含有不同疏水基团的咪唑啉型缓蚀剂,即正丁基咪唑啉(IM-4)、壬基咪唑啉(IM-9)、十一烷基咪唑啉(IM-11)和十七烷基咪唑啉(IM-17),产物经红外,紫外光谱等进行表征.在静态及动态条件下,用失重法、电化学等方法研究各缓蚀剂对N80钢在CO2饱和的3%NaCl溶液中的缓蚀性能.结果表明,静态条件下,缓蚀剂的缓蚀性能与疏水基团的碳链长度、空间位阻及其水溶性有关;在介质流速为5 m/s的动态条件下,缓蚀剂的缓蚀效率显著降低,对缓蚀剂的疏水和屏障作用要求更高.     

流动条件下炔氧甲基季胺盐的缓蚀性能研究

利用交流阻抗(EIS)、线性极化、动电位极化和失重法，研究了炔氧甲基季胺盐对N80在常温CO2饱和的3％NaCl溶液中的电化学行为和缓蚀性能的影响．结果表明：空白溶液中N80的累计失重在4m／s以后急剧增大，即介质的临界流速为4～5m／s．动态下炔氧甲基季胺盐存在与静态下相同的浓度极值现象，流速低于5m／s时缓蚀剂的极值浓度与静态时相同，都为150mg／L，而流速高于5m／s后极值浓度有所增加．     

一种新型的咪唑啉类缓蚀剂CPA-1对N80钢在CO2环境下的缓蚀性能评价

目的考察一种新型的咪唑啉类缓蚀剂CPA-1对N80钢在CO_2环境下的缓蚀性能。方法通过失重法、电化学阻抗谱和极化曲线,研究了在不同温度下缓蚀率和缓蚀剂浓度之间的关系,利用扫描电子显微镜和扫描电化学显微镜对表面形貌进行了观察分析,根据等温吸附模型研究了咪唑啉缓蚀剂在N80钢表面的吸附类型。结果失重结果表明,缓蚀剂的缓蚀效率随浓度的增大而升高,当温度为40℃、缓蚀剂质量浓度为250 mg/L时,缓蚀率达到95%;温度升高至80℃时,缓蚀率下降至87%。电化学试验表明,咪唑啉类缓蚀剂对阴极和阳极反应均有抑制作用。表面形貌分析表明,缓蚀剂能有效改善金属表面的腐蚀程度。结论咪唑啉类缓蚀剂CPA-1属于混合型缓蚀剂,对N80钢具有较好的缓蚀性能。缓蚀机理为通过吸附方式在金属表面形成一层吸附膜抑制金属腐蚀,吸附方式遵循Langmuir吸附等温模型,物理吸附和化学吸附均会在金属表面发生。     

Cl-对N80钢在CO2水溶液中腐蚀行为的影响

应用动电位扫描和电化学阻抗谱研究了Cl-对N80钢在CO2水溶液中腐蚀行为的影响.结果表明：随着介质中Cl-浓度的增加,基体的阳极溶解速率先增加后减小;而阴极的还原速率则缓慢减小.     

温度对N80钢在CO2饱和的NaCl溶液中的腐蚀电化学行为的影响

利用动电位极化和电化学阻抗技术研究了温度对N80钢在CO2饱和的NaCl溶液中腐蚀过程的影响。结果表明,温度的升高促进了腐蚀反应的阳极过程和阴极过程,使得N80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过程,导致了Ecorr的正向移动。温度的升高并没有改变腐蚀机理;在温度较低的环境中,电化学阻抗谱呈现3个时间...     

温度对N80钢饱和CO2地层水中腐蚀电化学性能影响

利用交流阻抗技术研究了温度对N80油套管钢在模拟地层水中CO2腐蚀过程的影响?结果表明,低温下阻抗谱出现了高频容抗弧?中低频感抗弧和低频容抗弧3个时间常数,其中高频容抗弧与双电层电容和传递电阻有关,感抗弧对应膜的活性溶解,低频容抗弧与试样表面膜的生成有关?随着温度的升高,感抗弧逐渐缩小,直至消失,而低频的容抗弧则逐渐扩大,表明温度的升高有利于腐蚀膜的生成?随着浸泡时间的延长和温度的升高,腐蚀过程的传递电阻增加,这与高温下生成腐蚀膜的致密性有关?     

N80钢CO2腐蚀产物膜研究

在模拟油田CO2腐蚀环境下，用XRD、EDS和SEM研究了N80钢腐蚀产物膜的形成与发展情况。结果表明，在本试验条件下N80钢CO2腐蚀产物膜对基体具有一定的保护作用，可以降低腐蚀速率。腐蚀产物膜分3层，讨论了3层膜的结构特征与形成机理。初步研究了腐蚀产物膜的破坏特征。腐蚀产物膜的晶体类型是（Fe,Ca)CO3复盐。     

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。     

N80油套管钢CO2腐蚀阴极过程电化学阻抗谱分析

利用电化学阻抗（EIS）技术研究了N80钢在不同介质条件下CO2腐蚀过程中可能存在的阴极反应及其反应速度。结果表明，N80钢在CO2腐蚀环境下存在H^ 和H2O以及H2CO3，HCO36-的还原反应，但在不同条件下各个还原反应的速度并不相同，在酸性的饱和和CO2溶液中，H^ 的还原控制着阴极反应速度，HCO3^-和H2CO3的珲原反应速度较小；在中性的饱和CO2溶液中，阴极过程以HCO36-和H2CO3的还原为主，H^ 的还原反应速度比较微弱；在碱性的NaHCO3溶液通入CO2后，HCO3^-的还原控制着阴极反应速度，在以上条件下，H2O的还原速度比较微弱，还不会对阴极交换电流产生影响。     

N80钢动态和静态CO2腐蚀行为对比研究

通过模拟油气田井下腐蚀环境进行CO2腐蚀试验， 研究N80油井管钢在动态和静态条件下的腐蚀行为.结果表明：在所模拟的油田腐蚀环境中，N80钢在静态条件下的平均腐蚀速率略高于动态条件下的平均腐蚀速率，而其局部腐蚀在动态条件下则比静态时严重得多，检测到的最大腐蚀速率达到了35 mm/a，这和试样表面腐蚀产物膜的破损有关.O、C、Cl-在坑内富集，表明Cl-仍是引起试样局部腐蚀加剧的主要原因之一.     

温度、Cl-浓度、Cr元素对N80钢CO2腐蚀电极过程的影响

利用电化学阻抗技术研究了温度、Cl^-浓度、Cr元素对N80钢CO2腐蚀电极过程的影响，结果表明，随着温度的升高，CO2腐蚀的阴极、阳极电极反应速率会明显增大，与此同时，温度的升高又容易使腐蚀产物膜在试样表面形成，对基体金属起到一定的保护作用，增加介质中的Cl^-浓度，会使阳极溶解速率先增加，后减小；阴极还原速率则缓慢减小；同时，Cl^-还会破坏腐蚀产物膜在试样表面的覆盖，N80钢加入Cr元素以后，CO2腐蚀阴极、阳极反应速率降低，材料具有一定的抗CO2腐蚀能力。     

含Cr油套管钢CO2腐蚀产物膜特征

在模拟油田CO2腐蚀环境下，利用XRD、EDS、XPS和SEM研究了含Cr的N80钢腐蚀产物膜的特征。结果表明，本试验条件下Cr在腐蚀产物膜中富积，形成非晶态物质Cr（OH）3，使得腐蚀产物膜具有阳离子选择性，阳极反应受到抑制，腐蚀速率降低。     

N80钢CO2腐蚀电极过程交流阻抗分析

利用交流阻抗技术研究了N80钢在不同介质条件下CO2腐蚀交流阻抗图谱的特征，结果表明，N80油套管钢CO2腐蚀EIS曲线具有三个时间常数，其中低频感抗弧与试样表面活化溶解有关，低频容抗弧与试样表面腐蚀产物膜生成有关。随着试样表面腐蚀产物膜覆盖度增大，EIS曲线低频区感抗弧逐渐缩小，容抗弧逐渐扩大。进一步讨论了试样表面腐蚀产物膜成膜情况与电极反应过程的有关。     

含1%Cr的N80钢CO2腐蚀产物膜特征

在模拟油田CO2腐蚀环境下，研究了含1％Cr的N80钢腐蚀产物膜的特征．结果表明，试验条件下Cr会在腐蚀产物膜中富积形成非晶态的Cr(OH)3．含1％Cr的N80油套管钢CO2腐蚀产物膜是由FeCO3晶体与Cr(OH)3混合构成。导致腐蚀产物膜具有阳离子选择性，使阳极反应受到抑制，腐蚀速率降低．腐蚀介质中的阴离子会穿过FeCO3晶体到达膜与基体界面，腐蚀基体金属，导致点蚀发生．     

N80油套管钢CO2腐蚀产物膜的力学性能

N80油套管钢CO2腐蚀产物膜力学性能的测试结果表明,腐蚀产物膜的弹性模量与硬度从内层到外层逐渐降低,弹性模量平均值为110 GPa.疏松的腐蚀产物膜内产生拉应力,应力大小随膜层的厚度增加而增加,腐蚀产物膜在试样表面稳定形成以后,内应力便趋于一个定值,大小约为46 MPa.外层腐蚀产物膜的断裂应力、应变分别为55.6 MPa和5.06×1O-4,小于内层膜断裂应力与应变(197.3-234.4 MPa和1.79×10-3-2.13×10-3).同样,内层膜与基体的粘附力要明显高于外层膜与内层膜.腐蚀产物膜内应力可以导致外层膜破裂.     

N80钢在模拟深层气井水溶液中的CO2腐蚀行为

利用高压釜、扫描电镜（SEM）和X-射线衍射（XRD）等手段，研究了温度、CO2分压、Cl^-浓度、pH值和流速等因素对N80钢在模拟深层气井水溶液中腐蚀行为的影响．结果表明，温度对腐蚀速率的影响很大，随着温度的升高，腐蚀速率先增大后减小，80℃时腐蚀速率达到最大值，生成的腐蚀产物主要为FeCO3；降低溶液pH值、增加溶液中的Cl^-浓度、提高CO2分压以及介质的流速，均加剧了N80钢的腐蚀．