油田化学药剂-缓蚀剂应用技术交流--内部交流

单击此处编辑副标题缓蚀剂应用技术交流禹盟技术交流内容缓蚀剂的防腐原理缓蚀剂的应用及检测技术海上油田的腐蚀1234缓蚀剂的性质和特点影响缓蚀效果的因素5海上油田的腐蚀1.1腐蚀的定义腐蚀是材料在环境作用下引起的变化和变质。金属和合金的腐蚀：一般是由于直接的化学作用或物理作用（如氧化、溶解和膨胀等）引起的。主要是化学或电化学引起的变化，有时还同时包含机械、物理或生物作用。非金属的腐蚀：1.2海上油田腐蚀因素典型的电解质溶液，含有多种盐类，电导率高，溶解氧较多、海生物种类多。特点：影响因素：氧含量、流速、温度、生物量。海水海上油田腐蚀的主要因素分析H2S特点：酸性气体，不仅对钢材具有很强的腐蚀性，而且硫化氢本身还是一种很强的渗氢介质。影响因素：浓度、pH值、温度、接触时间、流速和氯离子。CO2特点：酸性气体，对钢材具有很强的腐蚀。H2O+CO2=2H++CO32-,2H++2e=H2影响因素：CO2分压、温度、流速、HCO3-、Cl-和Ca2+、Mg2+的影响。生产油、水因素：原油：硫化物、环烷酸同系物等。水：含水量、各种离子、矿化度。影响海上油田管线和设备的因素的腐蚀机理各不相同，且腐蚀往往是很多因素共同作用的结果，从而使金属管线和设备造成严重的腐蚀。工况条件因素：压力、温度、流速和流体状态。细菌因素：SRB产生硫化氢，FB和TGB形成浓差电池，引起腐蚀，造成堵塞。腐蚀产物、垢及产出砂金属材料、工艺结构海上油田腐蚀的主要因素分析腐蚀易发生的部位及腐蚀判断信号腐蚀易发生的部位腐蚀一般会发生在有水、有应力、不同金属有电位差能形成腐蚀电池的阳极部位，或同一块金属形成原电池的阳极部位。具体列举如下：两种不同金属管段的连接处存在内部应力的管段存在氧浓差的管段部位存在腐蚀性离子浓差的管段部位弯头、冲击面以及压力突变的管段部位生产水系统弯头穿孔腐蚀易发生的部位及腐蚀判断信号发生腐蚀的判断信号不同处理阶段水中铁离子浓度上升管线和分离器内有明显铁的沉淀物检测管壁和分离器的厚度看减薄程度管线和设备使用周期和年限油田防腐金属在油田水中的腐蚀过程并不是独立进行的，腐蚀过程、结垢过程、细菌繁殖和沉积物的形成过程既密切相关又互为影响因素。每一种防腐蚀措施，都有其应用范围和条件，使用时要注意。对某一种情况有效的措施，在另一种情况下就可能是无效的，有时甚至是有害的。另外，在某些情况下，采取单一的防腐蚀措施其效果并不明显，但如果采用两种或多种防腐蚀措施进行联合保护，其防腐蚀效果则有显著增加。对于一个具体的腐蚀体系，究竟采用哪种防腐蚀措施，应根据腐蚀原因，环境条件，各种措施的防腐蚀效果、施工难易以经济效益等综考虑，不能一概而论。技术交流内容缓蚀剂的防腐原理缓蚀剂的应用及检测技术海上油田的腐蚀1234缓蚀剂的性质和特点影响缓蚀效果的因素5据美国试验与材料协会所发表的《关于腐蚀和腐蚀试验术语的标准定义》(ASTM-G15-76)把缓蚀剂定义为：“缓蚀剂是一种当它以适当的浓度和形式存在于环境(介质)时，可以防止或减缓腐蚀的化学物质或复合物。”真正有实用价值的缓蚀剂,只是那些加入量少、化学性能稳定、缓蚀效果快，缓蚀效果好、与其他药剂配伍性好、不影响材料的物理、机械性能、低毒或无毒、价格便宜而又能明显地降低腐蚀速度的物质。缓蚀剂的性质和特点缓蚀剂的优点基本上不改变腐蚀环境，就可获得良好的效果；基本上不增加投资设备，就可达到防腐蚀的目的；对于腐蚀环境的变化，可通过改变缓蚀剂的种类或浓度来保持防腐效果；同一配方有时可以同时防止多种金属在不同环境中的腐蚀。缓蚀剂的分类按化学组成分类按电化学机理分类按物理化学机理分类缓蚀剂分类钼酸盐有机磷化合物铬酸盐、重铬酸盐硅酸盐无机缓蚀剂亚硝酸盐、硝酸盐磷酸盐、多磷酸盐含砷化合物有机缓蚀剂胺类醛类炔醇类有机硫化合物羧酸及其盐类磺酸及其盐类杂环化合物阳极型缓蚀剂阴极型缓蚀剂混合型缓蚀剂氧化型缓蚀剂沉淀型缓蚀剂吸附型缓蚀剂技术交流内容缓蚀剂的防腐原理缓蚀剂的应用及检测技术海上油田的腐蚀1234缓蚀剂的性质和特点影响缓蚀效果的因素5缓蚀剂的防腐原理缓蚀剂防腐原理缓蚀剂在金属材料表面的动态吸附，形成有效的隔离膜，从而将金属表面与腐蚀介质分开而实现的。目前，海上油田用的缓蚀剂主要是吸附膜型有机缓蚀剂，其具体原理如下：缓蚀剂的分子结构分子中某些活性官能团对其吸附的牢固程度和在金属表面覆盖度的大小有着重要的关系，针对具体有机缓蚀剂吸附模式如下：缓蚀剂防腐原理单环咪唑啉缓蚀剂缓蚀双环咪唑啉缓蚀剂缓蚀机理缓蚀剂防腐原理处在腐蚀介质中的钢材表面一般存在很多的晶格缺陷，在这种晶格缺陷处，铁原子的外层电子含有杂化空轨道，这些外围空轨道才极易接受外来电子形成共价吸附，从而形成有效的隔离膜。环境因素腐蚀介质的流速、温度、压力以及各种腐蚀性气体和水中溶解的离子等。特别是水中带负电的氯离子，基于电价平衡，它总是争先吸附到铁的表面，因此，氯离子的存在往往会阻碍膜在钢铁表面的形成，它会通过钢铁表面膜的细孔和缺陷渗入其膜内，使膜发生显微开裂，于是形成孔蚀。由于氯离子的不断移入，在闭塞电池的作用下，加速了孔蚀破坏。溶解氧或氧化性物质金属表面的界面状态金属表面OPHOCROHOHPOOHOHOPCPOHOHOHOHFe2+有机膦酸盐在金属表面形成螯合膜钼酸盐：在水中解离出的钼酸根离子被吸附在金属表面，并进一步与亚铁离子、铁离子络合生成钝化膜。Fe2++MoO42-O2Fe2+MoO42-Fe2O3亚铁-铁-钼氧化物锌盐：阴极缓蚀剂，当锌离子接近金属表面时，可与金属表面腐蚀微电池中阴极区聚集的氢氧根作用生成氢氧化锌，沉淀在金属表面，从而保护金属不被腐蚀。缓蚀剂防腐原理商品缓蚀剂工业应用的缓蚀剂,具有良好的缓蚀性能只是满足了最基本的要求,要得到实际应用,还应同时符合各种特定的要求。商品缓蚀剂必须按工业使用领域的具体工况条件要求实现优良的综合性能商品缓蚀剂===缓蚀剂主体化合物+协同缓蚀效应化合物+协同物理效应化合物+溶剂技术交流内容缓蚀剂的防腐原理缓蚀剂的应用及检测技术海上油田的腐蚀1234缓蚀剂的性质和特点影响缓蚀效果的因素5影响缓蚀效果的因素影响缓蚀剂缓蚀效果好坏的因素很多，包括金属的种类和表面状态、缓蚀剂的组分、结构、介质的性质、浓度、使用温度和介质的运动速度等因素。咪唑啉氯化苄季铵盐等物质，在醋酸等有机酸介质中，对于碳钢而言，它是效果比较优异的缓蚀剂，而它却经常会是许多不锈钢的腐蚀促进剂。金属种类的影响影响缓蚀效果的因素缓蚀剂浓度的影响影响缓蚀剂浓度对金属腐蚀速度的影响大致有三种情况：1.金属的腐蚀速度随缓蚀剂浓度的增加而降低2.缓蚀剂的浓度和金属腐蚀速度的关系有极限值3.缓蚀剂用量不足会加速金属腐蚀碳钢在含H2S的煤油-盐水介质中,缓蚀率随缓蚀剂用量增加而增大的关系曲线。实际上很多有机及无机缓蚀剂在酸性及浓度不大的中性介质中,都属于这种情况。实际使用中从经济效益考虑,则应该结合保护效果和尽量减少缓蚀剂用量来确定缓蚀剂的使用浓度影响缓蚀效果的因素有些缓蚀剂当浓度增加到一定程度后,如再继续增加缓蚀剂浓度金属腐蚀速度不仅不下降反而会升高.如图可以看出,当缓蚀剂硫代二乙二醇浓度为20毫克分子/升时,碳钢的腐蚀速度最小。低于或高于此浓度时,腐蚀速度都会增高。当浓度大于150毫克分子/升时,碳钢的腐蚀速度比未加缓蚀剂时还快,即变成了碳钢在5摩尔/升盐酸中的腐蚀激发剂。盐酸中的醛类缓蚀剂等缓蚀剂也都属于这种情况,缓蚀剂浓度过大或过小都会使缓蚀率下降。因此在使用这类缓蚀剂时,必须注意缓蚀剂不要过量影响缓蚀效果的因素为减缓淡水和盐水腐蚀性常用的缓蚀剂亚硝酸钠就属于这类缓蚀剂,在盐水中亚硝酸钠添加量不足时,碳钢的腐蚀速度不仅加大而且还会发生明显的点腐蚀。因此,对于这类缓蚀剂添加量太少是危险的,必须十分注意。大部分氧化剂也属于这类缓蚀剂,如铬酸盐,重铬酸盐,过氧化氢以及硅酸钠等影响缓蚀效果的因素1）温度升高,缓蚀率降低大多数有机缓蚀剂及许多无机缓蚀剂属于这种类型.对于吸附膜型缓蚀剂,温度升高,缓蚀率降低是由于金属表面对这类缓蚀剂的吸附明显地减少,从而增大了介质与金属作用的表面积,提高了金属的溶解速度。对于沉淀膜型缓蚀剂,温度升高缓蚀率下降的主要原因是温度升高沉淀颗粒变大,粘附性能变差,沉淀膜的保护性能也就相应下降。例如微碱性介质中的硫酸锌缓蚀剂就属于这一类型2）温度升高缓蚀率也增高这类缓蚀剂与金属表面发生化学吸附生成一层反应产物膜或类似钝化膜的膜层,从而降低了腐蚀速度3）在一定温度范围内缓蚀率不随温度升高而改变例如苯甲酸钠在20-80℃温度范围内,对碳钢在水溶液中的腐蚀抑制作用几乎不随温度变化而改变影响缓蚀效果的因素在大多数情况下,提高介质的流速或对介质进行搅拌都会造成缓蚀效率的降低,有时由于流速增大甚至还会加速腐蚀,使缓蚀剂变成激发剂当缓蚀剂由于在介质中不能均匀分布而影响保护效果时,增加介质流速有利于缓蚀剂均匀地扩散到金属表面,形成保护膜而使缓蚀效率提高介质流速对缓蚀效率的影响,因缓蚀剂使用浓度不同而有相反的结果影响缓蚀效果的因素技术交流内容缓蚀剂的应用及检测技术海上油田的腐蚀1234缓蚀剂的性质和特点影响缓蚀效果的因素5缓蚀剂的防腐原理配伍性缓蚀效果成膜性能溶解性乳化倾向油溶，水不分散油溶，水分散水溶，油不溶气相或挥发性的失重法电阻法线性极化法电感阻抗法硫酸铜点滴法缓蚀剂的应用及检测技术缓蚀剂的应用及检测技术实验室评价失重法电阻法线性极化法电感阻抗法缓蚀效果评价方法失重法静态：动态进行初步的筛选和评定。模拟现场工况，准确评定。腐蚀率(英制)=rcorr/0.0254，mpyrcorr8.76×104×(m-m1)s×t×p＝缓蚀率r空白－r缓蚀剂＝r空白100%×线性极化法缓蚀剂的应用及检测技术在极化电位差（E）不变的情况下，测试电流密度I与腐蚀电流密度（Icorr）成正比关系，而腐蚀电流密度（Icorr）又与腐蚀速率具有一定的比例关系（库仑定律），所以可以根据这种比例关系算出腐蚀速率。缓蚀剂的应用及检测技术腐蚀因素、工况参数及腐蚀原因分析腐蚀因素纯粹的腐蚀介质造成的腐蚀设备设计不合理造成的腐蚀工况参数温度压力流体成份与状态材质类型分析腐蚀原因缓蚀剂的应用及检测技术根据室内评选和现场试验的结果，最终确定了缓蚀剂现场最佳的使用浓度。投加方式：连续投加和冲击性投加缓蚀剂投加到系统后，它会随腐蚀介质流失，如果采用冲击性投加，每次投加的量过大，过剩的缓蚀剂会随着生产水排出，造成极大的浪费，同时会污染环境；缓蚀剂在金属管道内表面形成的膜是不断的被消耗和破坏的，如果采用冲击性投加，管道表面破坏的膜来不及被修复，从而导致更大的腐蚀。投加位置井底、生产分离器水相出口、海管进出口以及需要重点防腐的管段和设备。缓蚀剂的应用及检测技术现场表征缓蚀剂应用效果好坏一般有腐蚀挂片、电阻探针、LPR以及电感探针，除此之外，我们应该还需关注现场腐蚀事件发生的频率以及现场残余浓度的检测。缓蚀剂注入点的初始阶段，产液中有效组分浓度较高，并不断吸附在管线内壁，形成致密的缓蚀保护膜，可以起到很好的腐蚀保护作用。随着缓蚀剂在管线内壁不断吸附，管线中有效组分浓度逐渐降低，在距离加注点足够远的地方，有效组分浓度将不足以形成足够完整的保护膜，缓蚀效果显著下降。