第11章油田水腐蚀原理概述.ppt

影响腐蚀因素 溶解盐类对腐蚀的影响 在低浓度时，随着含盐量的增加，腐蚀速度呈上升趋势。（与水中离子导电性成正比关系） 在高浓度下，腐蚀速度先随着盐浓度的增加而上升，然后再降低。（氧在水中的溶解度随盐浓度的增加而降低） pH的影响 pH7时，pH越低，腐蚀越强 8.13pH11， pH增大，腐蚀降低 pH11时，pH越大，腐蚀增强 * 影响腐蚀因素 溶解氧、CO2等气体的影响 油田水中的溶解氧在浓度小于0.1 mg/L时就能引起碳钢的腐蚀。 CO2溶解于水中，电离出H+，会产生析氢去极化反应。 聚合物的影响 HPAM浓度增加，腐蚀速度降低。 细菌的影响 随着细菌浓度增加，腐蚀速度增加。 * 油田污水系统属于电化学腐蚀，电化学腐蚀过程就是在金属与污水接触的表面上，阴极和阳极间电子流动的过程，是有腐蚀电流的腐蚀。 由于污水中含有一定量的溶解氧，而在金属表面形成微电池，通过电池反应产生金属的氢氧化物和各种氧化物，从而造成腐蚀。 11.3 油田水的腐蚀机理 * 纯水对大部分金属虽然并不会引起明显的腐蚀，但是含有大量杂质的油田水对大部分金属却会产生严重腐蚀。 油田水中的溶解盐类对金属腐蚀有很大影响，其中最主要的是氯化物。 另一类最常见的引起金属腐蚀的物质是水中溶解的氧气、二氧化碳和硫化氢气体。 此外，油田水中存在的硫酸盐还原菌等微生物也会导致严重腐蚀。 * 水中的氯离子 阻碍和破坏金属的钝化，使得阳极过程较易进行。 其破坏作用： 破坏氧化钝化膜。氯离子对氧化膜具有渗透破坏作用，对胶状保护膜具有解胶破坏作用。 吸附作用。氯离子比其他钝化剂更容易吸附，从而阻碍钝化进行。 电场效应。氯离子在金属表面或在薄的钝化膜上吸附，形成强电场，使金属离子容易溶出。 形成配合物。氯离子与金属可生成氯的配合物，加速金属溶解。 * 腐蚀、结垢、细菌和沉积物是油田水的主要问题。 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、细菌繁殖和沉积物形成过程既是密切相关又是互为影响因素。 * 11.4 油田水的缓蚀技术 1)选用耐蚀金属材料或耐蚀非金属材料，如玻璃钢、聚氯乙烯、聚乙烯和聚丙烯等塑料。 2)改变金属的内部结构： 如：把铬、镍加入普通钢中制成不锈钢。 3)选用耐蚀防腐涂层，如我国某油田研制的环氧粉末涂层，是一种防腐性能较好的内涂材料。 4)设法去除水中溶解的氧气、二氧化碳和硫化氢等腐蚀性气体。 5)采用阴极保护法或阴极保护与涂层的联合保护法。 6) 选择和投加针对性强的缓蚀剂、阻垢剂和杀菌剂等化学药剂也是行之有效的防腐措施。 11.4.1 阳极保护法 阳极保护是在被保护金属表面通入足够大的阳极电流，使电位变正进入钝化区从而防止金属腐蚀。 阳极保护主要用来保护贮存硫酸、氨水的碳钢贮槽。 若介质中Cl-过多，就不宜用阳极保护方法，阳极保护的方法有限。 * 11.4.2 阴极保护法 将被保护的金属作为腐蚀电池或电解池的阴极而不受腐蚀 。它一般分为牺牲阳极保护法和外加电流法 。 (1)、牺牲阳极保护法 用较活泼的金属或其三元合金如(Zn、Al)连接在被保护的金属上，被保护的金属作为腐蚀电池阴极而达到不被腐蚀的目的。 * (2)、外加电流法 将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个电极。被保护金属作为电解池阴极，在直流电的作用下阴极受到保护。 利用电解装置,只要外加电压足够强,就可使被保护的金属不被腐蚀。 此法可用于防止土壤、海水和河水中金属设备的腐蚀。 * 在腐蚀环境中以适当浓度和形式(一般是很少的量)添加某种物质，能使金属的腐蚀速度大大降低，这种物质就叫缓蚀剂(即腐蚀抑制剂)。 缓蚀剂可以是单组分物质，也可以是多组分的复合物质。 缓蚀剂保护方法使用方便，投资少。 投入少量就可取得很好的保护效果，得到了广泛的应用。 11.4.3 缓蚀剂 * 按保护金属种类，可分为钢铁缓蚀剂、铝及铝合金缓蚀剂等。 按溶解性能，可分为油溶性缓蚀剂、水溶性缓蚀剂等。 按溶液pH值，可分为中性介质缓蚀剂、酸性介质缓蚀剂等。 11.4.3 缓蚀剂 * 按化学组成 无机缓蚀剂:在中性或碱性介质中主要采用无机缓蚀剂，如铬酸盐、重铬酸盐、磷酸盐、碳酸氢盐等。主要是在金属的表面形成氧化膜或沉淀物。 有机缓蚀剂:在酸性介质中，一般是含有N、S、O的有机化合物。常用的缓蚀剂有乌洛托品、若丁等。 气相缓蚀剂：某些有机缓蚀剂在常温下具有较大的蒸汽压（易挥发），挥发出来的有机物分子充满包装空间，并吸附在金属表面上，从而起到保护金属的作用。如亚硝酸二环乙胺。 11.4.3 缓蚀剂 * 　部分国产酸洗缓蚀剂 三种气相缓蚀剂的蒸汽压 　名称 　　主要成分 缓蚀剂 温度