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油气管道CO2腐蚀影响因素及防腐实验
第33卷第U期 (2014.11)(试验研究)
油气管道CO2腐蚀影响因素及防腐实验
吴晗 汪益宁 王晖’ 陈燕虎
l振华石油控股有限公司 2中国石化胜利油田分公司地质科学研究院
摘要:根据CO 腐蚀程度的不同、温度的差异以及腐蚀形态的不同,一般将CO 腐蚀分为
全面腐蚀、局部腐蚀 ,因此也就出现了不同的腐蚀机理。采出液中所含CO:对管道腐蚀 巨大,
容易造成事故和损失。在分析采出液中CO腐蚀管道的过程和腐蚀机理的基础上,明确了CO
腐蚀管道的各项影响因素,主要包括环境因素、材料因素、力学因素三个方面。对于CO 的防
腐采用以咪哇琳类化合物为主剂缓蚀剂,其中B—L一2缓蚀效果最佳,缓蚀率达85%以上。
关键词:采出液;CO。腐蚀;影响因素;防腐
doi:lO.3969/j.issn.1006—6896.2014.11.022
CO在合适的温度和压力条件下 ,对管道钢材 多,一般反映在腐蚀速率和腐蚀形态方面。腐蚀影
能够造成严重腐蚀破坏,由此引起的材料破坏称为 响因素分为环境因素、材料因素等各个方面,材料
CO腐蚀。在油田开发中,流体中含有大量对管道 因素和环境因素决定了腐蚀产物膜的特性,包括腐
设备造成腐蚀影响的物质 ,包括H。S、CO、C1一 蚀产物膜的组成、结构、形态、致密度、电化学特
等,其中CO。腐蚀是最普遍也是最严重的腐蚀。因 征、弹性模量、应变力、黏附力等特性,腐蚀影响
此有必要对采出液CO。腐蚀过程及机理进行研究, 因素内容和相互关系如图1所示 。
结合实际情况分析CO。对管道腐蚀的影响因素 ,进
co2对管道腐蚀影响因素
而进行实验研究其影响情况和规律,从而得出油田
采出液中COz对管道腐蚀的具体过程特征。 环境因豢 I I材料阏綮 I I力学一化学因
1 管道的腐蚀过程及机理 温度llCO分胍llpH值fl介质成分ll成分Il组织 fI流速ll流态
要了解CO对管道的具体腐蚀过程 ,就需要对 腐蚀产物膜的特性I l腐蚀产物膜的破损
CO。腐蚀机理进行分析,CO。腐蚀机理一直是管道
c0对管道腐蚀形态和特性
腐蚀和防护研究的重点。CO溶于水和原油,会导
致钢铁材料表面发生电化学反应而产生腐蚀。根据 图1 采出液C0对管道腐蚀的影响因素
CO腐蚀程度的不同、温度的差异以及腐蚀形态的 由于上述影响因素是常见的采出液中CO。对管
不同,一般将CO腐蚀分为全面腐蚀 、局部腐蚀 , 道腐蚀情况,其中各种因素的影响程度也不相同,
因此也就出现了不同的腐蚀机理n。局部CO。腐蚀 根据经验和我国油田管道cO。腐蚀的实际情况,从
一 般造成穿孔或小范围破损,本文将其机理归类为 温度、CO分压、C1一、pH值四个方面分析其对CO。
全面腐蚀的一部分。 腐蚀影响。
COz腐蚀阴极反应有两种,包括非催化的氢离 2.1 温度对c0腐蚀的影响
子阴极还原反应和表面吸附CO。的氢离子催化还原 温度是CO腐蚀的重要影响因素,温度改变对
反应。对上述CO腐蚀阳极和阴极反应进行综合, 化学反应速度、程度和腐蚀产物成膜效果有较大的
得出CO腐蚀机理的反应过程为 影响,对腐蚀产物膜的影响更大。研究表明,温度
Fe+2C02+2H20— Fe+2H2CO3_+Fe +H2+2HCO一3 在6ODC左右 ,CO腐蚀转变形态较大。由于FeCO。
上述化学反应机理即CO腐蚀管道的过程,通 在液体 中的溶解度随温度上升而降低 ,在 60~
过对其分析,结合CO。腐蚀管道的影响因素,可由 120oC左右产生腐蚀产物膜 ,出现腐蚀速率过
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