温度对X65管线钢湿气C02腐蚀的影响.pdfVIP

维普资讯 学兔兔 石 油 与 天 然 气 化 工 48 CHEMICAt_ENGINEERING OF OILGAS 2OO8 温度对X65管线钢湿气CO2腐蚀的影响 张 雷 丁 工 刘志德 路民旭 (1。北京科技大学材料科学与工程学院腐蚀与防护中心) (2。中石油西南油气田公司天然气研究院) 摘 要 利用高温高压冷凝反应釜模拟管道湿气腐蚀环境，研究了湿气温度、环境温度及冷凝 液膜状态对X65管线钢湿气CO 腐蚀的影响。随着湿气温度的升高，CO 腐蚀速率增大。湿气温 度、环境温度、温差、气体流速均会对冷凝液膜的厚度、冷凝速率、液膜的温度产生影响。当湿气温 度和液膜温度均较低时，腐蚀受电化学活化控制而速率较低。当湿气温度较高时，腐蚀速率随液膜 厚度、冷凝速率和液膜温度的增加而增大。但当湿气温度更高或液膜更厚时，致密腐蚀产物膜更易 形成而使腐蚀速率下降。 关键词 湿天然气 CO，腐蚀 温度 薄液膜 凝结 CO 作为油田伴生气或天然气组分之一广泛存 状态有所不同。Vitse 主要从CO 腐蚀的微观机 在于油气储藏中，并随油气流一同被采出。CO 在 理出发，结合离子在材料与溶液界面处的传质过程 潮湿环境或溶于水后对钢铁具有极强腐蚀作用，易 以及离子在腐蚀产物膜中扩散与迁移过程，建立了 引起迅速的全面腐蚀和严重的局部腐蚀，在油气田 腐蚀预测机理模型，认为液膜饱和使腐蚀产物易于 开发、集输和加工过程中，已成为困扰油气工业发展 在金属表面沉积，腐蚀产物覆盖大部分金属表面后 的一个极为突出的问题。天然气采出后呈饱和湿气 腐蚀速率减小；Sun lo]则通过搭建小型流动环路系 状态，若未经深度脱水直接进入集输管道，输送过程 统模拟管道中湿气环境，结果表明高气体流速形成 中管道途经地区条件复杂，可能引起管壁温度低于 湍流和紊流增大腐蚀速率；Dugstad… 依据实验室数 内部气体温度而在管壁形成凝结水。在水平管段 据总结出水冷凝速率是影响腐蚀的关键因素，冷凝 中，凝析水受重力作用大部分汇集于管道底部，在侧 速率的变化直接影响液膜特性和反应进行程度。湿 壁和顶部则保持一层较薄的液膜。湿天然气中的 气CO 腐蚀的关键因素在于冷凝液膜对CO 电化 CO 溶解于凝析水或液膜中，会对管壁造成严重腐 学反应过程和物质传递过程的影响，而温度在两方 蚀 一 。 面都起到重要的作用。本实验利用高温高压冷凝反 国内外学者近年来对CO 腐蚀的规律和机理 应釜模拟管壁湿气环境，着重研究了温度对湿气 进行了广泛研究，CO 分压、环境温度、介质pH值、 CO 腐蚀的影响规律。 介质流动条件等都是影响腐蚀速率的主要因素，而 1 实验方法 具有一定保护作用的CO 腐蚀产物膜的力学和化 学特性则是影响腐蚀机制的关键因素 。通常所 实验材料为X65管线钢，试样用水砂纸逐级打 说的CO，腐蚀在一定程度上是指样品全浸于液态 磨至800 。腐蚀介质模拟某气田采出液(用去离子 介质中的腐蚀状况，但现场管道内壁薄液膜的电解 水和分析纯化学试剂配制而成)，其离子浓度如表