Ингибирование сероводородной коррозии низкоуглеродистых сталей летучими аминами

• Автор: Кашковский, Роман Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 153 с. : ил.

1.1, в щелочных возможны 1.2 и 1.3.

В 5 предложена другая схема процесса

2Н 2е Н2 2Н
Н Н Н Н

По данным 6, реализуются следующие стадии

Н Надо

Надс Н4 НадС Н НзБ алс е Те Нддсе НоБадс В

последних уравнениях учитывается возможность образования ионов сульфония Н,

которые легче разряжаются на железе, чем ионы ОН. Согласно 2, катодный

процесс с участием Н имеет вид

Ее Ш ЕеН8адс

ЕеН8адс Н ЕеН8НадС Н
ЕеН8Надс е ЕеН8адс Надс
В качестве катализатора выступает молекулярный поверхностный комплекс
ЕеН8Надс протоны которого восстанавливаются до атомов водорода и далее
частично рекомбинируют, либо диффундируют в сталь, где, молизуясь в ловушках
кристаллической рештки, повышают внутреннее напряжение металла. В результате
на мягких сталях образуются поверхностные вздутия, а на более прочных
происходит растрескивание и потеря механических и технологических свойств 7.
Механизмы анодного процесса растворения железа также многостадийны. Так, З.А.
Иофа 8 предположил механизм анодного процесса, где в качестве катализатора
выступает хемосорбированный комплекс РсН8адС
Ре РЬБ Н РеШадс НзО
РеСНБЗдлс РеШ 2е
РеН8 И Ре2 РЬБ Н 2е
В последнем случае ускорение анодной реакции ионизации металла Н аналогично
действию ОН, так как на поверхности металла возникает комплекс, выполняющий
функцию катализатора. Затем он разлагается и Н регенерируется. Образование
катализатора РеН8адС ведет к ослаблению связи между атомами металла и
облегчению их ионизации.
Согласно 6, катализатором анодной реакции является РеНадс
Ре Н РеНадс РеНадс РеГО2 2е РеНЗ2 Ре2 Н
В работе 9 изучено электрохимическое поведение электродов из сульфидов
железа. В системе сульфиды железа вода Н можно ожидать протекание целого
ряда электродных реакций.
На Ре
ГеЭг 4 2Н 2е Ре8 4 Н Ре 1Г 2е Ре8 4 Н
Ре 4 Н 2е РеБ 4 2Н
В кислых растворах возможно
Ре 2Н е2 Н2 И2 Н 8 Б 2Н 2е НзБ
Б Н 2е Ш
Кроме того, анодный процесс осложняется пленкообразованием 1. Растворение
подложки протекает либо через поры в сульфидной пленке, либо за счет
непрерывного растворения и нового формирования пленок сульфидов Реп5, где для
троилита п 1, для пирротита 0.8 п 1, для пирита и марказита п 2.
Последние две модификации сульфида образуются преимущественно в щелочных
средах, т.е. при наличие в растворе
значительного количества ионов Ш и 8. Взвесь сульфидов, осаждаясь на
поверхности железа или стали, образует с ними многочисленные макропары с АЕ от
0.2 до 0.4 В , в которых конструкционный материал выступает в качестве
анода, а контактирующий с ними сульфид железа катода, что вызывает ускоренное
развитие локальной коррозии.
На поверхности стали образуется структура сульфидов железа, которые, в
зависимости от условий, могут иметь разную кристаллическую форму дисульфиды,
пирит, триолит, канзит и макинавит. Согласно наиболее активны в
химическом отношении сульфиды Ре3 и Рех. При взаимодействии с они легко
окисляются.
Коррозия железа и стали в сульфидных водных растворах в большой степени
определяется образованием малорастворимых сульфидов железа. Согласно ,
их структура зависит от содержания Н в среде. При Сц 2.0 мгл образующаяся
пленка состоит в большей степени из триолита
Ре8 и пирита или марказита Ре размер кристаллов до нм. При повышении
Сц2 до мгл встречается канзит Рсу, который с дальнейшим
ростом концентрации становится преобладающей формой сульфида железа размер
кристаллов до им. Канзит имеет несовершенную кристаллическую решетку, не
препятствующую диффузии железа, поэтому скорость коррозии металла с его
образованием увеличивается. Наибольшим защитным действием обладают макинавит
более плотная фаза сульфида , и пирит, кристаллическая решетка которого
имеет относительно немного дефектов. Однако, но другим данным ,
основным фактором, тормозящим растворение металла, является монослой аморфного
сульфида железа, а появление макинавита следующая стадия процесса коррозии,
при этом макинавиту не приписываются высокие защитные свойства.
При малых парциальных давлениях 2 2 0.4 кПа на стали в газовой фазе
образуются тонкие защитные слои марказита иили пирита 2. Скорость СВК по
мере роста 2 снижается за счет торможения встречной диффузии ионов в
сульфидной пленке. В интервале 0.4 кПа 2 2 кПа скорость СВК слабо
зависит от 2 При 2 кПа, по данным 1, образуются толстые рыхлые
и пористые слои канзита . В диапазоне 5 кПа 2 0 кПа наблюдается
экстремальный рост скорости СВК от с максимумом при 0 кГГа .
Защитные свойства сульфидных плнок снижаются в присутствии активаторов
коррозии например, СГ и в результате повышения скорости
эрозионновоздействующего потока I. С уменьшением увеличивается
растворимость сульфидов и в таких растворах сульфидные плнки не образуются. В
этом случае коррозию стимулирует 2 6, . Для кислых растворов установлено
растворение сульфидов железа по химическому механизму 1,.
Химический состав стали также оказывает большое влияние на свойства сульфидных
пленок. Специальное легирование например, сталь ХГ2НАБ4 сопровождается
возникновением стойких более мелкодисперсных, плотных и прочно сцепленных
пленок.
В показано, что для растворов, имитирующих пластовые воды от 0 до
и 4 с от 4.8 0 мгл 2 до 4.0 мгл 2, максимальные
скорости коррозии установлены при 1 . Это объясняют превалирующим влиянием
роста электропроводности среды при низких содержаниях и конкурентной
адсорбцией, вытесняющих , хлоридов при более высоких 2.5.
Влияние кислорода на скорость СВК изучалось в имитатах пластовых вод .2 мгл
2, .5 мгл , 1 мгл СаС, 0 мгл , мгл ЫаНСОз с
введение


ВВЕДЕНИЕ . ГЛАВА I. НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ СЕРОВОДОРОДНОЙ КОРРОЗИИ СТАЛИ 8 1. СЕРОВОДОРОДНОЙ КОРРОЗИИ СТАЛИ 1. ИЗУЧЕШ4И СУЛ1. ГЛАВА II. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ . ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ . Рентгенофотоэлектронная спекгроскопия. ГЛАВА III. ВЛИЯНИЕ АМИНОВ НА СВК СТАЛИ . Деаэрирование коррозионной системы . ГЛАВА IV. Актуальность проблемы. РФ. ЛИК. ЛИК. ЛИК на базе российского сырья стоит весьма остро. ЛИК. СВК стали для нужд нефтегазовой отрасли. ЕЦТЮССЖК. Г.В. ООО Газпром добыча Оренбург Оренбург, . Вулканизм в шельфовой зоне. С и 2. При С и давлении 1. Н , 8, 8 и ЕЬЭ 4. Н 2е Н2 1. ЭН с Э2 Н2 1. Н е ОН Ы Н2 1. ОН. Механизмы анодного процесса растворения железа также многостадийны. Так, З. Затем он разлагается и Н регенерируется. Кроме того, анодный процесс осложняется пленкообразованием 1. Ш и 8. Ре3 и Рех. Н в среде. При Сц 2. Ре8 и пирита или марказита Ре размер кристаллов до нм. При малых парциальных давлениях 2 2 0. В интервале 0. СВК от с максимумом при 0 кГГа . Влияние кислорода на скорость СВК изучалось в имитатах пластовых вод . Сн игп. Влияние температуры на СВК рассмотрено в . С вновь медленно. К 0. С 1. В частности, введение в модельную пластовую воду об.