Исследование эффективности малых концентраций ряда ингибиторов углекислотно-сероводородной коррозии и наводороживания углеродистой стали

• Автор: Гладышева, Ирина Владимировна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 173 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Общие принципы ингибирования

1.2. Сероводородная коррозия

1.2.1. Особенности сероводородной коррозии

1.2.2. Ингибирование сероводородной коррозии

1.3. Углекислотная коррозия

1.3.1. Общие закономерности углекислотной коррозии

1.3.2. Ингибирование углекислотной коррозии

1.4. Коррозия стали в двухфазной системе электролитуглеводород

1.5. Некоторые аспекты наводороживания металлов
Глава 2. Методика эксперимента
2.1. Объект ы исследования
2.2. Коррозионные испытания
2.3. Электрохгшические исследования
2.4. Емкостные измерения
2.5. Методика определения водородопроницаемости стали
,2.6. Рентгеноструктурный анализ
2.7. Статистическая обработка экспериментальных данных Глава 3. Закономерности коррозии и защиты стали СтЗ
3.1. Влияние концентрации сероводорода и давления углекислого газа на и состав раствора
3.2. Коррозия и защита стали СтЗ в слабокислых средах добавками Олазола и ПГУ
3.3. Закономерности коррозии и защиты стали СтЗ исследуемыми ингибиторами в модельных пластовых водах
3.4. Коррозия и защита стали СтЗ в слабокислых растворах , содержащих добавки хлорида натрия, посредством АМДОР ИК
3.5. Результаты коррозионных испытаний стали СтЗ
в двухфазной системе деканвода Глава 4. Электрохимическое поведение стали СтЗ
в исследуемых средах
4.1. Результаты электрохшшческих измерений в растворах сильных кислот
4.2. Поляризационные измерения в модельных пластовых 2 водах, насыщенных углекислым газом и сероводородом
4.3. Электрохимические измерения в растворах сошной 2 кислоты, содерэсащих добавки хлорида натрия
в присутствии ингибитора АМДОР ИК1 Глава 5. Изучение адсорбции исследуемых ингибиторов
на углеродистой стали в слабокислых средах, насыщенных С и 2 Глава 6. Исследование водородопроницаемости
стальной мембраны
6.1. Ингибирование диффузии водорода в сталь 1 посредством Олазола и ЛГУ2 в средах,
содержащих углекислый газ и сероводород
6.2. Ингибирующие свойства вещества класса АМДОР 1 по отношению к наводороживанию стали СтЗ
в хлоридных средах, содержащих СО2 и 2 Выводы
Список литературы


Следовательно, для составления эффективных смешанных ингибиторов коррозии одним из компонентов смеси должен быть поверхностно-активный анион, вторым - органический катион либо поверхностно-активное вещество молекулярного типа, имеющее в своем составе атомы азота или серы, способные давать связи со свободными б - уровнями за счет нсподеленных пар электронов. Адсорбция поверхностно-активных анионов изменяет потенциал нулевого заряда в положительную сторону. Это смещение делает заряд поверхности металла более отрицательным и облегчает адсорбцию положительно заряженных органических катионов []. В [] облегчение адсорбции органических катионов объясняют образованием галогенид-ионами промежуточных мостиков, которые своими свободными отрицательными концами диполя галоген-металл обращены в сторону раствора. Т.о. Изотерма адсорбции веществ различной природы в случае переходных металлов часто линейна в координатах 0 - ^С, что соответствует' изотерме Темкина. Она выводится из представления о линейном снижении энергии адсорбции с ростом степени заполнения. В [5] синергизм объясняется с учетом адсорбционных явлений. При адсорбции катионов и анионов между ними возникают силы электростатического притяжения, которые уплотняют образующуюся пленку. По [], эффект синергизма - следствие перехода к блокировочному механизму ингибирования, что маловероятно. Согласно [], взаимодействие адсорбционных центров молекул ингибитора, содержащего атомы азота, с отрицательно заряженными адсорбционными центрами второго компонента (галогенид - ионы) приводит к взаимному усилению адсорбции обоих компонентов смеси (мсжмолекулярный синергизм). Замедление коррозии часто связано с хемосорбцией, включающей изменение заряда адсорбированного вещества и перенос заряда с одной фазы на другую. Особое значение имеет молекулярная структура ингибитора, в частности, электронная плотность на атоме функциональной группы. Органические амины обладают довольно сильными основными свойствами. В растворах минеральных кислот они практически полностью прото-нированы с образованием положительно заряженных оииевых оснований: 1ШН2 + НзО+<-» Р^ЫНз+ + Н • (1. Для органических аминов экранирование поверхности незначительно и весь эффект ингибирования связывают с увеличением положительного значения - потенциала при адсорбции частиц вида К. По [], с увеличением электронной плотности на реакционных центрах усиливаются хемосорбционные связи металл - ингибитор. ДОадс органического вещества на металлах линейно зависит от электронной плотности на основном реакционном центре молекулы, мерой которой может служить ионизационый потенциал. Чем меньше его велотипа, тем лучше адсорбируется соединение. Так, например, адсорбируем ость и защитное действие циклических аминов выше, чем алифатических. Гамета (а) и Тафта (р). А0- константы скорости реакции органического соединения с заместителем и без заместителя соответственно; о - константа, характеризующая способность заместителя Я изменять электронную плотность на реакционном центре по сравнению с Н; р - параметр, отражающий чувствительность процесса к смене заместителя в конкретных условиях (зависит от типа процесса, температуры и растворителя). В.П. У - Щуо - 1)] = ро, (1. В [] было доказано; что такой подход плодотворен и для более сложных случаев - локальной денассивации металлов и сплавов. Часто защитное действие соединений единой реакционной серии линейно увеличивается с ростом электронодонорных свойств заместителя. Сероводородная коррозия - одна из наиболее серьезных причин коррозионного разрушения при эксплуатации оборудования в широком диапазоне сред и условий. Сероводород обладает уникальными агрессивными свойствами и вызывает коррозионное повреждение оборудования в результате электрохимической, а возможно, и химической коррозии и водородного охрупчивания. С []. Интенсивность сероводородной коррозии возрастает с повышением парциального давления сероводорода и концентрации сульфидов []. НгБ <-> Н+ + НБ’ <-> 2Н* + Б2- (1. В кислых растворах (при pH ниже 4) сероводород находится преимущественно в виде молекул, в щелочных растворах (при pH выше 9) - в виде ионов [, ]. Таким образом, в электролитах, содержащих сероводород, в зависимости от pH среды присутствуют ионы ЬТ Н8', ' и молекулы НгЗ.