Механизм локализации коррозии на железе в растворах, содержащих сероводород

• Автор: Баринов, Олег Георгиевич
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Состав агрессивной среды.

1.2 Сродство сероводорода к железу в водных растворах.

1.3 Механизмы коррозионного процесса в водных растворах, содержащих сероводород

1.3.1. Формирование слоев продуктов коррозии.

1.3.2. Механизмы влияния сероводорода на электрохи

мическое поведение железа.

1.3.2.1. Механизм анодной реакции.

1.3.2.2. Механизм катодной реакции

1.3.3.ричины локализации коррозионного процесса
1.4 Механизмы защитного действия ингибиторов.
1.4.1 Механизмы защитного действия ингибигоров общей
коррозии.
1.4.2 Механизмы защитного действия ингибигоров серо
водородной коррозии.
Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, ОБО
РУДОВАНИЕ И РЕАКТИВЫ
2.1. Объекты исследования.
2.2. Реактивы и их квалификация.
2.3. Методы исследования
2.4. Обработка результатов
2.5. Методика подготовки и анализа раствора сульфида
натрия
2.6. Изготовление электродов
2.6.1. Стеклянный электрод.
2.6.2. Медьсульфидный электрод
Глава 3. РАВНОВЕСИЯ В СИСТЕМЕ Ка2БРеБН , ФОРМИРОВАНИЕ И РАСТВОРЕНИЕ ФАЗЫ РеБ И ВЛИЯНИЕ НА ЭТИ ПРОЦЕССЫ ПАВ
Выводы к главе 3
Глава 4. ПРИЧИНЫ ЛОКАЛИЗАЦИИ КОРРОЗИИ НА
СТАЛИ В СУЛЬФИД ХЛОРИДНЫХ РАСТВОРАХ
4.1 Измерение и З2 в щелевых условиях
4.2 Особенности локализации коррозии на стали в неперемешиваемых хлоридных растворах, содержащих сероводород
Выводы к главе 4.
Глава 5. ВЛИЯНИЕ АДСОРБЦИИ ИНГИБИТОРОВ НА РеБ НА ИХ ЗАЩИТНОЕ ДЕЙСТВИЕ ПРИ КОРРОЗИИ ЖЕЛЕЗА
5.1. Адсорбция ингибиторов на Ре
5.2. Исследование сульфида железа в коллоидном состоянии
5.3.ептизирующее действие АВ на осадки РеБ
5.4. Защитное действие коллоида РеБ, пептизированного
ингибиторами коррозии.
Выводы к главе 5.
Глава 6. УЧАСТИЕ СЕРОВОДОРОДА В КАТОДНОЙ
РЕАКИИ НА ЖЕЛЕЗЕ.
Выводы к главе 6.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Разработана модель процесса локализации коррозии на углеродистых сталях в сульфид-хлоридных растворах, протекающего с водородной деполяризацией. Методом потенциометрического титрования подтверждено существование предсказанного ранее катиона Ре8Н+. Определена константа равновесия реакции: Рс2+ + ГО' о Рс8Н+ : К. Установлено, что решающую роль в локализации коррозионного процесса на поверхности углсродиетой стали играет формирование пористого слоя Ре8, ограничивающего объем электролита в очаге Ж и обусловливающего достижение стационарных градиентов концентраций компонентов раствора между язавами и внешним раствором. Впервые установлено, что при развитии Ж в рассматриваемых условиях происходи! Дана оценка удельной адсорбционной емкости свежеосажден-ного мелкодисперсного сульфида железа (Ге5) по отношению к ПАВ различного типа. Установлено, что адсорбция сульфидом железа ингибитора хотя и снижает его защитное действие, но не приводит к полной его потере, что свидетельствует об участии коллоидных частиц РеЯ в формировании защитной пленки на металле. Впервые показано, что некоторые ингибиторы способны пепти-зировать фазу Ре8 и тем самым замедлять ее растворение при взаимодействии с катионами Н*. Экспериментально подтверждено высказанное ранее представление о возможности непосредственного восстановления водорода на железе из молекулы Н. Практическая значимость. Вытекающий из нашей работы вывод о том, что непременным условием Ж стали является образование на поверхности осадка сульфидов железа, послужил научным основанием для разработки способа предупреждения локальной сероводородной коррозии стали путем закислсния сточных вод, закачиваемых в нефтяной пласт. Работа выполнена в проблемной лаборатории ингибиторов коррозии мегаллов МГПИ им. В.И. ВНИИСПТнефть. Для избежания ЛК в сточных водах, содержапшх Н, достаточно их подкислять до pH =3. При этом расход абгазной % кислоты не превышает 0-0 г/м3 сточной воды, что вполне приемлемо как экономически, так и технологически. Закисление сточных вод также улучшает растворимость азотосодержащих ингибиторов и позволяет использовать для защиты ингибиторы кислотной коррозии, ассортимент которых значительно шире, чем ингибиторов коррозии для нейтральных растворов. В условиях, где возможно применение этого метода, отпадает необходимость стерилизовать оборотные воды бактерицидами. В том случае, если нефтеносные породы месторождения имеют карбонатную природу, положительным побочным эффектом от использования предложенного метода будет повышение нефтеотдачи пласта. Диссертационная работа выполнялась по плану НИР проблемной лаборатории ингибиторов коррозии металлов МИГУ (М1 ПИ им. В.И. Ленина) в соответствии с комплексной целевой программой по химии ОЦ. СЭВ-4)]. ИР высших учебных заведений системы Минвуза СССР на - г. Минвуза СССР N 0 от г. Диссертация содержит 0 страниц, рисунков, таблиц, состоит из введения, 6 глав и выводов. Список литературы включает 6 наименований. Основные результаты работы докладывались на семинарах кафедры Общей и Аналитической химии Московского Государственного педагогического института им. В.И. Ленина по коррозии и защите металлов (- г. Ленинских чтениях в Московском Государственном педагогическом институте им. В.И. Ленина - секция химии (- г. Всесоюзной научно-технической конференции в Кириллах (). По материалам диссертации опубликовано 5 работ. Состав агрессивной среды. Промышленные оборотные воды имеют, как правило, нейтральную, слабокислую или слабощелочную реакцию и содержат в своём составе ионы СГ, Br', SO', НСОз Na+, К+, Са2+, Mg? Fe? N2, С, H2S и пр. Они получаются при смешивании природных вод с попутными, конденсагными и другими видами воды, сопутствующей нефтедобыче. Составы одною из компонентов смеси - водных конденсатов газовых месторождений представлены в таблице 1. Таблица 1. Майкопское 6 5 0 . Березовское 8 8 9 5 0 . Сердюковское 5 2 3 . Содержание сероводорода в обводненной нефти некоторых нефтяных скважин достигает 0 мг/л [, , ,]. Для предотвращения общей коррозии контактирующего с такой средой металла трубопровода в смесь добавляют различные ингибиторы.