Универсальность действия ряда ингибиторов в условиях углекислотной и сероводородной коррозии и наводороживания углеродистой стали

• Автор: Можаров, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 181 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Содержание
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Общие вопросы коррозионного разрушения металлов

1.1.1. Углекислотная коррозия железа и стали

1.1.2. Коррозия в присутствии

1.1.3 .Наводороживание металлов

1.2. Ингибирование коррозии органическими соеди1ениями

1.2.1. Общие вопросы ингибиторной защиты

1.2.2. Защита от углекислотной коррозии

1.2.3. Ингибирование сероводородной коррозии
1.2.4. Особенности ингибирования коррозии в двухфазных системах
1.2.5. Ингибирование наводороживания
Глава 2 Методика эксперимента
2.1. Исследуемые вещества
2.2. Приготовление рабочих растворов
2.3. Методы коррозионных испытаний
2.4. Рентгеноструктурный анализ
2.5. Методика электрохимических измерений
2.6Методика исследования адсорбции
2.7. Методика определения водородопропицаемости стали
2.8. Статистическая обработка экспериментальных данных
Гпава 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 разбавленных растворах сильных кислот ингибиторами типа ФОМ
3.3. Закономерности коррозии и защиты стали СтЗ в модельных пластовых водах ингибиторами типа ФОМ
3.4. Коррозия и защита стали в разбавленных растворах НС1 26, содержащих добавки хлорида натрия, посредством ингибитора АМДОР ИК2
3.5. Ингибирование коррозии стали СтЗ в двухфазной системе декан вода
Глава 4 Электрохимическое поведение стали в исследуемых средах.
4.1. Результаты электрохимических измерений в растворах сильных кислот, ингибированных веществами ряда ФОМ
4.2. Электрохимическое поведение стали СтЗ в имитатах пластовых вод
4.3. Поляризационные измерения в солянокислых растворах, содержащих добавки хлорида натрия, ингибированных АМДОР ИК2
Глава 5. Исследование адсорбционной способности изучаемых ингибиторов на поверхности стали
Гпава 6 Ингибирование диффузии водорода в сталь в исследуемых средах
6.1. Исследование влияния сероводорода, углекислого газа и ингибиторов ряда ФОМ на водородопроницаемость стальной мембраны
6.2. Ингибирование наводороживания стали композицией
АМДОР ИК2
Выводы
Список литературы


Американский институт нефти) []: Рсо2 <0, МПа - коррозионнонеопасные среды, 0,-0,2 МПа - средние, >0,2 МПа - высоко опасные. Очень часто в реальных нефтепромысловых системах углекислотная коррозия осложнена отложением солей на корродирующую поверхность. Чаще всего это происходит вследствие: уменьшения общего давления в системе, изменения температуры, изменения химического состава воды [3, ]. Рентгенографическими и электронно-микроскопическими исследованиями установлено, что основу осадков составляет сидерит (РеСОз) и изоморфная его структуре фаза []. Также встречается карбонат кальция и коррозит - струюура, состоящая из трех фаз: сидерита, фазы, изоморфной его структуре и нерастворившегося цементита матрицы. В кислородсодержащих средах осадок СаСОз плотен, хорошо сцеплен с металлом. В бескислородных системах он не столь плотен и однороден, намного легче удаляется с металла, а места его отслаивания становятся активными катодами [3]. Карбонат железа (сидерит) тоже относят к осадкам защитного типа, но в тоже время считают, что он может образовываться лишь при ’С [, , ]. УКОр - скорость коррозии, рассчитанная по уравнению (1). В публикациях отечественных авторов отмечается, что в углекислотной среде защитная сидеритовая пленка может образовываться и при -*С. Решающую роль играет соотношение между 1, Рсо2 и химическим составом среды, определяющим pH [, ,, ]. Совместное осаждение коррозита и СаСОз приводит к усилению коррозии [, ]. H, температурой и наличием или отсутствием кислорода в системе [, ]. Из всего многообразия схем авторы [] выделяют две группы реакций (П1 и П2). Ре2* + С2> РеСОз т. Ре(С)- + + 8РР = 4РеООН + 8С + 2Н. П1 ведет к подкислению среды, либо протекает в вующиеся осадки имеют слабые защитные свойства. Механизм П2 средах с рН< 7. ОН)г + НСОз" -> РеСОз + Н + ОН" . П2 реализуется в средах с рН> 7, который сам и подщелачивает приэлектродный слой. Формируемый в ходе его осадок способствует защите металлов. В результате происходит увеличение концентрации СО;- в растворе, что способствует образованию РеСОз и формированию на поверхности металла защитного слоя сидерита, приводящего к снижению общей скорости коррозионного процесса. Однако сохраняется опасность локальной коррозии за счет местного подкисления среды в порах продуктов коррозии []. Авторы [] достаточно полно проводят классификацию пленок, образующихся при углекислотной коррозии, и условия их образования. Ими показано, что для реальных систем скорости коррозии значительно выше, чем прогнозируемые по уравнениям, не учитывающим рост пленки. Присутствие сероводорода при углекислотной коррозии усиливает коррозионный процесс. При высоких концентрациях Н2Э (0-0 мг/л) скорость коррозии может достигать 1,2 - 1,3 мм/год. Диоксид углерода, подкисляя электролит, увеличивает скорость образования сульфидных осадков - довольно эффективных катодов [, ]. Ре + НЕ" -> ИеБг + Н2 + 2е . Следует отметить, что в таких системах имеет место конкурентная адсорбция Н и С, так как углекислый газ, будучи стимулятором коррозии в чисто углекислотной среде, ингибирует действие более сильного стимулятора - сероводорода [,,]. В [] показано, что в условиях осадкообразования при наличии углеводородной фазы интенсивность углекислотной коррозии возрастает в 1,5-2,5 раза. При содержании электролита менее % сталь практически не подвергается коррозии, а при увеличении до % коррозионная активность резко увеличивается, что связывается с изменением природы эмульсии []. Углеводородная фаза сама по себе обладает невысокими агрессивными свойствами и, скорее, способствует ингибированию коррозионного процесса, причем в тем большей степени, чем выше молярная масса углеводородов [1]. Коррозия в присутствии НгБ. Одной из причин разрушения нефтепромыслового оборудования является сероводородная коррозия [I]. За последние годы в пластовых водах нефтяных скважин заметно возросло содержание Н - от до 0 мг/л []. Вулканизм в шельфовой зоне. Как следует из в [, , ], сероводород в водном растворе не только не усиливает коррозию алюминия, но и тормозит ее. Он повышает защитную способность оксидных пленок и стимулирует их формирование.