基本信息
- 項目名稱：
- 油田采出水中主要離子對碳鋼和滲鋅碳鋼的腐蝕研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 采用靜態(tài)腐蝕掛片失重方法，研究了勝利油田采出水中主要腐蝕離子對20#碳鋼和滲鋅碳鋼的腐蝕行為，并對腐蝕原因進行分析。研究表明，20#碳鋼及滲鋅碳鋼的腐蝕速率隨介質中Cl-濃度的增加而上升， Ca2+的加入也在一定程度促進了20#碳鋼和滲鋅碳鋼的腐蝕，HCO3-對20#碳鋼腐蝕具有先抑制后促進作用。在模擬采出水腐蝕介質中，滲鋅碳鋼材質的耐腐蝕性能要明顯好于20#碳鋼，可以在油田的采油管線中廣泛應用。
- 詳細介紹：
- 本文模擬勝利油田采出水中單一離子C1-、HCO3-、Ca2+對20#碳鋼及滲鋅碳鋼的腐蝕速率影響進行了探索。在靜態(tài)封閉腐蝕介質體系中，20#碳鋼及滲鋅碳鋼的腐蝕速率隨介質中C1-濃度增大而呈現(xiàn)上升趨勢。Ca2+的增加都會在一定程度上促進20#碳鋼及滲鋅碳鋼的腐蝕。HCO3-在低濃度和高濃度條件下，都加速了滲鋅碳鋼的腐蝕；對20#碳鋼在低濃度范圍內的腐蝕有抑制作用，當達一定濃度后，對腐蝕有促進作用。在三種腐蝕介質中，滲鋅碳鋼的防腐耐蝕性能要優(yōu)于20#碳鋼，平均腐蝕速率小于石油行業(yè)標準SY/T5329-199規(guī)定0.076mm?a-1的腐蝕指標，優(yōu)異的耐蝕性能達到了油田采出水系統(tǒng)的要求，在油田的輸水輸油管線上具有良好的應用前景。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的：作品的研究成果可以為油田企業(yè)的輸水、輸油管線采取有針對性的腐蝕防護及油田的長期高效安全生產提供科學的依據(jù)。 基本思路：模擬勝利油田采出水的真實水質指標，采用靜態(tài)腐蝕掛片失重法進行腐蝕實驗，考察水中單一腐蝕離子Cl-、Ca2+和HCO3-對20#碳鋼和滲鋅碳鋼的腐蝕速率情況，找到適合勝利油田水質的耐腐蝕材料。
科學性、先進性及獨特之處
- 該作品選題新穎，接近學科前沿，實驗設計合理。采用滲鋅工藝制備滲鋅碳鋼，使用靜態(tài)腐蝕掛片失重的方法，模擬勝利油田采出水中主要腐蝕離子C1-、HCO3-和Ca2+對20#碳鋼和滲鋅碳鋼的腐蝕規(guī)律，找出單一離子Cl-、Ca2+和HCO3-對20#碳鋼和滲鋅碳鋼腐蝕速率的影響程度，得出科學結論。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 該作品的研究成果一方面可以為油田的輸水、輸油管線的腐蝕采取有針對性的防護措施，延長其使用壽命提供理論依據(jù)，從而減少油田企業(yè)每年在管線更換方面的投入，間接為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益；另外一方面還可以推廣研究成果在輸水、輸油管線上的廣泛應用，削弱生產過程中水質變化對管線腐蝕的影響，減小企業(yè)污水處理廠的處理壓力，促進水資源循環(huán)利用和節(jié)能減排。
學術論文摘要
- 采用靜態(tài)腐蝕掛片失重方法，考察勝利油田采出水中單一腐蝕離子成份（Cl-、Ca2+、HCO3-）對20#碳鋼和滲鋅碳鋼的腐蝕行為。研究表明，20#碳鋼及滲鋅碳鋼的腐蝕速率隨腐蝕介質中Cl-濃度的增加而呈現(xiàn)上升趨勢，Ca2+的加入也在一定程度促進了20#碳鋼和滲鋅碳鋼的腐蝕，HCO3-對20#碳鋼腐蝕具有先抑制后促進作用。在模擬的采出水腐蝕介質中，滲鋅碳鋼材質的耐蝕性能要明顯好于20#碳鋼，而且平均腐蝕速率小于石油行業(yè)標準SY/T5329-199規(guī)定的0.076mm?a-1，可以在油田采油管線中被廣泛應用。
獲獎情況
- 無
鑒定結果
- 無
參考文獻
- [1] 黃廷林，趙建偉，吳宗福等．油田采出水系統(tǒng)腐蝕試驗研究[J]．西安建筑科技大學學報(自然科學版)，2004，36(3)：270-274． [2] 崔嬌月，李鄧明，孫合輝等．20#鋼熱浸鍍鋁的防腐蝕研究[J]．遼寧石油化工大學學報，2007，27(4)：35-37． [3] 唐紹鏵，郭慶珍．粉末滲鋅工藝實踐[J]．裝備環(huán)保工 程，2006，3(3)：14-17． 等7件
同類課題研究水平概述
- 滲鋅碳鋼的滲層是由不同鐵鋅比的金屬間化合物組成，滲鋅碳鋼的滲鋅層對基體碳鋼起阻擋層和犧牲陽極的保護作用，在石油煉廠腐蝕案例診斷中發(fā)現(xiàn)滲鋅碳鋼在換熱裝置中使用并未在短期內出現(xiàn)了異常的腐蝕穿孔，滲鋅層起到犧牲陽極的作用來保護碳鋼基體。北京有色冶金設計研究總院于1984年對熱擴散粉末滲鋅工藝進行探索性試驗研究，1986一1988年實現(xiàn)了工業(yè)化生產，并成功地開發(fā)出熱擴散粉末滲鋅成套設備和熱擴散粉末滲鋅產品等多項國家專利，為在國內全面推廣這項新工藝提供了技術保證。滲鋅工藝在石油行業(yè)有廣泛的應用前景，1999—2002年北京科技大學與中國石油天然氣集團公司合作將滲鋅技術應用于煉油裝置的設備中，在此基礎上又研究成功鋅鋁稀土共滲涂層工藝，具有滲鋅和滲鋁兩者的優(yōu)點，既耐水溶液腐蝕，又耐500℃以下的高溫氧化、硫化等，可用于處理換熱器、塔板、浮閥等化工設備。 滲鋅技術在煉油裝置上的成功應用使得我們有理由認為該技術在石油天然氣的開采領域內也應該有廣泛的應用前景，尤其是在油田企業(yè)的石油開采所使用的管線腐蝕防護方面。目前，隨著我國油田的采油已經(jīng)大面積進入三次采油階段，采油過程中需要大量的水和化學試劑，為了節(jié)約水資源，破乳后的油田采出水經(jīng)簡單處理后還要重復利用，之后注入地下繼續(xù)采油。在采出水的循環(huán)利用過程中，水中引入了大量的腐蝕離子，使得采出水在運輸過程中會對鋼質金屬材料的輸水管線造成很大的腐蝕。因此，可以將滲鋅工藝應用在油田企業(yè)管線的防護方面，加強對碳鋼材質管線的保護，延長管線的使用壽命，減少企業(yè)更換管線的經(jīng)濟投入，間接地提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。
