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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
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(zhì)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(zhì)中，滲鋅碳鋼材質(zhì)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(yīng)用。
詳細(xì)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(zhì)體系中，20#碳鋼及滲鋅碳鋼的腐蝕速率隨介質(zhì)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(nèi)的腐蝕有抑制作用，當(dāng)達一定濃度后，對腐蝕有促進作用。在三種腐蝕介質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)SY/T5329-199規(guī)定0.076mm?a-1的腐蝕指標(biāo)，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(yīng)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(chǎn)提供科學(xué)的依據(jù)。 基本思路：模擬勝利油田采出水的真實水質(zhì)指標(biāo)，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(zhì)的耐腐蝕材料。

科學(xué)性、先進性及獨特之處

該作品選題新穎，接近學(xué)科前沿，實驗設(shè)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(xué)結(jié)論。

應(yīng)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(yīng)用，削弱生產(chǎn)過程中水質(zhì)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(xué)術(shù)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(zhì)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(zhì)中，滲鋅碳鋼材質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)用。

獲獎情況

無

鑒定結(jié)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(xué)學(xué)報(自然科學(xué)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(xué)學(xué)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(nèi)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(shè)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(chǎn)，并成功地開發(fā)出熱擴散粉末滲鋅成套設(shè)備和熱擴散粉末滲鋅產(chǎn)品等多項國家專利，為在國內(nèi)全面推廣這項新工藝提供了技術(shù)保證。滲鋅工藝在石油行業(yè)有廣泛的應(yīng)用前景，1999—2002年北京科技大學(xué)與中國石油天然氣集團公司合作將滲鋅技術(shù)應(yīng)用于煉油裝置的設(shè)備中，在此基礎(chǔ)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(shè)備。 滲鋅技術(shù)在煉油裝置上的成功應(yīng)用使得我們有理由認(rèn)為該技術(shù)在石油天然氣的開采領(lǐng)域內(nèi)也應(yīng)該有廣泛的應(yīng)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(xué)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(fù)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(zhì)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(yīng)用在油田企業(yè)管線的防護方面，加強對碳鋼材質(zhì)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。
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