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酸性气田开发和长输中管壁内外腐蚀及防治技术分析

作　者: 翟文
导　师: 郑茂盛
学　校: 西北大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: N80钢 腐蚀膜 土壤腐蚀 X80管线钢 稀土铈
分类号: TE988.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 207次
引　用: 2次
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内容摘要


我国中西部油气田富含酸性气体CO2,受酸性气体和工作环境的影响,用于开采和长输的油气管线都会受到严重的腐蚀。油气田开发过程中的腐蚀会给油气田造成灾难性事故,而油气田集输和长输管线的腐蚀除造成重大经济损失外,还会造成环境污染和环境修复困难。因此研究酸性气田开发和长输过程中管壁的内、外腐蚀具有一定的实际意义。通过对N80油套管和地表集输管线的内壁造成的腐蚀膜的电化学分析发现,N80钢表面所形成腐蚀产物膜对基体具有一定的保护作用;该腐蚀膜具有明显的双层结构,外层腐蚀产物比较疏松而且薄,而内层腐蚀产物则比较致密,厚度较大,与基体结合力较强。对比研究了N80钢和新型合金09Cr2AlMoRE在采出水中的电化学腐蚀特征,对两种材料阴、阳极过程中极化电阻的计算表明,新型合金阴、阳极过程中的极化电阻明显大于N80钢相应过程的极化电阻,表明新型合金能有效地抑制CO2在其上的腐蚀。在传统腐蚀挂片的筛选气井缓蚀剂的基础上,采用电化学方法,评价了5种气井缓蚀剂的缓蚀性能,优化出适合于高含CO2的长庆酸性气藏开采的气井缓蚀剂。模拟碱性土壤环境,研究了X80长输管线钢腐蚀膜的电化学特征,分析了成膜电位、成膜温度、氯离子浓度对钝化膜的电化学性能产生的影响。引入稀土元素铈,在模拟土壤环境下对比研究了不同铈含量对X80长输管线钢防腐性能的影响,发现随着稀土元素铈的加入,X80管线钢在模拟土壤环境下的腐蚀防治能力显著增大。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 绪论  8-17
  1.1 研究的工程背景及意义  8-10
    1.1.1 油气田开发及长输过程中管线钢腐蚀的危害  8
    1.1.2 油气田采出水导致的油田管线内壁腐蚀  8-10
    1.1.3 埋地长输管线在土壤环境中导致的管线钢外壁腐蚀  10
  1.2 研究的理论依据及国内外研究现状  10-13
    1.2.1 电化学腐蚀  10-12
    1.2.2 土壤腐蚀  12-13
    1.2.3 碱性土壤腐蚀环境的室内模拟研究  13
  1.3 研究的主要内容、方法及技术路线  13-17
    1.3.1 研究的主要内容  13-14
    1.3.2 研究方法  14-15
    1.3.3 研究的技术路线  15-17
第二章 N80钢在酸性气田开采中电化学腐蚀特征研究  17-22
  2.1 前言  17
  2.2 实验  17-18
    2.2.1 试样制备  17
    2.2.2 腐蚀膜的SEM、EIS测试  17-18
  2.3 结果与讨论  18-21
    2.3.1 腐蚀膜的微观结构  18-20
    2.3.2 腐蚀膜覆盖条件下的EIS研究  20-21
  2.4 本章小结  21-22
第三章 N80钢与新型合金在油田采出水中腐蚀行为的对比研究  22-28
  3.1 前言  22
  3.2 实验方法  22-23
  3.3 结果与讨论  23-27
    3.3.1 极化曲线  23
    3.3.2 电化学阻抗谱  23-26
    3.3.3 腐蚀膜形貌  26-27
  3.4 本章小结  27-28
第四章 在酸性气田开采中N80油套管钢的内腐蚀防治技术  28-39
  4.1 前言  28
  4.2 实验方法  28
  4.3 结果与分析  28-38
    4.3.1 利用Tafel曲线和线形极化曲线对缓蚀剂缓蚀性能的筛选  28-32
    4.3.2 自腐蚀电位-温度曲线对缓蚀剂缓蚀性能的筛选  32-33
    4.3.3 利用电化学阻抗谱评价缓蚀剂的缓蚀性能  33-38
  4.4 本章小结  38-39
第五章 X80管线钢在模拟土壤环境中腐蚀的电化学性能研究  39-46
  5.1 前言  39
  5.2 试验方法  39-40
  5.3 结果与讨论  40-45
    5.3.1 不同成膜电位下所成膜的EIS研究  40-42
    5.3.2 成膜温度对所成膜的电化学行为的影响  42-43
    5.3.3 Cl~-对所成膜的电化学行为的影响  43-45
  5.4 本章小结  45-46
第六章 稀土铈对X80长输管线钢在模拟土壤环境下腐蚀行为的影响  46-53
  6.1 前言  46
  6.2 实验  46-47
    6.2.1 试样制备  46-47
    6.2.2 电化学试验  47
  6.3 结果与讨论  47-52
    6.3.1 动电位极化曲线  47-48
    6.3.2 电化学阻抗谱  48-50
    6.3.3 Mott-Schottky曲线  50-52
  6.4 本章小结  52-53
结论  53-54
参考文献  54-59
攻读硕士学位期间取得的科研成果  59-60
致谢  60

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中图分类: > 工业技术 > 石油、天然气工业 > 石油机械设备与自动化 > 机械设备的腐蚀与防护 > 油气储运设备的腐蚀与防护 > 管线腐蚀与防护
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