發(fā)布時間：2020-03-26 05:46

【摘要】：秦—沈天然氣管道工程中雙六儲氣庫的注入氣來源為秦—沈天然氣管道,對其組分進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)采出氣主要為濕氣,含有大量的二氧化碳?xì)怏w,因而非常容易發(fā)生二氧化碳腐蝕,導(dǎo)致包括泄漏、爆炸在內(nèi)各類安全事故的發(fā)生。針對這一問題,本文首先采用靜態(tài)法以及動態(tài)法,對L485、L360以及L245三種鋼材在存在二氧化碳條件下腐蝕電化學(xué)行為及影響因素進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)L485、L360和L245三種管線鋼二氧化碳腐蝕速度主要受剛才浸泡在二氧化碳當(dāng)中的時間、現(xiàn)場溫度、二氧化碳分壓以及氣體流動速度等因素的影響,并把二氧化碳對剛才腐蝕電化學(xué)行為分成以下幾個階段:(1)“裸金屬”期,這一階段腐蝕電流的密度增大,鋼材都受到不同程度的二氧化碳腐蝕;(2)膜覆蓋”期,這一階段電流密度基本上不會發(fā)生變化,此時之前所生成的腐蝕膜可以對二氧化碳腐蝕起到一定程度的阻礙作用;(3)“反應(yīng)”期,這一階段電流密度繼續(xù)增大,腐蝕程度變大。之后通過對三種鋼材在不同溫度下的腐蝕產(chǎn)物及腐蝕狀態(tài)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)L485、L360和L245三種鋼材在溫度低于50攝氏度的情況下,腐蝕后形成的產(chǎn)物膜幾乎不能在金屬的表面附著,金屬表面的腐蝕情況較為均勻;溫度在50攝氏度至90攝氏度的情況下,金屬表面附著有較為松散的碳酸鐵,局部腐蝕的現(xiàn)象較為嚴(yán)重;在溫度高于120攝氏度的情況下,金屬表面附著有較為致密的產(chǎn)物膜,金屬腐蝕的速率明顯'變緩。在對溫度和壓力對三種鋼材腐蝕速率進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn),在系統(tǒng)壓力為8兆帕的條件下,'L485鋼在80攝氏度、L360鋼在82攝氏度、L245鋼在81攝氏度分別存在腐蝕速率的最高值,之后進(jìn)行二氧化碳分壓實驗后,確定L485鋼、L360鋼和L245鋼在腐蝕速率最大時的壓力分別為2.1兆帕、1.9兆帕、2.2兆帕。在對二氧化碳腐蝕行為及機(jī)理進(jìn)行研究之后,通過對21種緩蝕劑的“鼓泡效應(yīng)”以及交流阻抗進(jìn)行分析,初步確定了各種緩蝕劑的適用范圍及最佳工作濃度,并根據(jù)Key混合規(guī)則,結(jié)合采出天然氣性質(zhì),對緩蝕劑用量進(jìn)行計算,并最終確定抗二氧化碳腐蝕緩蝕劑實施的最佳方案為:SYZK抗二氧化碳?xì)庀嗑徫g劑(油溶性)的加量為94.36kg/h,使用濃度范圍為50～100mg/L,最佳濃度為100mg/L,適合涂膜或者連續(xù)加注;CRO-316抗二氧化碳緩蝕劑(油溶性)的加量為94.36kg/h,使用濃度范圍為50～90 mg/L,最佳濃度為90 mg/L,適用于涂膜或連續(xù)加注;Champion抗二氧化碳緩蝕劑(水溶性)的加量為193.2kg/h,使用濃度范圍為50～100mg/L,最佳濃度為90 mg/L,適用于連續(xù)加注。
【圖文】：

Ｐｒ＊＃＊＂＊ＢＩ＊ｌ＊＊ｒ＊￣＇＾邋＾Ｓ＾ＳＳＳＳｍ逡逑ＨＨｖ＂邋＾逡逑圖２．２工作電極實物圖逡逑２．１．３邋Ｌ４８５、Ｌ３６０和Ｌ２４５三種管線鋼二氧化碳腐蝕電化學(xué)行為逡逑電化學(xué)測試應(yīng)用于對抗二氧化碳腐蝕緩蝕劑緩蝕效率的評價與作用機(jī)制的逡逑研宄，使用經(jīng)典的三電極體系，用環(huán)氧樹脂密封的Ｌ４８５、Ｌ３６０和Ｌ２４５三種管逡逑線鋼作為工作電極（電極接觸面積ｌｃｍｘｌｃｍ），鈿電極作為對電極，飽和甘汞逡逑電極作為參比電極，其中飽和甘汞電極用魯金毛細(xì)管作為鹽橋與工作介質(zhì)間接逡逑連接。測試采用的腐蝕介質(zhì)為二氧化碳的飽和溶液（模擬雙６區(qū)塊逡逑２５５０．４？２５５４．４ｍ地層水，見表２－２）。實驗前，工作電極均用金相砂紙（２００目、逡逑４００目、８００目、１２００目）逐級打磨至工作電極表面呈鏡面光亮并用蒸餾水沖逡逑洗，再用無水乙醇和丙酮清洗后，冷風(fēng)吹干。電極在３０攝氏度腐蝕介質(zhì)ＮａＨＣ０３逡逑二氧化碳的飽和溶液中浸泡不同時間進(jìn)行極化曲線測試。測試過程為常壓且連逡逑續(xù)通入二氧化碳。逡逑極化曲線測試掃描速度為0．５ｍＶ＊ｓ－ｌ。電化學(xué)阻抗測試儀器為ＣＨＩ邋６０４Ｄ，逡逑交流阻抗圖與極化曲線采用ＺＶｉｅｗ軟件分析。逡逑１０逡逑

＾．．．．．’逡逑圖２．１邋ＣＨ１６０４Ｄ電化學(xué)工作站逡逑２．１．２工作電極制備逡逑將事先準(zhǔn)備好的三種管線鋼加工成長寬高都是１厘米的正方體，，之后使用逡逑環(huán)氧樹脂將樣品密封，作為實驗當(dāng)中的接觸電極，其接觸面積為１厘米ＸＩ厘米，逡逑實物圖如下所示。逡逑Ｐｒ＊＃＊＂＊ＢＩ＊ｌ＊＊ｒ＊￣＇＾邋＾Ｓ＾ＳＳＳＳｍ逡逑ＨＨｖ＂邋＾逡逑圖２．２工作電極實物圖逡逑２．１．３邋Ｌ４８５、Ｌ３６０和Ｌ２４５三種管線鋼二氧化碳腐蝕電化學(xué)行為逡逑電化學(xué)測試應(yīng)用于對抗二氧化碳腐蝕緩蝕劑緩蝕效率的評價與作用機(jī)制的逡逑研宄，使用經(jīng)典的三電極體系，用環(huán)氧樹脂密封的Ｌ４８５、Ｌ３６０和Ｌ２４５三種管逡逑線鋼作為工作電極（電極接觸面積ｌｃｍｘｌｃｍ），鈿電極作為對電極，飽和甘汞逡逑電極作為參比電極，其中飽和甘汞電極用魯金毛細(xì)管作為鹽橋與工作介質(zhì)間接逡逑連接。測試采用的腐蝕介質(zhì)為二氧化碳的飽和溶液（模擬雙６區(qū)塊逡逑２５５０．４？２５５４．４ｍ地層水，見表２－２）。實驗前，工作電極均用金相砂紙（２００目、逡逑４００目、８００目、１２００目）逐級打磨至工作電極表面呈鏡面光亮并用蒸餾水沖逡逑洗，再用無水乙醇和丙酮清洗后，冷風(fēng)吹干。電極在３０攝氏度腐蝕介質(zhì)ＮａＨＣ０３逡逑二氧化碳的飽和溶液中浸泡不同時間進(jìn)行極化曲線測試。測試過程為常壓且連逡逑續(xù)通入二氧化碳。逡逑極化曲線測試掃描速度為0．５ｍＶ＊ｓ－ｌ。電化學(xué)阻抗測試儀器為ＣＨＩ邋６０４Ｄ
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TE988

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2601030