發(fā)布時(shí)間：2017-03-24 10:10

  本文關(guān)鍵詞：油田用特殊黃銅的制備及防腐防垢性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著油氣田開(kāi)發(fā)到中后期高含水階段,油井管和集輸管內(nèi)產(chǎn)生腐蝕和結(jié)垢等常見(jiàn)問(wèn)題,嚴(yán)重危害油氣井的正常生產(chǎn)。因此,開(kāi)展防垢防腐方法研究具有重要的實(shí)際意義。銅鋅合金具有去除溶液中的余氯和重金屬離子、控制微生物的生長(zhǎng)和抑制垢的形成等作用,是一種具有廣闊應(yīng)用前景的防垢防腐新材料。通過(guò)分析油田采出水產(chǎn)生的結(jié)垢和腐蝕,從電化學(xué)角度探討了銅鋅合金材料的防垢防腐機(jī)理,認(rèn)為銅鋅合金在電解液中析出以Zn2+為主的二價(jià)金屬陽(yáng)離子影響了垢的生長(zhǎng)、溶解度和晶體結(jié)構(gòu)；此外,銅鋅合金提高溶液的pH值,使溶液呈弱堿性,能夠減緩CO2和H2S等腐蝕。本文利用熔煉爐制備了含稀土元素的特殊黃銅合金,對(duì)特殊黃銅合金的組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,并模擬油田采出水,實(shí)驗(yàn)研究了該合金的防垢防腐性能。結(jié)果表明：(1)由表面自由能的計(jì)算可知,在600℃退火處理后合金的表面自由能最大,能量最低,且極性分量比鑄態(tài)提高85.60%,對(duì)水等極性分子作用較大,有利于合金與溶液中離子的相互作用。(2)由于稀土的存在,特殊黃銅合金鑄態(tài)組織主要以等軸晶為主,且鑄態(tài)和固溶態(tài)合金相主要為α相(Cu0.64Zn0.36)，并有少量的第二相Cu3Sn析出,但經(jīng)過(guò)固溶處理后的合金晶粒細(xì)化、組織均勻,部分第二相固溶到合金內(nèi)部,提高了合金的固溶強(qiáng)度。(3)特殊黃銅合金在采出水溶液中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),使經(jīng)過(guò)合金處理的采出水溶液中剩余鈣離子濃度比未經(jīng)合金處理的要高；此外,固溶態(tài)特殊黃銅合金組織更加均勻,在采出水溶液中的電化學(xué)反應(yīng)更加劇烈,起到更好的防垢效果。油田采出水溶液中的剩余鈣離子濃度和防垢率隨著溫度的升高而下降,但溫度對(duì)特殊黃銅合金的防垢效果影響較�。惶厥恻S銅合金能夠使結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的方解石型碳酸鈣轉(zhuǎn)變?yōu)獒槧詈颓驙畹膩喎�(wěn)態(tài)文石型碳酸鈣。(4)與經(jīng)過(guò)合金處理相比,沒(méi)有經(jīng)過(guò)特殊黃銅合金處理的油田采出水溶液對(duì)管道鋼的腐蝕速率較高,且腐蝕速率隨溫度的升高而增加,并在50℃達(dá)到最大值0.4467g/(m2·h),在去除產(chǎn)物膜后,鋼片表面的蝕坑大而深。此外,經(jīng)過(guò)特殊黃銅合金處理的溶液pH值提高,減緩采出水溶液對(duì)管道鋼片腐蝕,但溫度升高,加劇了管道鋼片腐蝕；此外,經(jīng)過(guò)特殊黃銅合金處理的油田采出水溶液能夠減少管道鋼基體表面的點(diǎn)蝕現(xiàn)象。
【關(guān)鍵詞】：油田采出水 特殊黃銅合金 防垢防腐蝕 機(jī)理分析 管道鋼
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE980.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 選題背景及意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 防垢常用技術(shù)10-13
• 1.2.2 防腐蝕常用技術(shù)13-14
• 1.2.2.1 陰極保護(hù)13
• 1.2.2.2 化學(xué)防腐13-14
• 1.2.2.3 涂層防腐14
• 1.3 銅鋅合金材料14-16
• 1.4 論文的主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線16-18
• 第2章 銅鋅合金防腐防垢機(jī)理分析18-25
• 2.1 油田結(jié)垢機(jī)理研究18-20
• 2.1.1 油田水垢形成的理論基礎(chǔ)18
• 2.1.2 油田水垢的形成過(guò)程18-19
• 2.1.3 油田水垢的主要成分和晶體結(jié)構(gòu)分析19
• 2.1.4 影響油田水垢的因素19-20
• 2.2 銅鋅合金防垢機(jī)理研究20-22
• 2.3 油田腐蝕問(wèn)題22
• 2.3.1 二氧化碳腐蝕22
• 2.3.2 細(xì)菌腐蝕22
• 2.3.3 硫化氫腐蝕22
• 2.4 銅鋅合金防腐機(jī)理研究22-24
• 2.4.1 調(diào)節(jié)溶液PH值控制腐蝕機(jī)理23
• 2.4.2 有效減緩CO_2、H_2S腐蝕機(jī)理23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第3章 特殊黃銅合金的制備及組織結(jié)構(gòu)研究25-34
• 3.1 特殊黃銅合金的制備及組織結(jié)構(gòu)表征25-27
• 3.1.1 特殊黃銅合金的化學(xué)成分設(shè)計(jì)25-26
• 3.1.2 特殊黃銅合金的熔煉工藝26-27
• 3.2 特殊黃銅合金表面自由能27-30
• 3.3 特殊黃銅合金顯微組織分析30-31
• 3.4 特殊黃銅合金結(jié)構(gòu)表征31-32
• 3.5 特殊黃銅合金表面形貌及元素分布32-33
• 3.6 本章小結(jié)33-34
• 第4章 特殊黃銅合金防垢性能的研究34-47
• 4.1 實(shí)驗(yàn)方案34-36
• 4.1.1 防垢性能評(píng)價(jià)方法34-35
• 4.1.2 模擬溶液配置35-36
• 4.1.3 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器36
• 4.2 鑄態(tài)和退火態(tài)合金對(duì)防垢的影響36-39
• 4.3 溫度對(duì)特殊黃銅合金防垢的影響39-42
• 4.4 特殊黃銅合金對(duì)水垢晶體結(jié)構(gòu)和形貌的影響42-45
• 4.5 特殊黃銅合金時(shí)效分析45-46
• 4.6 本章小結(jié)46-47
• 第5章 特殊黃銅合金防腐性能研究47-59
• 5.1 實(shí)驗(yàn)方法與設(shè)備47-48
• 5.1.1 腐蝕測(cè)試方法47-48
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備48
• 5.2 靜態(tài)失重法分析特殊黃銅合金的防腐蝕性能48-52
• 5.2.1 溫度對(duì)特殊黃銅合金的防腐性能影響48-50
• 5.2.2 N80鋼片腐蝕產(chǎn)物膜分析50-52
• 5.3 電化學(xué)法分析特殊黃銅合金的防腐蝕性能52-57
• 5.3.1 特殊黃銅合金對(duì)溶液PH值的影響52-53
• 5.3.2 不同溫度下N80鋼片的極化曲線53-56
• 5.3.3 掃描電化學(xué)顯微鏡(SECM)分析特殊黃銅合金的防腐蝕性能56-57
• 5.4 本章小結(jié)57-59
• 第6章 結(jié)論與展望59-61
• 6.1 結(jié)論59-60
• 6.2 展望60-61
• 致謝61-62
• 參考文獻(xiàn)62-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果67

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