二氧化碳驱油工艺中油酸咪唑啉对碳钢的缓蚀行为研究

目的 研究CO2驱油工艺中咪唑啉缓蚀剂对油套管P110钢腐蚀的缓蚀机制与规律。方法 模拟长庆油田CO2驱工艺环境为实验条件,采用失重挂片、电化学测试、微观表征等手段,研究油酸咪唑啉缓蚀剂对P110碳钢的腐蚀抑制行为。结果 P110钢的腐蚀速度随着CO2分压的升高而增大,但是增大幅度不明显。当CO2分压为2、6 MPa时,油酸咪唑啉对P110钢腐蚀具有显著的抑制效果,缓蚀效率均超过98%,试片表面基本完整;当CO2分压升高到8 MPa时,油酸咪唑啉的缓蚀性能明显下降,缓蚀效率仅为64.33%,试片表面存在明显的腐蚀特征。结论 CO2分压升高到8 MPa时,P110钢表面携带过剩的正电荷,不利于油酸咪唑啉缓蚀剂的吸附。     

3-(吗啉基甲基)-苯并噻唑-2-硫酮的合成与缓蚀性能

目的研究3-(吗啉基甲基)-苯并噻唑-2-硫酮(MLMBT)的缓蚀性能。方法在微波辐照下用2-巯基苯并噻唑、甲醛和吗啡啉合成了MLMBT,采用失重法和动电位极化曲线测试了其缓蚀性能,利用分子动力学模拟方法探讨了其在Fe表面的吸附作用。结果该缓蚀剂能有效抑制N80钢CO2腐蚀,属于混合型缓蚀剂。在90℃和其加量为0.5 g/L时,能使腐蚀速率从0.3691 g/(m2·h)降低到0.1048 g/(m2·h)。其分子中最高占据轨道(HOMO)的电荷主要分布在分子中的N,S原子上,而其最低空轨道(LUMO)的电荷则主要分布在巯基苯并噻唑环上,当其在N80钢表面发生吸附时,分子中的巯基苯并噻唑环和吗啉基处于同一平面而同时平行吸附。结论分子动力学模拟结果从微观角度验证了MLMBT具有良好缓蚀性能,与失重法和电化学测试结果一致。     

剩余污泥中活性成分提取及其酸洗缓蚀行为研究

文章采用失重法,考察了从剩余污泥中提取的活性成分对A3碳钢在10%盐酸中的缓蚀作用,然后通过热力学研究了缓蚀剂的吸附行为,研究结果表明,污泥水解时37%盐酸加入量8 mL、水解时间18 h、水解温度(99±0.5)℃可有效地提取污泥中的活性成分,失重法结果表明缓蚀剂的加入可有效抑制钢铁在HCl中的腐蚀,在(30±0.5)℃下缓蚀率可达到88%以上,随着温度升高,缓蚀性能下降。该缓蚀剂在A3碳钢表面的吸附符合校正的Langmuir吸附模型,吸附过程为放热、熵增的自发过程。     

苯并咪唑衍生物缓蚀机理的理论研究

目的对五种苯并咪唑衍生物缓蚀剂的缓蚀性能进行理论评价,并对其缓蚀机理进行理论研究。方法采用量子化学计算与分子动力学模拟相结合的方法。结果苯并咪唑、2-丙基苯并咪唑、2-戊基苯并咪唑、2-己基苯并咪唑的最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)均分布在苯并咪唑环上,而2-对氯苄基苯并咪唑的最高占据轨道分布在苯并咪唑环上,最低空轨道分布在取代基上。分子的苯并咪唑环平行吸附在金属表面,取代基含有的烷基链会垂直于表面并指向溶液,对分子吸附的影响较小,而取代基含有的苯环则会发生平行吸附。在五种缓蚀剂分子中,苯并咪唑的能隙差(ΔE)为5.572 e V,在金属表面上的吸附能为364.19 k J/mol,缓蚀性能最弱;2-对氯苄基苯并咪唑的能隙差为5.157 e V,吸附能为700.19 k J/mol,缓蚀性能最强。结论苯并咪唑衍生物分子的取代基官能团会对缓蚀性能造成一定影响,缓蚀剂分子通过其前线轨道与Fe原子形成的配位键和反馈键稳定吸附在金属表面,吸附形态和前线轨道分布有关。     

三种铜缓蚀剂抗H2S腐蚀性能研究

研究了BTA,MBI,MBT等3种铜缓蚀剂在H2S环境中的缓蚀性能,采用量子化学研究方法对实验结果进行了分析,研究了苯三唑在铜表面所形成的配合物保护膜的稳定性。结果表明,MBT抗H2S腐蚀性能较差,BTA是铜及其合金在H2S环境中理想的接触缓蚀剂和气相缓蚀剂。     

环保型缓蚀剂在油气管道腐蚀防护中的应用

为了延缓油气集输管道的腐蚀速率,延长管道的使用寿命,实验室以丙烯酸(AA)、顺丁烯二酸酐(MA)以及丙烯酸乙酯(EA)为原料,制备了一种环保型缓蚀剂HBY-2,优化了合成工艺条件,并评价了其防腐蚀效果。实验结果表明：在单体的质量分数为20%,单体配比为AA∶MA∶EA=1.2∶1.2∶1.0,引发剂加量为0.5%,反应温度为80℃,反应时间为5 h的合成条件下,制备的环保型缓蚀剂HBY-2的缓蚀效果最好。当HBY-2的加量为0.3%,腐蚀时间为30天时,缓蚀率仍可以达到97.5%,长效腐蚀防护效果较好。在相同的实验条件下,环保型缓蚀剂HBY-2的缓蚀效果明显优于钨酸钠、钼酸钠、硫脲和咪唑啉。现场应用结果表明,油井集输管道中添加缓蚀剂HBY-2后,挂片的腐蚀速率均明显降低。研究结果认为,制备的环保型缓蚀剂HBY-2能够满足油气集输管道的腐蚀防护需求,降低管道的腐蚀速率,延长其使用寿命。     

四硼酸钠对AZ91D镁合金的缓蚀效果研究

选用无机环保型缓蚀剂四硼酸钠,研究了质量浓度不同的四硼酸钠对AZ91D镁合金的缓蚀效果,并采用电子显微镜对空白样品及添加缓蚀剂浸泡样品的腐蚀形貌进行了分析。结果表明,在室温下,四硼酸钠对AZ91D镁合金具有缓蚀效果,四硼酸钠溶液质量浓度为2. 4 g/L时的缓蚀效率可达到66. 46%;浸泡腐蚀与电化学腐蚀结果一致。     

钼酸盐复合缓蚀剂对海水中碳钢缓蚀性及机理研究

采用失重法、电极化法和X-射线光电子能谱XPS技术对钼酸盐复合缓蚀剂的缓蚀性及缓蚀机理进行了研究。实验结果表明:单一钼酸盐对海水中碳钢的缓蚀率随着钼酸盐使用浓度的增加而增加,但低浓度使用缓蚀率较低。通过失重法确定了与钼酸盐有较好协同效应的缓蚀剂配方-钼酸盐、柠檬酸钠、有机膦酸盐(HEDP)和锌盐,当缓蚀剂各组分浓度分别为10mg/L、40mg/L、10mg/L和4mg/L时,该缓蚀剂对海水中碳钢的缓蚀率超过93%。动电位极化曲线测试结果表明:单一钼酸盐缓蚀剂和钼酸盐复合缓蚀剂均为抑制阳极反应为主的阳极型缓蚀剂;X-射线光电子能谱XPS实验结果表明:添加了缓蚀剂的碳钢表面形成了以氧化铁和有机铁络合物为主要成分,钼与磷也参与成膜的不溶性沉淀膜,有效的抑制了海水对碳钢表面的腐蚀。     

金县1-1水源井缓蚀阻垢剂筛选的实验研究

目的解决金县1-1油田井下管柱腐蚀结垢问题。方法结合金县1-1油田水源井A1W井的实际工况,运用高温高压动态腐蚀测试仪对N80钢进行模拟井筒条件实验,明确A1W井含H2S的水对N80钢的腐蚀性和结垢性。运用室内实验分别对三种缓蚀剂和五种阻垢剂的单剂进行优选,结合扫描电镜对试片表面进行微观形貌分析,筛选出合适的缓蚀剂和阻垢剂的单剂。然后开展缓蚀剂和阻垢剂的单剂配伍性实验,明确缓蚀剂和阻垢剂二者混合后的配伍性以及得出缓蚀剂和阻垢剂的最佳配比。结果筛选出的AA/AMPS阻垢剂的阻垢率可达84.2%,HS-3缓蚀剂的缓蚀率达到87.3%。缓蚀剂和阻垢剂配伍性和配比实验结果表明,HS-3缓蚀剂和AA/AMPS配伍性较好,当缓蚀剂和阻垢剂按照11:1的配比时,缓蚀率可达87.7%,阻垢率可达94%。结论优选出的复合缓蚀阻垢剂的防腐阻垢性能,可满足油田腐蚀防垢控制指标。     

月桂酸在超临界CO2/H2O环境下的缓蚀行为研究

目的 探明超临界CO2/H2O介质环境下缓蚀剂的作用机制,并筛选可靠的缓蚀剂。方法 采用高压电化学测试、动态质量损失测试和表面形貌分析等手段,研究月桂酸对N80碳钢在不同CO2压力条件下的缓蚀行为变化。结果 月桂酸是一种混合型缓蚀剂,能显著抑制碳钢在超临界CO2/H2O环境下的腐蚀。结论 当体系由非超临界CO2状态转变为超临界CO2状态时,月桂酸在碳钢表面覆盖膜更为致密,且具有显著的疏水作用,缓蚀效率得到明显提升。     

桐油-地沟油生物柴油混合燃料性能改善研究

为了改善生物柴油的品质,文章将桐油生物柴油和地沟油生物柴油按体积比1:1混合,评价其对生物柴油品质的影响;研究了抗氧化剂TBHQ(特丁基对苯二酚)、BHT(二叔丁基对甲酚)和BHA(丁基羟基茴香醚)对混合生物柴油氧化安定性及其它性能的影响,并考察了混合生物柴油加速氧化后过氧化值和粘度的变化。结果表明:桐油生物柴油和地沟生物柴油混合可以调和两者之间的性能,降低桐油生物柴油的粘度,提高地沟油生物柴油的低温流动性能;TBHQ抗氧化效果明显优于BHT和BHA,TBHQ能够延长混合生物柴油的氧化诱导时间且对生物柴油其他性能影响较小,当桐油生物柴油与地沟油生物柴油以1:1混合,TBHQ添加量为1%时其各项指标基本符合生物柴油国家标准;生物柴油加速氧化后粘度和过氧化值增加,TBHQ的加入减轻了氧化前后粘度的变化。     

桐壳基活性炭对水中苯胺的吸附性能研究

桐油加工过程中的副产品——桐壳由于含碳量高,可作为制备活性炭的理想原料之一,这是农林固废资源化综合利用的有效途径。本文考察了桐壳基活性炭对水中苯胺的吸附规律,以及在不同吸附时间、溶液初始浓度、活性炭投加量、溶液pH值等条件下,桐壳基活性炭对水中苯胺的吸附性能,希望能为桐壳的资源化综合利用及含苯胺废水的净化处理提供参考价值。     

在模拟酸性海洋大气环境中锌缓蚀剂的研制

目的寻找有效抑制锌大气腐蚀的缓蚀剂配方。方法采用静态失重法、极化曲线法和交流阻抗法,研究模拟酸性海洋大气环境中,多聚磷酸钠单独使用以及分别与香草醛、碘化钾、硫脲复配使用时对锌腐蚀的缓蚀作用。结果多聚磷酸钠单独使用时对腐蚀介质中的锌具有较好的缓蚀作用,多聚磷酸钠与香草醛、碘化钾、硫脲之间有良好的协同缓蚀效应,最佳质量配比分别为3∶1,1∶2,1∶4。多聚磷酸钠以及多聚磷酸钠复配缓蚀剂属于混合抑制型缓蚀剂;它们能够在锌表面形成一层保护膜,从而抑制锌的腐蚀。结论寻找到的缓蚀剂配方能够有效抑制锌的大气腐蚀。     

Cl-作用下AerMet100钢在盐雾环境中的 微区电化学行为

目的对Cl~-作用下AerMet100钢在盐雾环境中的腐蚀和微区电化学行为进行研究。方法通过开展盐雾腐蚀试验,对AerMet100钢的腐蚀形貌和腐蚀产物进行研究分析。盐雾试验不同时间后,通过SKP测试,得到试样的表面电位分布,通过Gauss拟合,对试样表面扫描开尔文电位的分布和变化情况进行分析。结果 AerMet100钢在盐雾腐蚀试验过程中的腐蚀行为从点蚀开始,逐渐发展为均匀腐蚀。腐蚀产物分为内外两层,外层疏松,内层致密。由于腐蚀反应过程中生成大量铁的氧化物及羟基氧化物,因此,内外层腐蚀产物中含有大量的Fe、O元素;内外锈层中均含有少量的Cl元素,表明Cl~-参与了腐蚀反应过程;内外锈层中Cr、Co、Ni等合金元素的存在,使得锈层具有离子选择性、致密性,加速了锈层的产生。未腐蚀的试样表面电位分布比较均匀,集中程度较高,即电位差较小,总体电位差为152 mV,有少量表面活性点随机分布,此时试样表面阴极和阳极分布不规则。盐雾试验3天后,试样表面电位正移,分布趋于分散,电位差增大,总体电位差为270m V,产生较为明显的阴极区和阳极区,由于吸附在试样表面活性点附近的Cl~-破坏了表面的氧化膜,腐蚀情况逐渐发生。盐雾试验6天后,试样表面电位进一步升高,分布更为分散,电位差略有减小,总体电位差为180 mV,由于腐蚀产物层的不断扩展,试样表面已经分为明显的较大面积的阴极区和阳极区。结论 Cl~-的侵蚀作用破坏了基体表面的氧化膜,使得AerMet100钢的腐蚀在夹杂物处发生。腐蚀产物能够阻碍Cl~-的渗透,对基体具有保护作用。     

多聚物吸附纳米零价铁在多孔介质中的迁移

针对纳米零价铁在多孔介质中的迁移特点,本文通过实验室柱实验和腐蚀实验分析了不同聚丙烯酸（PAA）包覆浓度下的纳米零价铁（nZVI）在石英砂介质中的迁移和其接触不同电解质溶液6h的反应活性.利用迁移距离和穿出率,表征了不同纳米铁材料的迁移性能.应用pH值、氧化还原电位（ORP）、Fe²⁺浓度、X射线衍射（XRD）和Fe⁰含量随时间变化图像表征纳米零价铁腐蚀程度.实验结果表明,PAA显著提高了纳米零价铁材料的迁移距离.10%聚丙烯酸包覆浓度下,实验室合成纳米零价铁的迁移效果最佳,穿出率可达58.65%.在6h的腐蚀实验中,10%聚丙烯酸包覆的零价铁含量有一定的降低,但是零价铁损失相对于20% PAA包覆的零价铁少.综合考虑迁移性和反应活性,10% PAA包覆浓度下实验室合成纳米零价铁是适用于地下水污染原位修复的最佳材料.     

某20#钢腐蚀穿孔失效原因分析

目的 某船20#钢管投运不久后管段出现严重的腐蚀穿孔,通过对失效管段进行研究,以分析其失效原因。方法 通过电感耦合等离子体发射光谱仪、碳硫分析仪、金相显微镜等对材料材质进行材质符合性分析及金相组织分析。通过场发射扫描电子显微镜观察蚀坑微观形貌,并结合X射线衍射仪及显微拉曼光谱仪,对失效部位周围的腐蚀产物进行成分分析。通过电化学测试及微生物鉴别培养,进一步确定腐蚀的发生原因及机理。结果 材料符合性分析说明,此20#钢管束成分符合标准要求。通过形貌观察发现,20#钢蚀坑边缘呈阶梯状,具有明显的攀爬现象,蚀坑周围呈黑色。X射线能谱仪分析结果表明,20#钢腐蚀穿孔处内表面异常存在大量硫元素。通过拉曼分析及XRD分析发现,硫元素主要以硫酸盐及硫化物的形式存在。电化学测试结果表明,在含硫化物的溶液中,20#钢的腐蚀速率明显提升。进一步对腐蚀产物进行微生物培养,发现了硫酸盐还原菌的存在。结论 微生物腐蚀是引起20#钢管束穿孔的主要原因。     

湿热环境中汽车板表面腐蚀萌生与表面轮廓特征的关系

目的探究储运过程中深冲用汽车板表面轮廓对其耐蚀性能的影响。方法在模拟的高温高湿腐蚀环境中研究两类无间隙原子钢在其腐蚀初期表面锈点的萌生规律,并采用白光干涉轮廓仪对钢板的表面形貌特征进行表征,探究影响储运过程中汽车板耐蚀性能的表面状态因素。结果仅通过平均粗糙度Sa的差异无法区分具有不同表面轮廓特征的汽车板,因此也无法使用平均粗糙度参数Sa预估汽车板的耐蚀性能。在锈点萌生初期,汽车板表面轮廓的最大高度Sz和最大峰高Sp值的大小直接影响表面电化学活性。在锈点扩展阶段,汽车板表面波峰聚集程度的作用对锈点扩展的影响更为显著。结论 Sz和Sp越大,锈点萌生的速度越快;波峰聚集程度越高,锈点扩展速度越快。该研究结果为提高钢板表面耐蚀性能提供了一条新的思路。     

pH值变化对B30铜镍合金腐蚀电化学行为的影响

采用电化学阻抗谱、动电位极化曲线等电化学测试方法,研究了NaCl（质量分数为3．5％）溶液中pH值变化对B30铜镍合金腐蚀电化学行为的影响。结果表明：随着溶液pH值升高,B30材料的腐蚀行为由均匀腐蚀变为点蚀;材料阻抗值和瞬时腐蚀速率提高,极化电流密度降低;材料发生点蚀的倾向增大。