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缓蚀剂应用中的实际问题

发布时间: 2022-12-03 作者: 分享到:
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在管道实际运行过程中,施加缓蚀剂作为重要的防腐蚀措施,起到了极为关键的作用。但是缓蚀剂所面临的腐蚀工况十分复杂,缓蚀剂选用和应用不当,可能严重影响其有效性,从而引起管道严重的内腐蚀问题,威胁管道..运行。


实际应用环境中,缓蚀剂的缓蚀效率无论受哪些条件的影响,..终取决于以下几个因素:

①吸附分子与金属或腐蚀产物膜之间的吸附力;

②在金属表面的吸附率或覆盖率等;

③形成的保护膜的厚度;

④保护膜的致密度。

为使少量缓蚀剂充分发挥高的缓蚀作用,缓蚀剂分子的极性基与非极性基之间,应有适当的“两性均衡”,即极性基能牢固地吸附在金属表面上,非极性基能有效地覆盖全部金属表面。

缓蚀剂在应用过程中,受到各种因素的影响,不同的工况环境对缓蚀剂各方面的要求也不同。缓蚀剂性质结构、金属表面状态、环境介质都会对缓蚀性能产生很大影响,为此必须首先明晰各种因素对缓蚀剂功效的影响规律,以针对不同条件的实际问题选择..佳缓蚀剂类型。

油气工业中管道的实际运行环境十分复杂,温度、气体压力、流体流速、介质成分、多相等因素都会对缓蚀剂效果造成极大的影响。一般情况下,高浓度缓蚀剂形成的膜的致密度和附着性都优于低浓度时形成的膜,因而具有更好的抗流体冲刷能力。对于有机缓蚀剂,介质温度的影响也是需要考虑的因素,温度太低时,缓蚀剂在水中的溶解度较小,难以在金属表面形成完整致密的保护膜,缓蚀效率很低,随温度的升高,介质中缓蚀剂浓度增大,缓蚀效果改善,但温度过高,可能导致缓蚀剂热分解,完全失去缓蚀作用 。

CO2分压影响“界面型”缓蚀剂的缓蚀性能的机理尚不完全清楚,通常随系统CO2分压的升高,缓蚀剂膜附着力减弱,缓蚀效率降低。可能的原因是CO2溶于水后降低了溶液pH值,削弱了缓蚀剂和金属表面之间的吸附键,另外,溶解CO2还会提高金属表面吸附缓蚀剂的黏度,使缓蚀剂的有效性降低。

针对管道含CO2的同时含微量和少量H2S的情况,H2S的存在不仅改变CO2为主的腐蚀规律,还影响缓蚀剂种类和重要官能团的选择。某些适于CO2环境的缓蚀剂,在微量H2S存在时,由于不添加缓蚀剂时腐蚀速率相对较低,无法体现出类似单纯CO2环境中的缓蚀效率。而对于适于H2S环境的缓蚀剂,在仅CO2而无H2S存在时,则表现出较低的缓蚀效率,在微量H2S存在时,即使CO2分压增加,也能表现出较高的缓蚀效率。微量H2S的存在,不仅影响体系在不添加缓蚀剂时的腐蚀速率,而且影响缓蚀剂作用机制,在筛选和评价时应慎重选择。

现场实际工艺特点造成的缓蚀剂所处流动环境对于其缓蚀效果的影响,综合考虑流态、流速和壁面剪切力等参数如何影响缓蚀剂有效性,一般情况下,流速增加将降低缓蚀剂的缓蚀效率,但另一方面,流速过低时由于砂沉积和流态变化也会影响缓蚀剂应用效果。流速从两方面影响缓蚀剂缓蚀效果,一是流速直接影响缓蚀剂的传质过程,当流速过低时,流体与管壁的边界层厚度较大,缓蚀剂难以传输到管壁,影响缓蚀剂膜的形成,缓蚀剂必须在高于一定临界流速的条件下才有较好的缓蚀效率。二是流动产生的剪切力对缓蚀剂膜的冲击作用,可能导致膜的破裂剥落,缩短缓蚀剂膜寿命,甚至造成缓蚀剂膜在金属表面难以形成。因而,缓蚀剂只有在特定的流速范围内使用,才能获得..佳的缓蚀效果,流速范围会因缓蚀剂不同而各异。

对于多相混输管道,往往在投产后,输送流体的含水率显著提高。在缓蚀剂使用过程中,缓蚀剂加注剂量一般应对应于管道实际含水率,..加注浓度符合预期要求。由于缓蚀剂往往具有一定的油水分配比,有效作用于水相并保护与水相接触管壁的缓蚀剂浓度与含水率密切相关。除上述因素外,缓蚀剂与金属间的配伍性、缓蚀剂中是否加入表面活性剂或分散剂等也会影响缓蚀性能。

来源:《油气工业的腐蚀与控制》

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