注空气驱管材的腐蚀与防护研究现状

注空气驱过程中的管材腐蚀问题非常突出,严重制约着注空气驱技术的推广应用。本文论述了注空气驱过程中的腐蚀与防护研究,其主要包括注气井的氧腐蚀和生产井的CO2腐蚀、CO2/O2腐蚀以及CO2/H2S腐蚀,并介绍了其中各类腐蚀的腐蚀机理、影响因素和防护措施。     

单塔汽提水罐开裂原因分析及解决对策

单塔汽提装置原料水罐产生腐蚀裂纹的原因分析判断为低温HCN-H2S-H2O环境下的硫化物应力腐蚀开裂,根据腐蚀成因制定了合理的焊接补焊工艺;涂料防护施工的重点在于表面处理,喷砂后用面粘效果理想且节约施工时间,可延长涂层寿命。     

油气田CO2腐蚀的防护技术研究

本文论述了油气开采过程中的CO2腐蚀的防护技术。CO2腐蚀的防护技术主要包括：抗CO2腐蚀材料技术、材料表面处理技术、阴极保护技术和注缓蚀剂技术。针对目前CO2腐蚀的防护技术方面存在的不足，提出了建议。     

注CO2井管柱腐蚀速率预测

利用CO₂驱油提高低渗、高含水油田原油采收率已经发展成为双碳背景下应对气候变化的重要技术。但是注CO₂井管柱频繁发生腐蚀失效的问题,研究管柱在CO₂环境下的腐蚀机理,预测管柱腐蚀速率是腐蚀防护是保障安全生产的重要途经。为此本文开展了注CO₂井管柱腐蚀的电化学分析,考虑了压力、温度、pH值、含水率、离子浓度等因素在管柱腐蚀失效中关联关系,优化了CO₂腐蚀环境下P110油管的腐蚀速率预测模型,对实例井油管柱腐蚀速率完成预测,并对比油田现场实测值。结果表明：在注CO₂过程中,1500m以上井段腐蚀程度较小,腐蚀主要发生在1300～1700m井段,温度为70℃左右腐蚀做严重,腐蚀速率可达0.3mm/a。腐蚀速率受含水率、井筒温度影响较大,腐蚀情况预测结果与现场实测腐蚀情况吻合较好。     

12Mt/a常减压装置的典型腐蚀及防护

某12Mt/a常减压装置自开工以来出现了常压塔顶低温腐蚀、减三线塔壁及集油箱腐蚀、稳定塔顶板式空冷腐蚀等,对腐蚀原因进行了分析,并提出了防护措施。塔顶低温腐蚀主要是由于盐酸和NH4Cl垢下腐蚀,应采取在脱后原油中加注2~3mg/L NaOH,将塔顶挥发线注水口改在空冷器入口分别注水,进行装置材料升级、原料控制、操作调整、腐蚀监测等防护措施。减三线及集油箱腐蚀是典型的高温硫和环烷酸腐蚀,需要采用材质升级或控制原料硫含量、酸含量等腐蚀防护措施。稳定塔顶空冷腐蚀泄漏则是由2205双相钢焊接工艺及质量问题造成的,需要控制设备制造质量及原油中的硫、氯含量。装置运行情况表明,采取的防护措施得当,腐蚀风险基本可控。     

含CO2天然气集输系统腐蚀监测技术

为解决长岭气田含CO2天然气开发过程中地面集输系统CO2腐蚀防护问题,采用腐蚀挂片法和电阻探针法作为腐蚀防护的重要手段。现场应用结果表明,现场监测数据能对腐蚀情况进行正确的评价,能反映管线内腐蚀程度,根据评价结果开展腐蚀防护对策,降低地面集输系统CO2腐蚀危害;通过建立腐蚀与防护数据库管理系统,实现了腐蚀危害统计评价智能化,提升了气田防腐蚀维护管理的水平。     

重整装置设备的腐蚀防护

简述了重整装置的腐蚀特征,讨论了在Ｈ２Ｓ＋ＣＨｌ＋ＮＨ３＋Ｈ２Ｏ系统中设备腐蚀的防护方法。提出了采用注缓蚀剂、脱氯剂、脱硫剂等方法来解决该装置的设备腐蚀问题。     

A2井表层套管腐蚀机理分析与防护对策

目的 通过对A2井表层套管外腐蚀产物组分化验与电化学测试,确认其腐蚀原因,并结合现场实际情况制定防护措施。方法 对收集到的腐蚀产物进行能谱元素、XRD组分分析,并参考NACE-TM0194—2014和SY/T 0532—2012进行SRB、TGB分析。结果 能谱分析显示,腐蚀产物主要由氧、铁、碳元素组成,其次还含有少量钠、钾、氯、硫元素;XRD分析显示,腐蚀产物主要成分为BaSO4、Fe2O3和FeS;细菌化验显示,腐蚀产物中含有SRB和TGB,具备通过微生物代谢提供H2S的条件。实际检测A2井涂敷防腐实施后,表面腐蚀得到明显控制。结论 A2井表层套管外腐蚀产物主要为Fe2O3和FeS,腐蚀的主要原因为大气环境氧腐蚀,次要原因是细菌作用产生的次生硫化氢腐蚀,产物中大量的重晶石和少量的无机盐来源于钻井液,海水为细菌提供了来源。基于腐蚀产物分析结果,采取的主要防护措施是隔绝大气和水。通过对石油管道涂敷技术调研分析,结合A2井作业空间,提供了一种STOPAQ防腐膏挤注与涂敷防护方案。该技术操作安全方便,无需对腐蚀面进行特殊预处理,作业过程中无需停产。     

青海油田水电厂饮用水罐腐蚀原因分析

2010年5月，应青海油田水电厂要求对4×1000m^3饮用水罐进行内壁修复。在施工过程中发现水罐的罐底板腐蚀严重，并有穿孔现象，再对罐底进行进一步喷砂除锈后，发现罐底腐蚀已达到90％。     

炼油厂焦化装置的腐蚀与防护

简述了南京炼油厂焦化装置加热炉辐射炉管、加热炉注水管、加热炉空气预热器、焦炭塔和分馏塔的腐蚀情况,介绍了一些防护成功的经验。     

H2O2在TiO2可见光催化反应中的作用机理

以锐钛矿、金红石及混晶TiO2作光催化剂,研究了H2O2在TiO2可见光催化反应过程中的作用机理.结果表明,H2O2在TiO2表面活性位吸附后可拓宽TiO2的光吸收范围至可见光区;通过对反应体系的荧光光谱分析显示,金红石型TiO2在H2O2存在条件下,经可见光激发可持续稳定产生羟基自由基-OH.光催化实验表明,往反应体系中加入H2O2后,3种光催化剂均能可见光催化降解苯酚,且金红石型TiO2显示出最高的催化活性,反应120 min对苯酚的降解率达80%;在TiO2可见光催化反应过程中,由锐钛矿型TiO2经一系列复杂反应产生H2O2,生成的H2O2虽只是一中间产物,但对污染物的可见光催化降解起决定性作用.     

环境功能材料--绿色研磨介质的制备

提出以耐火材料废料为主要原料制备性能优良的陶瓷研磨介质.以硅酸铝及刚玉质耐火材料废料及广西高岭土为原料,采用等静压成型及低温快烧工艺,在CaO-MgO-Al2O3-SiO2体系中低成本制备了氧化铝含量低于60%的高性能绿色陶瓷研磨介质.所制备的陶瓷研磨介质具有非常优良的耐磨性能,其磨损率与我国目前进口最高水平的含氧化铝在90%以上的陶瓷研磨介质的磨损率相当.研究发现氧化铝含量为50%和55%的瓷球的耐磨性明显优于氧化铝含量为60%的瓷球.XRD分析表明,氧化铝含量为50%和55%的瓷球含有少量的石英相.而现有氧化铝含量在60%以下,含石英相的陶瓷材料,因石英高温相变,材料强度一般不高.研究表明,适当设计化学和相组成及显微结构,石英含量从可观察至15%之间,所制备瓷球的强度随石英含量提高而迅速提高.本文在CaO-Al2O3-SiO2、MgO-Al2O3-SiO2及CaO-MgO-Al2O3-SiO23个体系中均制备了性能优良的陶瓷研磨介质.初步研究发现在CaO-Al2O3-SiO2体系制备的瓷球的磨损率最低,CaO-MgO-Al2O3-SiO2体系制备的瓷球的磨损率次之,而在MgO-Al2O3-SiO2体系中制备的瓷球的磨损率最高.     

添加Sn制备三元IrO2-Ta2O5-SnO2/Ti涂层

通过热分解法制备了含不同摩尔比SnO2的IrO2-Ta2O5-SnO2/Ti涂层.采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析和测试了所获涂层的晶体结构和表面形貌特征;通过强化寿命试验测试其耐腐蚀性能.结果表明涂层中出现固溶体、表面形貌呈密实结构有助于涂层耐腐蚀性能的提高.添加SnO2含量较高时可导致涂层中析出SnO2,并降低涂层耐腐蚀性能.     

高浓度H2O2项目不锈钢设备的清洗及检验

结合国内第一条高浓度(75%)双氧水生产线中不锈钢设备与管道的清洗实践,阐述了其中不锈钢设备的清洗工艺及检验要点。     

镁合金表面SiO2-ZrO2溶胶凝胶膜的耐蚀性

采用溶胶-凝胶法在AZ91D镁合金表面制备SiO2-ZrO2复合溶胶凝胶膜.研究膜层制备工艺中的干燥、固化过程对膜层耐腐蚀性能的影响,从而确定了SiO2-ZrO2复合溶胶凝胶膜在镁合金表面的最佳沉积工艺.通过全浸腐蚀试验和电化学测试方法评价了膜层的耐腐蚀性能.试验确定最佳沉积工艺参数:干燥温度为80℃、干燥时间为9 h、固化温度为250℃、固化时间为1 h.在优化工艺条件下制备的溶胶凝胶膜层对镁合金基体有一定的防护作用,提高了镁合金的耐蚀性.     

Fe2O3／Al体系制备Al2O3粒子增强铝基复合材料

对Fe2O3与Al合金反应合成法制备Al2O3粒子增强铝基复合材料进行了研究.对所得复合材料进行组织观察,OM观察发现Fe以网状合金相形式存在;SEM观察显示原位颗粒分布均匀,颗粒细小,直径小于0.5 μm;TEM观测显示Al2O3颗粒边角圆滑、界面干净,与基体结合良好.对复合材料进行力学性能测试,硬度略有提高,室温抗拉强度略低,300℃时抗拉强度达到92.18 MPa,比基体提高了26%.     

LaMn2Ge2室温附近的磁相变与磁热性能

用非自耗真空电弧炉制备LaMn2Ge2合金,采用X射线衍射研究了合金的结构,LaMn2Ge2在常温下具有ThCr2Si2-型晶体结构,空间群为I4/mmm.利用振动样品磁强计测量合金的磁性能,根据升降温的磁化曲线所确定的合金发生反铁磁-铁磁相变温度有4.3 K的滞后,居里温度约320 K,具有一级相变的典型特征.通过不同温度的磁化曲线结果,计算得LaMn2Ge2在1.43×106A/m外场变化下居里温度附近的最大磁熵变为1.42 J/kg·K.     

用氢-氧取代氧-乙炔作焊接切割的必要性及可行性

阐述了用氢代乙炔的必要性．通过时HGQU2000／315火焰电孤焊割机的考察和试用证实了用氢代乙炔的可行性，比较了两种气体的性质并提出了使用特性差异和注意事项．提出了进一步探索的问题。     

IrO2-MnO2中间层Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极制备及性能

通过热分解法制备了含IrO2-MnO2中间层Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极,采用SEM、EDX、XRD、CV等检测方法对中间层进行表征,同时采用强化加速寿命试验对电极电化学稳定性进行表征。结果表明:450℃时前躯体完全氧化并形成固溶体,制备的中间层晶粒细小,表面结构致密,电化学孔隙率小。添加中间层使Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极强化寿命由未加中间层的7.5h提高到995.8h,远高于国家标准20h。     

ZrMn2和TiMn2的电子结构与成键特征

利用电荷离散变分Xα(SCC-DV-Xα)方法计算了ZrMn2和TiMn2及其氢化物的电子结构,分析了电子结构对吸氢性能的影响.结果表明:在ZrMn2氢化物中,H原子与Mn原子的成键作用强于H原子与Zr原子之间的相互作用;在TiMn2H中,H原子也是主要与Mn的3p轨道成键,但与Ti的3p轨道也有一定的相互作用;H与Ti的3p轨道的弱键作用减弱了H与Mn的3p轨道的相互作用;吸氢使ZrMn2的c轴比a轴更容易产生变化.