ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Коррозия в двухфазных средах из "Повышение коррозионной стойкости нефтегазопромыслового оборудования " Известно, что влияние природы и концентрации солей в водном растворе может быть различным. Влияние гидролизующихся солей зависит от того, повышают или понижают они pH среды при гидролизе. С увеличением концентрации таких солей растет кислотность или щелочность раствора и соответственно меняется скорость коррозии. Если растворенные в воде соли способствуют образованию труднорастворимой защитной пленки, то скорость коррозии металла уменьшается по сравнению с коррозией в воде. С увеличением концентрации соли этот эффект растет, но обычно до определенного предела. В этом плане равновесие между карбонатом, бикарбонатом и двуокисью углерода имеет определенное значение. Двууглекислые соли кальция или магния при разложении по реакции Са(НСОз i2 СаСОз + С02 + Н2О образуют осадок углекислых солей в виде защитного слоя на поверхности металла. В присутствии значительного количества СО2 в воде приведенная реакция идет в обратном направлении, осадок не выпадает, и даже ранее выпавший осадок может раствориться, и защитный слой разрушается. [c.27] В жесткой воде образование защитной известковой пленки более вероятно, чем в мягкой, поэтому жесткие воды обычно менее агрессивны, чем мягкие. Мягкую воду часто удается сделать менее агрессивной, добавляя в нее известь, однако в присутствии кислых газов разность в скорости коррозии в жесткой и мягкой воде значительно уменьшается. [c.27] Растворы солей, обладающие окислительными свойствами, влияют аналогично кислороду, т.е. если они играют роль катодного деполяризатора (например, персульфаты), то увеличивают скорость коррозии и эффект ускорения растет с увеличением концентрации соли. Но, если соль обладает пассивирующими свойствами (например, бихромат калия, нитриты, нитраты), то коррозия уменьшается при достижении необходимой концентрации пассиватора. [c.27] Большое влияние на коррозионный процесс оказывает адсорбция катионов и особенно анионов соли на поверхности корродирующего металла. При этом происходит изменение строения двойного электрического слоя или нарушение пассивной пленки, что влияет на протекание электродных процессов и, следовательно, на скорость коррозии. [c.27] При росте в растворе содержания сероводорода скорость коррозии и сопутствующая ей водородопроницаемость стали увеличивается линейно, изменяясь всего в 2-3 раза при увеличении концентрации сероводорода приблизительно в 20 раз — от 0,2 до 3,4 г/л. Парциальное давление сероводорода в газе, равное нескольким паскалям, может вызвать достаточно сильное наводороживание стали, которое всего в 3 раза меньше, чем при давлении сероводорода в 1 МПа. [c.29] При обычных температурах увеличение содержания кислорода в нейтральной водной среде сначала ускоряет коррозию стали, а после достижения определенной, критической концентрации кислорода скорость коррозии падает. Известно, что в перемешиваемой дистиллированной воде критическая концентрация кислорода равна 12 моль/л. В присутствии солей и при повышении температуры критическая концентрация кислорода растет, а при больших скоростях потока — уменьшается. [c.29] При наличии в водном растворе абразивных частиц происходит эрозия стали, и при достаточно большой скорости потока поверхность стали обновляется. В сероводородсодержащем потоке абразивные частицы снимают продукты взаимодействия сероводорода с железом, способствующие проникновению образовавшегося в процессе коррозии водорода в объем металла. Продукты взаимодействия железа с сероводородом служат катализатором, при их удалении вследствие эрозии снижаются скорость катодного процесса и проникновение водорода в объем металла и, следовательно, уменьшается его охрупчивание. Это бьшо экспериментально показано в работе [24] степень охрупчивании стального цилиндра при увеличении скоростного вращения в сероводородсодержащей буровой промывочной жидкости (БПЖ) непрерьтно увеличивалась в случае отсутствия абразивных частиц, а при наличии в БПЖ гематита становилась ничтожно маЛой при Достаточно большой скорости вращения стального цилиндра (рис. 9). [c.29] Представляет интерес влияние характера сероводородсодержащего потока на скорость коррозии и степень охрупчивания. При испытании неподвижных образцов в сероводородсодержащем потоке, перемешивание которого осуществляли барботированием сероводородом, коррозия проходит через максимум при 353 К, и она значительно ниже, чем на вращающихся образцах. Скорость коррозии определяется температурой и режимом течения потока, а степень охрупчивания зависит только от температуры. [c.31] Было проведено исследование влияния сероводорода на скорость коррозии стали 20 кп в потоке воды. Скорость коррозии определяли в процессе электрохимических исследований, а также по потере массы железа в результате титрования раствора. Сопоставление результатов показало, что в отсутствие сероводорода скорости коррозии, определенные обоими способами, совпадают с достаточной точностью, однако насыщение раствора сероводородом приводит к резкому расхождению результатов. Скорость коррозии, определенная по результатам титрования, оказалась значительно больше, чем определенная по результатам электрохимических исследований. Это расхождение между величинами скорости коррозии может быть объяснено взаимодействием со сталью продуктов окисления сероводорода кислородом воздуха. В результате окисления сероводорода образуется коллоидный раствор серы, о чем свидетельствуют мутность растворов и результаты их качественных реакций с пиридином. Это подтверждав тер.модинамическую возможность окисления сероводорода в данных условиях с образованием сульфатов и элементарной серы и способности серы реагаровать со ста тью, образуя сульфиды. [c.31] С повышением содержания воды в нефтяной эмульсии снижается отрицательное влияние сероводорода. Например, если сероводород в практически безводной нефти снижает предел усталости стали от 250 до 160 МПа, а в нефти с 44 %-ным содержанием воды с 180 до 160 МПа, то наличие сероводорода в пластовой воде без нефти снижает предел усталости с 60 до 50 МПа. В насыщенных сероводородом средах в диапазоне содержания воды от следов до 40 % стали имеют одинаковое сопротивление коррозионной усталости — 160 МПа и лишь при повышении количества воды больше 40 -50 % предел коррозионной усталости снижается до сравнительно низких значений - 50 МПа. [c.31] Защитная способность углеводородов связывается как с их способностью образовьтать эмульсию вода в масле, так и со смачивающей способностью. [c.31] Тип эмульсии зависит не только от объемных соотношений электро лит — углеводород, но и от природы углеводорода. Углеводороды пара финового ряда, октан и гексадекан способны образовывать эмульсии вода в масле npi содержании углеводорода тем меньше, чем выше молекулярная масса углеводорода. Так, октан заметно снижает электрО проводность системы при 50 %, гексадекан уже при 25 % [38]. Однако уменьшение электропроводности системы не исключает воздействие на металл электролита, так как соуддрение мицеллы о металл приводит к ее разрушению и смачиванию металла электролитом. [c.32] Нефть обладает высокой смачиваемостью поверхности металла при наличии в ней нафтеновых кислот, повышающих ее адсорбционную способность. Адсорбционная способность нефти выше, чем у индивидуальных углеводородов. Адсорбционная способность углеводородов растет с увеличением молекулярной массы и располагается в ряд нефть октан бензол циклогексан. [c.32] При малых концентрациях углеводороды обладают лучшей сма швае-мостью поверхности стали, чем при больших. При больших концентрациях углеводородов уменьшается скорость коррозии в связи со снижением проводимости среды. [c.32] Степень агрессивности самих углеводородов зависит от температуры возгонки. Наибольшая скорость коррозии наблюдается во фракциях, кипящих при температурах 363-373 К [38]. [c.32] В сероводородсодержащих растворах соотношение подвижного водорода и внутреннего больше 1. В присутствии углеводородов оно больше, чем в их отсутствие. Это свидетельствует о том, что углеводороды предохраняют сталь от проникновения водорода внутрь и большая часть водорода концентрируется в приповерхностных слоях стали и продуктах коррозии. [c.33] Вернуться к основной статье