Коррозия металла под влиянием сероводорода

Влияние скорости движения газоконденсатного потока на электрохимическую коррозию металла оборудования оболочкового типа имеет сложный характер. Как правило, увеличение скорости потока, особенно если она превышает 15 м/с, приводит к интенсификации коррозионных процессов. В условиях ОНГКМ скорость газо-жидкостного потока в шлейфовых трубопроводах составляет 2-4 м/с и не вызывает эрозию металла. Содержание сероводорода и углекислого газа в потоке и pH жидкой фазы практически не изменилось в период с 1977 по 1998 гг. При этом увеличилась доля водно-метанольного раствора в 1977 г. она составляла 2-6 см /м газа (объемная доля метанола 40-60%, минерализация — 90-150 г/л), а с 1984 г. — 5-35 см /м газа (объемная доля метанола 5-40%, минерализация — 150-240 г/л). Объем воды, поступавшей из скважин вместе с газом, с 1975 по 1990 гг. постоянно увеличивался. [c.9]

КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛА ПОД ВЛИЯНИЕМ СЕРОВОДОРОДА [c.81]

Скорость коррозии металла под влиянием сероводорода наибольшим образом зависит от следующих величин концентрации HjS в продуктах сгорания, температуры металла и состава стали. [c.81]

На рис. 2.11 приведены линии постоянной интенсивности коррозии хромистых и хромоникелевых сталей в зависимости от температуры и концентрации сероводорода в окружающей среде [64]. Из представленных данных виден сложный характер влияния как температуры, так и концентрации сероводорода на интенсивность коррозии. Кривые постоянной скорости коррозии имеют минимумы, которые с повышением температуры сдвигаются в области более высоких температур. Таким образом, повышение температуры не всегда ведет к интенсификации коррозии металла под воздействием сероводорода. [c.82]

Много работ посвящено изучению влияния сероводорода и действия ингибиторов в двухфазных системах углеводород-электролит, особенно при добыче нефти и газа [1,2, 4,5,54,218,219]. Влияние сероводорода на коррозию металла в системах углеводород-электролит различно в зависимости от рН среды. [c.71]

Известно [ 248-251 ], ЧТО производные пиридина являются эффективными ингибиторами кислотной коррозии металлов. В присутствии сероводорода многие катионоактивные соединения [3,223-225 ] увеличивают свою эффективность. Ниже на примере одного из них (КПИ-1 [248] ) рассматриваются возможные пути увеличения эффективности катионоактивных соединений под влиянием сероводорода. [c.93]

Температура сырой (обводненной и обезвоженной) нефти — многообразный по проявлению фактор коррозии внутри резервуаров. Она определяет растворимость в этих средах основных коррозионных агентов (воды, кислорода, сероводорода и СО , а также, согласно химической кинетике, скорость коррозионного процесса. На развитие коррозии металлов в емкостях оказывает влияние не столько температура углеводородных жидкостей, сколько разность температур между нефтью и окружающей резервуар атмосферой. Значительная разность температур между стенками резервуара и контактирующей с ними газовой средой (при полной насыщенности ее влагой и парами углеводородов) является движущей силой процесса непрерывной конденсации жидкости на кровле и внутренних стенках резервуара и, следовательно, причиной не только дополнительного обводнения хранящейся в резервуаре нефти и нефтепродуктов, но и насыщения конденсирующихся капель воды и нефтепродуктов компонентами газовой атмосферы (кислородом и сероводородом). [c.16]

Отсутствие ускоряющего влияния сероводорода при уменьшении КИСЛОТНОСТИ электролита объясняется тем, что анодное стимулирование возмещается в этом случае катодным ингибированием. Протекание данных процессов в среде влажного сероводорода может быть рассмотрено на примерах коррозии некоторых металлов. Коррозия железа в водном растворе сероводорода носит электрохимический характер. [c.120]

В [5] отмечается, что вследствие дис )фузии водорода в металл происходит разрыв некогерентных границ матрица-включение с образованием микротрещин, давление водорода в которых достигает 200-400 МПа, что сопоставимо с пределом текучести низкоуглеродистых конструкционных сталей. Под воздействием внутреннего давления происходит рост и слияние микротрещин с последующим разрушением металла. Растрескивание стали начинается при концентрации водорода 0,1-10 ppm и протекает при температуре от минус 100 до 100 С. В [4, 5] исследовано влияние парциального давления сероводорода на скорость коррозии и водородное расслоение стали. Последнее активно начинается при парциальном давлении серо- [c.12]

Коррозионные диаграммы Е — 1-(рис. 1—3) и уравнения (35) и (38) представляют процессы коррозии как в воде, так и на воздухе при условии, что Н3(, поверхности металла присутствует пленка влаги, в которой помимо кислорода растворены сероводород, сернистый и углекислый газы и другие вещества, присутствующие в атмосфере и создающие слабокислотную среду. Влияние ингибиторов на протекание коррозионных процессов можно рассматривать поэтому, используя один и тот же подход при водной, и атмосферной коррозии. Однако требования, предъявляемые к ингибиторам водной коррозии (включая коррозию в кислотах) и к ингибиторам, атмосферной коррозии, не могут быть одинаковыми из-за значительного различия в условиях их применения. [c.17]

Из приведенного выше материала видно, что стимулирующие действия сероводорода при коррозии железа и стали в растворах кислот связывается, в основном, с существованием в растворе и на поверхности металла ионов Н5 и их влиянием на частные реакции процесса коррозии. [c.60]

Более слабое корродирующее действие оказывают двуокись углерода и сероводород. Скорость коррозии увеличивается при наличии в атмосфере промышленной пыли, состоящей из частичек угля, аэрозолей и других веществ, способствующих химической и капиллярной конденсации влаги на поверхности металла. В результате комбинированного влияния отдельных ускоряющих коррозию факторов скорость коррозии в промышленной атмосфере в 5—10 раз выше, чем в сельской. [c.29]

На возникновение коррозионного растрескивания аустенитных сталей и его развитие сильное влияние оказывают примеси, растворенные в воде. Наличие ионов хлора, кислорода, свободной щелочи и сероводорода совместно с растягивающими напряжениями и обусловливает возникновение коррозионного растрескивания. Разрушение происходит по участкам металла, находящимся в активном состоянии. Остальная поверхность остается пассивированной. Это типичный случай электрохимической коррозии 1Л. 119]. Наклеп ускоряет коррозионное растрескивание. ч [c.330]

Исследование влияния различных факторов на коррозию стали в двухфазных системах показало сложный характер влияния кислорода, которое не во всех случаях может быть однозначно определено [9]. В условиях двухфазной среды и образования на поверхности металла сульфида железа кислород воздуха заметно увеличивает скорость коррозионного процесса. С повышением концентрации сероводорода в водной фазе (образуемой пластовыми и сточными водами) скорость коррозии углеродистой стали постепенно возрастает и имеет тенденцию достигать предельных величин при более высоком содержании сероводорода. Вместе с тем, при оценке влияния концентрации сероводорода на развитие коррозии стали в двухфазной системе электролит — углеводород необходимо учитывать общее содержание сероводорода во всей системе, поскольку растворимость его в обеих фазах неодинакова в углеводороде она в несколько раз выше, чем в электролитах. Повышенная концентрация сероводорода в углеводородной фазе среды играет важную роль в интенсификации коррозионного процесса в системе двух несмешивающихся жидкостей, так как поверхность металла, отделенная от неполярной фазы тонким слоем электролита, усиленно корродирует. [c.69]

Следующими по значимости факторами являются содержание и парциальное давление кислых компонентов и температура транспортируемой среды. Влияние соотношения парциальных давлений сероводорода и углекислого газа на характер и интенсивность коррозионного разрушения металла в электролите существенно. Согласно результатам исследований [135], в зависимости от соотношения парциальных давлений кислых компонентов в системе характер коррозионных процессов существенно изменяется при повышении давления сероводорода увеличивается количество проникающего в сталь водорода и скорость общей коррозии при увеличении парциального давления СО2 возрастает скорость общей коррозии стали. [c.12]

Согласно феноменологической классификации [131], вследствие диффузии водорода в металл происходит разрыв некогерентных границ матрица - включение с образованием микротрещин, давление водорода в которых достигает 200 - 400 МПа, что сопоставимо с пределом текучести малоуглеродистых конструкционных сталей. Под воздействием внутреннего давления происходит рост и слияние микротрещин и разрушение металла. Растрескивание стали начинается при концентрации водорода 0,1-10 % и протекает при температуре от минус 10,0 до плюс 100 °С. В работах [131, 138] исследовали влияние парциального давления сероводорода на скорость коррозии и водородное растрескивание (ВР) стали. Интенсивное ВР начинается при парциальном давлении сероводорода 710 МПа. Скорость общей коррозии во всем диапазоне парциальных давлений находится в диапазоне 0,25 - 0,30 мм/год. Стойкость стали к СР и коррозионному растрескиванию существенно зависит от температуры реакции [142]. Минимальная стойкость стали к СР наблюдается при температуре от -Ы8 до -Ь25 °С. При снижении или повышении температуры происходит быстрый рост стойкости к СР. Скорость о цей коррозии в диапазоне отрицательных температур незначительна. Влияние температуры на скорость коррозии при положительных температурах описывается экспоненциальной кривой с перегибом при -1-20 - +25 °С. [c.17]

Примеси, обычно содержащиеся в атмосфере, не оказывают значительного влияния на характер коррозии олова. Оно ие тускнеет под действием сероводорода, двуокиси серы н кислот слабых концентраций. К числу последних относятся муравьиная, уксусная и другие органические кислоты, часто выделяющиеся из дерева и изоляционных материалов и нередко разрушающие другие металлы в условиях контакта в электрической аппаратуре или упаковке. Хлориды ускоряют коррозию олова и приводят к образованию белого коррозионного продукта, содержащего хлорокись. Потускнение и потеря б.теска в атмосферах, содержащих двуокись серы, могут вызываться присутствием некоторых примесей, особенно цинка, в самом металле [17]. [c.158]

Наряду с традиционными проблемами повышения производительности, сокращения длительности технологического цикла, снижения энергоемкости производства при изготовлении оборудования особую актуальность приобретают вопросы защиты металла и сварных соединений от неблагоприятного воздействия агрессивных компонентов перерабатываемых сред и, прежде всего, водорода и сероводорода. При высоких температурах в среде водорода в конструкционных сталях проявляется особый вид разрушения—водородная коррозия. Данные Нельсона, полученные на основе анализа условий эксплуатации большого числа сварочного оборудования из сталей различных систем легирования, позволяют выбрать в зависимости от рабочих параметров (температуры и парциального давления водорода) благоприятную систему легирования сталн (рис. 9.4). Как видно, положительное влияние с точки зрения сопротивления металла водородной коррозии оказывают такие элементы, как хром и молибден. [c.205]

Осадки. Уже неоднократно нами отмечалось влияние осадков на коррозию. Эти два фактора теоно между собой связаны, поскольку осадки, независимо от их природы, способствуют быстрому развитию локальной коррозии. Образовавшаяся из карбоната или фосфата кальция накипь вызывает местный перегрев и быстрое повреждение трубопровода. Теплопроводящие поверхности могут обрастать солью, глиной, глиноземом, что неизбежно приводит к возникновению гальванических пар и электрохимической коррозии. Идеальные условия для возникновения локальных элементов создаются также в результате микробиологических отложений. Кроме того, под защитным слоем слизи могут размножаться сульфато-восстанавливающие бактерии. При интенсивной питтинговой коррозии металла выделяется сероводород. Это явление было воспроизведено в лабораторных условиях [29], причем доказано наличие восстановителей сульфатов, НгЗ и типичной точечной коррозии под защитной (по отношению к восстановителям сульфатов) пленкой слизи. [c.89]

При достаточной для коррозии влажности определяющее влияние на скорость ее оказьшает загрязненность воздуха примесями. Наиболее существенные примеси в промышленной атмосфере—это двуокись серы, хлориды, соли аммония. В атмосфере могут содержаться также углекислый газ, сероводород, окислы азота, муравьиная и уксусная кислоты, аммиак. Однако их влияние на скорость атмосферной коррозии в боль-щинстве случаев незначительно. Даже при значительном содержании углекислого газа в атмосфере он снижает pH электролита лишь до 5-5,5, и в условиях избытка кислорода при таком значении pH коррозия с кислородной деполяризацией не переходит в процесс с водородной деполяризацией. Сероводород, оксиды азота, хлор, соли аммония и другие соединения в значительных количествах могут присутствовать только в атмосфере вблизи от химических предприятий, в этом случае их наличие в воздухе оказывает влияние на механизм и скорость коррозионного разрушения металла. Особенно существенно влияние сероводорода на атмосферную коррозию промыслового оборудования месторождений сернистых нефтей и газов. [c.6]

Восстановленные атомы водорода частично рекомбинируют, а частично диффундируют в металл, вызывая водородную хрупкость. Сульфиды железа, образующиеся в результате коррозии железа в сероводородсодержащих средах, имеют различное строение в зависимости от условий их образования и оказывают различное влияние на скорость коррозии. Так, при низких концентрациях сероводорода (до 2 мг/л) сульфидная пленка состоит главным образом из трои-лита FeS и пирита FeSj с размерами кристаллов до 20 нм, образующих довольно плотную пленку и оказывающих некоторое защитное действие от коррозии. При концентрациях сероводорода от 2 до 20 мг/л дополнительно появляется небольшое количество кансита FegSj. При концентрации сероводорода выше 20 мг/л в продуктах коррозии преобладает кансит, размеры кристаллов увеличиваются до 75 нм, кристаллическая решетка несовершенна, не препятствует диффузии сероводорода и поэтому не обладает защитными свойствами. [c.21]

Разбор работ по влиянию сероводорода на коррозию металлов в растворах кислот и на процесс наводорожива-ния металлов при коррозии и катодной поляризации не дает однозначного ответа на вопрос, какие частицы (ионы или молекулы) определяют стимулирующее действие сероводорода. Результаты ряда работ, рассмотренных выше, термодинамические диаграммы состояния 5-Н20 и Рв Н20, расчеты по рКаДают основание предполагать, что в кислых средах стимулирующее действие сероводорода определяется в основном влиянием его молекул, в слабокислых, нейтральных и щелочных - влиянием ионов (Н5 и 2-) [c.61]

Как уже указывалось, при коррозии металла в системе двух несмешивающихся жидкостей типа углеводород—электролит большое влияние на стимулирование коррозионного процесса оказывают явления избирательного смачивания, которые приводят в присутствии сероводорода к гидрофилизации поверхности металла и образованию на ней тонких пленок воды. [c.115]

Анализ исследований, выполненных в нашей стране и за рубежом, позволяет отметить следующие характерные особенности воздействия сероводорода на металлы. Воздействие сероводорода проявляется тем сильнее, чем выше прочностные характеристики металла - твердость, предел текучести и предел прочности. Механические напряжения играют большую роль в процессе коррозионного растрескивания, стимулируя электрохимическое локальное растворение металла, и, как следствие, зарождение и развитие трещин. Степень коррозионного воздействия 3 1висит от отношения приложенного напряжения к пределу текучести. Исследования влияния pH раствора на коррозию малоуглеродистых сталей в системе НгЗ - СО - НгО показали значительное снижение коррозии с переходом от кислых к нейтральным и щелочным растворам. Считается, что при pH > > 10 коррозионное растрескивание не происходит. Необходимым условием для протекания активных процессов коррозии в сероводородсодержащих средах является наличие влаги, в которой сероводород нгосодится в диссоциированном состоянии. При этом коррозионные процессы приобретают электрохимический характер, катодный процесс протекает с водородной деполяризацией, в результате которой появляется водород в атомарной и молекулярной формг1х. При относительно малой влажности (4-26 %) сероводород оказывает незначительное влияние на углеродистые стали, вызывая за 30 сут только потускнение его поверхности. Наличие капельной влаги увеличивает коррозию сталей примерно в 100 раз по сравнению с сухим газом [138]. С повышением внутренних напряжений возникает [c.18]

Атом ртути в составе природного газа встречается не часто. При углекислотной и сероводородной коррозии характерно растрескивание металла. СО2 и Нг8 при наличии влаги вступают в химическую реакцию с металлом. Воздействие сероводорода на металл в присутствии воды приводит к образованию сульфида Ре и атома кислорода, который делает металл хрупким и непрочным. Влияние различных факторов на сероводородистую коррозию изучено недостаточно. Следует изучать коррозию сплавов при наличии в газе одновременно сероводородного и углекислого газа. [c.26]

Эти кислоты можно получить в лаборатории, пропуская сероводород через воду, насыщенную SO . Для понимания механизма наблюдаемых разрушений следует учесть, что при протекании коррозионных процессов эти кислоты легко катодно восстанавливаются. В связи с этим политионовые кислоты действуют в качестве катодного деполяризатора, который способствует растворению металла по границам зерен, обедненным хромом. Еще одна форма влияния, возможно, заключается в том, что продукты их катодного восстановления (HjS или аналогичные соединения) стимулируют абсорбцию межузельного водорода сплавом, обедненным хромом. Под напряжением этот сплав, если он имеет ферритную структуру, подвергается водородной коррозии вдоль границ зерен. Аустенитный сплав в этих условиях устойчив. Показано, что наличие в морской воде более 2 мг/л серы в виде Na S либо продуктов катодного восстановления сульфитов SOg" или тиосульфатов SjO вызывает водородное растрескивание высокопрочных сталей с 0,77 % С, а та кже ферритных и мартенситных нержавеющих сталей 167]. Предполагают, что и политионовые кислоты оказывают аналогичное действие. [c.323]

Следы некоторых солей и ряда органических соединений могут оказывать сильное влияние на характер коррозии титана в растворах серной кислоты. Ингибирующее действие оказывает двухвалентная медь, трехвалентные ионы железа, четырехвалентные ионы платины, палладия и золота, а также сернистый газ, сероводород, хлор и ряд органических соединений. Например, введение 0,002 моль/л ионов Си " или 0,005 моль/л ионов Fe " снижают растворение титана в 10 %-ной кипящей H2SO4 до -<0,1 мм/год (рис. 4.7). При добавлении ионов благородных металлов ингибирующее действие их наблюдается уже при концентрациях от 10" до 10 моль/л. [c.189]

В работе Пальмера не было достаточно изучено влияние pH. Полная защита металла от коррозии только хроматами часто требует очень высоких концентраций этого замедлителя коррозии, в отдельных случаях до 10 000 мг/л. В замкнутых системах охлаждения, в тех случаях, когда высокая концентрация хроматов надежно предотвращает язвенную коррозию и образование наростов ржавчины, нет особой надобности заменять хроматирование дианод-ным методом. Однако в большинстве случаев это не имеет места и применение дианодного метода в таких системах дает большой положительный эффект. Дианодный метод пригоден и при наличии трубок из адмиралтейской латуни, а также для защиты и других металлов. Если вследствие наличия неплотностей в систему проникает H2S, то эффективность ди-анодного метода надает, так как сероводород разрушает хроматы. [c.104]

Влияние температуры сырья на металл печных труб имеет экстремальный характер. Первоначальное усиление коррозии (вследствие дополнительного выделения сероводорода из термостойких сернистых соединений под влиянием высоких температур в печах термокрекинга) заканчивается максимумом (при 400—460 °С по данным [38], при 420—440° по данным [41] — см. рис. 5.14 и при 440—490° по данным [23]), выше которого начинается торможение коррозии вследствие усиленного коксообразования на стенках. Показано [23, 38], что при прочих равных условиях скорость коррозии печных змеевиков пропорциональна количеству серводорода, выделяющегося при термическом расщеплении сернистых соединений. [c.153]

Интенсивность коррозии усиливается при наличии в водной среде, кроме сероводорода, хлоридов, оказывающих дополнительное агрессивное воздействие. Авторами [39, 125] получен экстремальный характер зависимости скорости коррозии от концентрации КаС1 с максимумом при 100 г/л. Они объясняют это конкурентным влиянием обусловливающих скорость коррозии факторов (разрушение пленки продуктов коррозии под действием хлоридов блокирование активных участков поверхности металла хлорид-ионами при их высоких концентрациях, затрудняющее протекание электродных процессов уменьшение растворимости коррозионно-активного сероводорода при переходе к концентрированным растворам хлористого натрия). [c.18]

Влияние сернистых соединений в нефти. Вероятно, главной причиной коррозии в нефтяной промышленности является присутствие серы почти во всех сортах нефти (в количестве от немногих сотых процента до 4%). Сера может присутствовать в виде свободной серы, сероводорода, меркаптанов алкилсульфидов, тиофенов, тиофанов или двусернистого углерода, из которых первые три являются источником прямога действия серы на многие металлы. Вуд, Шили и Труасти показали, например, что хотя чистая сухая сырая нефть (нафта) не оказывает никакого действия на обычные металлы, раствор серы или сероводорода в сырой нефти действует на медь или серебро с образованием сульфида металла, и что раствор меркаптана в сырой нефти действует на те же металлы, образуя меркаптиды (металлические производные меркаптанов, которые разлагаются при 100°, давая сульфиды). Большинство других металлов (цинк, железо алюминий и т. д.) почти не подвергается действию сернистых соединений, растворенных в сырой нефти в отсутствии воды. Раствор сероводорода в сухой или сырой нефти дает на железе черную сульфидную пленку. Вуд и его сотрудники нашли, что многие металлы, на которые не действовала сухая сырая нефть, содержащая сероводород или меркаптан, подвергались сильному воздействию той же сырой нефти, если в ней присутствовала вода. Не подлежит сомнению, что в некоторых случаях вода просто растворяет серосодержащее вещество и за счет этого коррозионная активность воды увеличивается. Хром, который не корродирует <в воде и не подвергается действию раствора серо водорода в сухой или сырой нефти, испытывает сильную коррозию в присутствии обоих. После изучения различных форм серы Буд нашел, что [c.504]

Причина, почему сульфиды являются ускорителями в одном случае и почему они не являются таковыми в других, постепенно становится ясной. Хор нашел, что присутствие сероводорода в жидкости ускоряет главным образом анодную реакцию. В нейтральных или щелочных жидкостях катодная реакция контролирует скорость коррозии, и сульфиды— в жидкости или в металле — мало влияют на скорость коррозии. В кислых жидкостях, где водород свободно отделяется от катодных участков, анодная реакция оказывает влияние на скорость коррозии, и сульфиды в жидкости становятся ускорителями если сульфид присутствует в виде включений сернистого железа и сернистого марганца в железе, кислота действует на них с образованием сероводорода в растворе, который и усиливает коррозионное действие на металл. Возможно, что одно из преимуществ медистых сталей состоит в том, что медь нейтрализует влияние серы, как это было высказано в одной из работ Бока . Возможно также, что сера в медистой стали, в соответствии с воззрениями Веддинга, находится в виде стойкой сернистой меди, которая менее растворима в кислотах. Это подтверждается недавней работой Хора и Хавенхенда а также Гадсона . Медленное действие кислоты на чистые стали лишь немного уменьшается при добавке меди, однако быстрая коррозия загрязненных сталей значительно замедляется. В жидкостях с содержанием кис-слоты, недостаточным для разрушения сернистых включений, характер коррозии другой. Чижевский и Шкапский показали, что пара железо/сульфид дает более низкую начальную [c.540]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...