長(zhǎng)效膜緩蝕劑在輸氣管線上的應(yīng)用

　　文/王月，谷壇，袁曦，胡永碧·中石油酉南油氣田分公司天然氣研究院

　　本文介紹了長(zhǎng)效膜緩蝕劑CT2一19及其它與清管預(yù)膜防腐技術(shù)配合使用，在高酸性氣田干氣輸氣管線——竹渠線上的成功應(yīng)用。結(jié)果表明清管器加注緩蝕劑預(yù)膜工藝能夠有效地在高酸性氣田地曲管線實(shí)施，預(yù)膜后持續(xù)有效時(shí)間達(dá)一月以上。

　　在高酸性氣田干氣輸送過(guò)程中，由于硫化氫、二氧化碳的存在，油氣井和地面集輸管線的內(nèi)腐蝕問(wèn)題相當(dāng)突出，嚴(yán)重威脅氣田的安全運(yùn)行。

　　硫化氫的腐蝕破壞通常可分為兩種類型：一類為電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中陽(yáng)極鐵溶解導(dǎo)致的全面腐蝕和/或局部腐蝕，表現(xiàn)為金屬構(gòu)件（管材）的壁厚減薄和/或點(diǎn)蝕穿孔等局部腐蝕破壞；另一類為電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中陰極析出的氫原子，由于H₂S的存在，阻止其結(jié)合成氫分子逸出而進(jìn)入鋼中，導(dǎo)致H₂S環(huán)境開(kāi)裂，例如硫化物應(yīng)力開(kāi)裂（SSC）、氫致開(kāi)裂（HIC）等等。

　　二氧化碳腐蝕的基本特征是局部腐蝕，其腐蝕形態(tài)往往表現(xiàn)為臺(tái)地狀腐蝕、坑點(diǎn)腐蝕及癬狀腐蝕，這和CO₂腐蝕產(chǎn)物FeC0₃膜及CaC0₃垢等的沉積有關(guān)。當(dāng)材料表面形成不完整的或局部損壞、脫落的膜層時(shí)，在材料表面不同覆蓋度區(qū)域之間就形成了具有很強(qiáng)自催化效應(yīng)的腐蝕電偶或閉塞電池，CO₂的局部腐蝕就是這種腐蝕電偶作用的結(jié)果。CO₂反應(yīng)的最終產(chǎn)物主要為FeCO₃，腐蝕過(guò)程中腐蝕速率受陰極反應(yīng)控制，該觀點(diǎn)已經(jīng)普遍得到認(rèn)可。

　　在H₂S與CO₂共存體系中，Κ.Masamura、G.Fierro等人研究指出，電化學(xué)腐蝕表現(xiàn)為三種形式。

　　（1）PH₂S<0.00007MPa時(shí)，CO₂是腐蝕控制的主要因素。當(dāng)溫度高于60℃時(shí)，腐蝕速率取決于FeCO₃膜的保護(hù)性能，基本與H₂S無(wú)關(guān)。

　　（2）在H₂S含量增加，但PCO₂/PH₂S>200時(shí)，材料表面形成一層與溫度和PH值有關(guān)的較密的FeCO₃膜，導(dǎo)致腐蝕速率降低。

　　（3）在PC02/PH2S<200時(shí)，介質(zhì)中H₂S為主導(dǎo)，材料表面優(yōu)先形成一層FeCO₃膜，此膜阻礙具有良好保護(hù)性的FeCO₃的生成，最終的腐蝕性取決于FeCO₃和FeCO₃膜的穩(wěn)定性及其保護(hù)情況。

　　在H₂S與CO₂共存體系中，CO₂的存在對(duì)H₂S腐蝕過(guò)程的影響，一般認(rèn)為是起促進(jìn)作用。CO₂相對(duì)含量的增加將導(dǎo)致腐蝕機(jī)制轉(zhuǎn)化為CO₂為腐蝕主導(dǎo)因素。H₂S的存在既能通過(guò)陰極反應(yīng)加速CO₂腐蝕，又能通過(guò)FeCO₃沉淀減緩腐蝕。因此二者相對(duì)含量的不同，將決定由H₂S或CO₂主導(dǎo)。而在氫損傷方面，無(wú)論CO₂含量高還是低，硫化氫導(dǎo)致鋼鐵材料氫損傷是始終存在的。而且CO₂分壓越高，介質(zhì)的PH值就越低，從而增大氫損傷的敏感性。

　　在高酸性氣田集輸系統(tǒng)中，有效地抑制、減小腐蝕對(duì)安全生產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。實(shí)踐證明合理添加緩蝕劑是防止高酸性油氣對(duì)碳鋼和低合金鋼設(shè)施腐蝕的一種經(jīng)濟(jì)有效的防護(hù)措施。

　　長(zhǎng)效膜緩蝕劑CT2一19

　　CT2一19是中石油西南油氣田分公司天然氣研究院研制的一種長(zhǎng)效膜緩蝕劑，呈淺黃色至淺棕色，溶于烴類、醇類和溶劑油，并能分散在水和鹽水中，屬有機(jī)成膜型緩蝕劑，適用于H₂S一CO₂一C1-的腐蝕介質(zhì)，能有效抑制酸性氣田輸氣管道金屬的內(nèi)腐蝕。該產(chǎn)品流動(dòng)性和分散性好，緩蝕效果佳。可以用于緩蝕劑批處理、間歇加注、連續(xù)加注等不同加注工藝。并可以與水合物抑制劑良好配伍。

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