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《多相流腐蝕因素的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、多相流腐蝕因素的研究在油氣開采中和輸送當中，二氧化碳常常作為伴隨氣體存在油氣當中，對金屬管道造成較嚴重的腐蝕，再加上二氧化擦在采油中的大量使用，使得二氧化碳的腐蝕加劇，導致材料的使用周期降低，形成額外的經(jīng)濟損失。更嚴重的是管道儀器的腐蝕對工作人員的安全形成威脅，造成生命危險。另外油氣的泄露對環(huán)境造成巨大的污染，尤其是在海油的開采當中。目前油田當中多應(yīng)用的材質(zhì)為X65等，且在開采技術(shù)的發(fā)展當中，常常運用大量的水將油輸送出地面，這在一定程度上加劇了管道的腐蝕。另外由于在石油的輸送當中可能存在少量的砂石顆粒，從而對管道形成沖刷，損壞管道，加速管道的腐蝕。輸送環(huán)境的溫度及鋼材的物質(zhì)組
2、成也對腐蝕形成巨大的影響。所以此次實驗在于研究這些因素對管道腐蝕的影響規(guī)律及腐蝕的具體原理。一實驗材料、試驗介質(zhì)及具體處理原理此試驗的材料選擇X65，其化學成分如下：w，%CMnSiPSCuMoNi0.071.410.210.00800.0200.01CrAlNb+N+TiAsSnCeP0.020.0290.08-0.150.010.0130.3210.155實驗所用介質(zhì)為模擬工況的油、氣、水、沙混合而成溶液，介質(zhì)的溫度分別為30度、60度、90度以研究溫度腐蝕的影響。其中水相的配比如下表所示，油相為現(xiàn)場采油，為45好號油。其主要成分為環(huán)烷烴烷烴極少量的單環(huán)和雙環(huán)芳烴。在實驗
3、中加一組空白試驗即為45號油對鋼管的影響。氣相變量為二氧化碳的濃度。沙為200-300目的石英砂。腐蝕模擬裝置為高溫高壓磁力驅(qū)動反應(yīng)釜。成分量濃度/mmol/L配置一升所需質(zhì)量/mgNa2SO40.011042NaCl473.43327667.42CaCl219.5252166.88MgCl2.6H2O10.0412041.34KCl6.982520.51FeCl2.6H2O0.08723.52重量法是其中一種較為經(jīng)典的方法，它適用于實驗室和現(xiàn)場試驗，是測定金屬腐蝕速率最可靠的方法之一，是其它金屬腐蝕速率測定方法的基礎(chǔ)。重量法是根據(jù)腐蝕前、后金屬試件重量的變化來測定金屬腐蝕速
4、率的。重量法又可分為失重法和增重法兩種。當金屬表面上的腐蝕產(chǎn)物較容易除凈，且不會因為清除腐蝕產(chǎn)物而損壞金屬本體時常用失重法；當腐蝕產(chǎn)物牢固地附著在試件表面時則采用增重法。在此試驗中采用失重法測定金屬腐蝕速率。把金屬做成一定形狀和大小的試件（管道），通過高溫高壓磁力驅(qū)動反應(yīng)釜按規(guī)定速度流入原油模擬液，經(jīng)過一定的時間后，取出并測量其重量和尺寸的變化，即可計算其腐蝕速率。對于失重法，可通過下式計算金屬的腐蝕速率：v－=(m0-m1)/St-式中，v－為管道金屬腐蝕速率g／(m2?h)；m0為腐蝕前試件的質(zhì)量，g；m1為經(jīng)過一定時間的腐蝕、并除去表面腐蝕產(chǎn)物后試件的質(zhì)量，g；S為試件
5、暴露在腐蝕環(huán)境中的表面積，m2；t為試件腐蝕的時間，h。用單位時間內(nèi)的腐蝕深度表示金屬的腐蝕速率即為：vt=v－x365x24x10/(10000r)=8.76xv－/r式中，vt為年腐蝕深度，mm／a；ρ為實驗金屬材料的密度，g／cm3；v－為失重腐蝕速率，g／(m2?h)。二試驗方法本實驗著重采用控制變量法來一一測得各因素對腐蝕的影響。第一，流速的研究在研究流速的影響時，選用的實驗條件為：溫度為70度，水質(zhì)量分數(shù)為15%，砂質(zhì)量分數(shù)為1.0%，二氧化碳壓力為1.8MPa。實驗設(shè)計時的流速分別為0.5m/s,1m/s,和2m/s。這基本上涵蓋了油氣管線的常用流速范圍。具體步
6、驟如下：將X65用100#、400#、800#水砂紙逐級磨光，丙酮擦洗，干燥備用（稱重洗后的試片應(yīng)避免用手直接接觸，在空氣濕度較大時，最好放入干燥器內(nèi)，以防生銹）并測量工作面的尺寸,計算其表面積。試驗結(jié)束后用蒸餾水沖洗式樣表面去除腐蝕產(chǎn)物后用乙醇和丙酮除水，吹干，稱重，計算其腐蝕速率。此樣品需準備多份以備用。腐蝕模擬裝置為高溫高壓磁力驅(qū)動反應(yīng)釜。將試樣裝入夾具后，加入腐蝕液介質(zhì)（配好的模擬原油液），密封好高壓釜。擰開氣罐閥門通入二氧化碳氣體除氧2小時，停止通入二氧化碳，然后對腐蝕液相介質(zhì)加熱，待溫度升至70度后，通入二氧化碳至1.8MPa，關(guān)閉二氧化碳氣罐閥門，最后調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)裝
7、置，使液相介質(zhì)速率為0.5m/s。待各種參數(shù)穩(wěn)定后記錄實驗開始時間。此實驗最好進行相對較長的時間以便使腐蝕進行的比較明顯，這樣能夠得到較好的結(jié)論。實驗結(jié)束后，取出樣品后采用掃描電鏡和X射線衍射儀對試片進行表面形貌和腐蝕產(chǎn)物分析,然后用蒸餾水沖洗式樣表面去除腐蝕產(chǎn)物后用乙醇和丙酮除水，吹干，稱重，計算其腐蝕速率。最后如上述所示對1m/s,和2m/s的流速分別進行實驗并進行編號，分析結(jié)果。第二，水含量的研究在研究水含量的影響時所采用的實驗條件為：溫度70度，流速為2m/s,砂的質(zhì)量分數(shù)為1.0%，二氧化碳壓
