復(fù)合固體緩蝕劑對(duì)氯化鉀水體系緩蝕性能研究

霍俊鋼

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司遼東作業(yè)公司，天津300452）

復(fù)合固體緩蝕劑對(duì)氯化鉀水體系緩蝕性能研究

霍俊鋼

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司遼東作業(yè)公司，天津300452）

為了減輕氯化鉀水體系對(duì)鋼材的腐蝕，用低毒、緩蝕效果良好的固體緩蝕劑對(duì)氯化鉀水體系進(jìn)行改性研究，利用失重法對(duì)復(fù)合固體緩蝕劑進(jìn)行研究。結(jié)果表明，向20%氯化鉀溶液中，加入4g/ L六偏磷酸鈉、2g/L硅酸鈉復(fù)合固體緩蝕劑，對(duì)N80鋼片的緩蝕效果最好。

緩蝕劑；氯化鉀；失重法；六偏磷酸鈉；硅酸鈉

在修井、試井等作業(yè)中，常采用氯化鉀鹽水作壓井液，但氯化鉀鹽水對(duì)鋼材的腐蝕問(wèn)題較為嚴(yán)重。因此，研制出低劑量、緩蝕效果好的緩蝕劑對(duì)氯化鉀鹽水進(jìn)行改性具有重要意義。目前，聚磷酸鹽是使用最為廣泛、最為經(jīng)濟(jì)的固體緩蝕劑之一［1］。聚磷酸鹽不僅具有良好的緩蝕性能，還是優(yōu)良的阻垢劑。最為常用的聚磷酸鹽是六偏磷酸鈉，其作為一種陰極阻垢型緩蝕劑，因具有無(wú)毒、環(huán)保等特點(diǎn)，在水處理及防腐等領(lǐng)域都得到了廣泛地應(yīng)用［2］。但六偏磷酸鈉單獨(dú)作為緩蝕劑使用時(shí)，用量較大。因此，本研究通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)，確定了一種實(shí)用、高效的復(fù)合固體緩蝕劑，將其加進(jìn)氯化鉀水體系中，能有效降低氯化鉀鹽水對(duì)鋼鐵基礎(chǔ)設(shè)施的腐蝕。

1　實(shí)驗(yàn)方法

1.1試樣制備

試樣采用N80鋼片，先用水砂紙將鋼片打磨至鏡面光亮，然后用去離子水沖洗，再用無(wú)水乙醇擦干，丙酮除油后，置于干燥器中4h，稱重（精確至0．1mg），最后編號(hào)。

1.2失重試驗(yàn)

將處理后的試樣2片一組，懸掛于不同的緩蝕劑、氯化鉀鹽水濃度為20%的溶液中，24h后取出，將試樣除銹洗滌烘干后，稱重，進(jìn)行失重分析。改變緩蝕劑配方，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。同時(shí)對(duì)幾種緩蝕劑復(fù)配后的腐蝕速率進(jìn)行比較，確定緩蝕劑的最佳配比。

2　結(jié)果與討論

2.1單組分緩蝕劑濃度對(duì)氯化鉀水體系緩蝕效果的影響

圖1　六偏磷酸鈉濃度對(duì)氯化鉀鹽水緩蝕效果的影響

由圖1可知，當(dāng)六偏磷酸鈉低于2g/L時(shí)，緩蝕率低于10%，隨六偏磷酸鈉的濃度增加，緩蝕率也逐漸增加。當(dāng)六偏磷酸鈉為4g/L時(shí)，緩蝕率達(dá)到74%，隨著六偏磷酸鈉濃度的繼續(xù)增大，緩蝕率開始下降。因?yàn)榱姿徕c是沉淀膜型緩蝕劑，當(dāng)濃度較低時(shí)，不能在碳鋼表面形成沉淀膜，緩蝕率沒有明顯的提高。當(dāng)六偏磷酸鈉濃度過(guò)大時(shí)，碳鋼試片的表面吸附了大量的氣泡，不能在碳鋼表面形成完整的膜，因此，緩蝕率下降。

2.2篩選六偏磷酸鈉與硅酸鈉的最佳復(fù)配濃度

在20%氯化鉀鹽水中，分別加入六偏磷酸鈉（4g/L）+硅酸鈉（0～8g/L），測(cè)定緩蝕曲線。結(jié)果見圖2。

圖2　硅酸鈉濃度對(duì)氯化鉀鹽水緩蝕效果的影響

由圖2可知，隨著硅酸鈉濃度的增大，緩蝕率逐漸增大，當(dāng)硅酸鈉濃度為2 g/L時(shí)，緩蝕率達(dá)到最大值96%，當(dāng)硅酸鈉濃度大于2g/L，緩蝕率開始下降，最后基本不再變化。實(shí)驗(yàn)表明，硅酸鈉的濃度為2g/ L時(shí)，與單一的緩蝕劑相比較，二元緩蝕劑的緩蝕率有了明顯的提高。這是因?yàn)榱姿徕c屬于陰極型緩蝕劑，硅酸鈉屬于陽(yáng)極型緩蝕劑，二者復(fù)合后，體現(xiàn)出兩種緩蝕劑復(fù)合的協(xié)同效應(yīng)。因此，復(fù)合固體緩蝕劑最佳濃度為：4g/L六偏磷酸鈉，2g/L硅酸鈉。

3　結(jié)論

3.1單組分緩蝕劑六偏磷酸鈉濃度為4g/L時(shí)，緩蝕效果最好。

3.2在20%氯化鉀水體系中，配以4g/L六偏磷酸鈉和2g/L硅酸鈉作為復(fù)合固體緩蝕劑，對(duì)N80鋼片的緩蝕率高達(dá)96%。

［1］孫立明，韋玉堂，張雪絨．鹽水介質(zhì)碳鋼緩蝕劑的研究［J］．河北化工，2004，6：57-58.

［2］宋蔚，田禾，張津紅．緩蝕劑的成膜機(jī)理分析［J］．天津理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，20（4）：67-70.

10.3969/j.issn.1008-1267.2015.05.009

TG174.42

A

1008-1267（2015）05-0027-02

2015-03-20

霍俊鋼（1979～），男，河北工業(yè)大學(xué)本科，工程師，從事油氣田開發(fā)方面的工作，主要負(fù)責(zé)老油田二次開發(fā)及三次采油方案設(shè)計(jì)及編制、數(shù)值模擬研究、動(dòng)態(tài)分析。