提要

✱利用失重法、电化学极化法、电化学阻抗谱及腐蚀形貌观察和腐蚀产物物相分析，研究了油水分层介质中X65管线钢在油水两相界面处的腐蚀行为及不同缓蚀剂在油水界面处的作用效果。结果表明，在CO2分压为0.9 MPa，温度为60 ℃，静止状态下的油水分层介质中，X65钢在油相区几乎不发生腐蚀，在油水两相界面处发生局部腐蚀，在水相区发生严重腐蚀。添加水溶性缓蚀剂十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐使得X65钢在该工况下的腐蚀速率降低，添加油溶性缓蚀剂癸硫醇反而使得X65钢在油水两相界面处的局部腐蚀加重，甚至出现了腐蚀沟槽。

核心词： 油水界面； 电化学； CO2腐蚀； 缓蚀剂

现在海洋资源混输热力管网的连续不断APP和稠油油井的联合开发，水油多相混输相关问题不断备受喜爱[1,2]。多相分子运动易对管线产生了分子运动tvt体育 蚀，越发在油井采用最后，加压和CO2驱油技术工艺的使用，不使黄金含容量急增而是增多了CO2ꦦ分压，日趋严峻线路腐化[3,4,5]。工程建设上多选择石油管网管线钢做石油管网线路，层流感觉下线路座落在油脂画质处的媒介的自然环境是繁杂化，两相画质繁杂化的相分布区、媒介含量等度及粘性流体力学结构性，使画质处承受严峻的轮廓线腐化[6,7]，严峻者可会造成腐化破裂，会导致原油现货外泄，使得的自然环境的污染。

加阻垢剂是各油井最软件应用的tvt体育 步骤其一。现下，房间深入分析阻垢剂对浸蚀毛病的限拍摄用，多特殊性于220V水材质中，关与两相游戏程序的表面处阻垢剂角色最后的深入分析较少[8,9]。深入分析证明[10]，犹豫阻垢剂的构造和形成有对比，水和油两相工作的体系中阻垢剂的角色基理与220V水材质中具有比较大的对比。Choi等[11,12]实施缩放园柱电级深入分析了阻垢剂对水和油两相游戏程序的表面浸蚀的角色最后，其最后证明，加阻垢剂可是可行缓和游戏程序的表面处的轮廓线浸蚀。另一个工作的方面，刘小武等[13,14]实施失重實驗和比色法深入分析知道黄金造成 水相内阻垢剂在金属材料的表面的吸附剂操作过程，对有对比的阻垢剂的造成 因素具有对比。赵景茂等[15]实施阻垢剂有机废气浓度分析知道，具有刺激性阻垢剂的水悬浊液与黄金比调后来，水溶型阻垢剂大地方存于水相，油溶型阻垢剂基本上任何存于油相。刘烈炜等[16]知道悬浊液中油相信例的增峰会提升往往阻垢剂的缓蚀最后，可是油相的具有减低了原阻垢剂的的缓蚀率。论文资料[17]知道当高碳钢的表面从透润湿型转换成油润湿型是会造成 阻垢剂的缓蚀最后提升。总的并不是，阻垢剂使用和软件应用消极怠工，可能重要造成 其可行性，而使造成管道重要的内浸蚀毛病[18]。这篇文实施室温油田想法釜浸湿實驗并构建电生物学實驗对X65管道钢在水和油游戏程序的表面处的浸蚀情形及阻垢剂在水和油游戏程序的表面处的角色最后实施了深入分析，以求为是由化工新材料等服务业的tvt体育 工作的可以提供技术设备不支持。

1 调查最简单的方法

🃏实验材料选用X65管线钢，其化学成分 （质量分数，%） 为：C 0.04，Si 0.2，Mn 1.5，P 0.011，S 0.003，Mo 0.02，Fe余量。实验前用水磨砂纸将试样测试表面逐级打磨至800#，随后用去离子水清洗，丙酮除油，乙醇干燥后备用。实验溶液为模拟采出液和0号柴油以1∶1体积比组成的油水分层介质，模拟采出液用去离子水和分析纯化学试剂配制而成，其组分 （mg/L） 为：Na+ 26231，Mg2+ 1920，Ca2+ 2747，K+ 644，Cl- 35297，SO42-🐟 197，HCO3- 19。柴油为市售标准0号轻质柴油。实验选用两种缓蚀剂：水溶性缓蚀剂，十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐 （代号OAI） 和油溶性缓蚀剂癸硫醇 （10SH），其分子结构如图1所示。实验过程中将缓蚀剂加入到水相中，待搅拌均匀后再添加油相。

图1   十六烯基胺乙基咪唑啉季铵盐和癸硫醇的格局

浸蚀模拟机實驗在高室内温度压力反應釜中采取，實驗室内温度为60 ℃，實驗时中仍然通入CO2使CO2𝓰分压提升在0.9 MPa。调查操作设计准确时间为3 d，所需X65钢型号为50 mm×13 mm×3 mm，岩样靠近油脂接口处，并保持存在水相和油相的范围一一对应。调查操作设计前对挂片岩样实行测重，并侧量算公式高效的浸蚀地域的表范围，测重时选择的精密度为0.0001 g的探讨天坪，表范围的算公式精度到1%。进行差距调查操作设计后岩样的宏观经济和外部经济形貌波动，设定的浸蚀的形式，并用失重法算公式的浸蚀波特率及缓蚀率。

电催化测评在气温高压变压器作用釜中做，實驗报告温为60 ℃，實驗报告时中终究通入CO2使CO2🦂分压保护在0.9 MPa。电检查是否测试英文PC软件英文英文控制系统由电检查是否办公站 （Gamry Interface 1000）、钛不锈钢不锈钢电级片材料池和三不锈钢不锈钢电级片材料操作体系分解成。办公不锈钢不锈钢电级片材料为X65钢，引导不锈钢不锈钢电级片材料为铂不锈钢不锈钢电级片材料，参比不锈钢不锈钢电级片材料为低温高压变压器Ag/AgCl （0.1 mol/L KCl） 不锈钢不锈钢电级片材料。办公不锈钢不锈钢电级片材料户型适用面积为3 cm2，坐落于水油工具栏处，并要确保占据水相和油相的户型适用面积相同。测试英文PC软件英文英文时先监控器引路电极电极电极电位差，待引路电极电极电极电位差平衡后再开始预估。动电极电极电极电位差极化曲线美测试英文PC软件英文英文电极电极电极电位差区域：-350~400 mV vs OCP，扫描拍照器数率0.5 mV/s。电检查是否电位差匹配谱测试英文PC软件英文英文频次区域为105~10-2 Hz，电位差匹配预估数据文件信息幅数值10 mV正弦交流电波，电位差匹配谱数据文件能够 ZSIMPWINPC软件开始等效电路系统线性拟合讲解。适用JSM-6510A扫描拍照器电镜 （SEM） 关察氧化物品的微观经济形貌，适用TTR3 XX射线衍射仪 （XRD） 讲解氧化物品含量，适用LEXT OLS4000机光共聚交网络光学显微镜关察氧化后不锈钢单单从表面氧化社会形态。

2 结果显示与热议

2.1 腐烛失重科学试验

摄氏度为60 ℃，CO2🍰分压为0.9 MPa的要求下，X65钢在多种灼伤物料中的失重阐述毕竟一样2一样。养成水盐饱和液体中X65钢的灼伤传输浓度较高，可达到4.978 mm/a，调用图片100 mg/L癸硫醇缓蚀阻垢剂后，灼伤传输浓度降为0.549 mm/a，缓蚀的效率为89%；X65钢在水油分离逐层物料地下水区的灼伤传输浓度为4.109 mm/a，在两相物料中调用图片100 mg/L癸硫醇后，水区灼伤传输浓度为2.99 mm/a，然而比水油分离两相未调用图片缓蚀阻垢剂要求下有所不为大大减少，但还在继续大于调用图片缓蚀阻垢剂的养成水盐饱和液体，说明书怎么写调用图片油阴离子型缓蚀阻垢剂然而在一些情况中大大减少X65钢在水油分离两相物料中的灼伤传输浓度，但和单相电养成水盐饱和液体相较于，油相的有逐年度大大减少了油阴离子型缓蚀阻垢剂癸硫醇的能力治疗效果。

图2   X65钢在不相同灼伤物质中的灼伤速率单位

♛在各种物料中浸过3 d后的X65钢宏观政策灼伤形貌图甲3提示。也可以看得出，X65钢在模拟网水稀硫酸中会做匀称灼伤；在油脂等级物料中，油相区的钢材拉伸试验外面具有鲜亮，灼伤更中度，只在位置城市显示暗淡点蚀，证明烷烃氧分子在金属件外面的吸附性比较好地维护了基体抗御灼伤，一同油相中参杂的水珠在匀速运动程序下首先润湿钢材拉伸试验，在外面会做中度点蚀。而工具栏与水区则会做了具有严重的的灼伤，点蚀坑长度过大，点蚀风险区区产生台地状灼伤。在修改100 mg/L癸硫醇脱硫剂的油脂等级物料中，油相区的钢材拉伸试验外面却仍然具有鲜亮，灼伤极中度；水相区的钢材拉伸试验会做了匀称灼伤，发现水相中分刘海配的脱硫剂溶液浓度较低，时未起到了维护用处。而指的需注意的是，在油脂两相工具栏城市，X65钢外面存在着一窄长灼伤管沟，其位置变小形貌图甲4提示，借助皮秒激光共精准定位光学显微镜对灼伤管沟做程度测定，其坚向灼伤速率单位能达到6.18 mm/a。

图3   X65钢在不一样的材质中泡浸3 d后的宏观环境锈蚀形貌

൩图4   X65钢在倒入100 mg/L癸硫醇的水和油两相画面区域中的腐蚀沟槽开挖形貌

🉐利用SEM和XRD对X65钢表面腐蚀产物膜进行研究，其表面微观形貌如图5所示，腐蚀产物成分分析结果如图6所示。在未添加缓蚀剂的油水分层介质中，完全处于油相区的X65钢基本不发生腐蚀，表面划痕仍清晰可见，水相区内发生了比较严重的腐蚀，表面腐蚀产物为典型方解石结构的FeCO3晶体堆垛，且腐蚀产物膜疏松多孔；在油水界面处X65钢发生了局部腐蚀，近油相区表面覆盖一层腐蚀产物膜，近水相区表面为FeCO3晶体堆垛。添加100 mg/L癸硫醇缓蚀剂后，油相区内X65钢表面平整未发生腐蚀；油水界面处X65钢发生局部腐蚀，近油相一侧表面覆盖一层保护膜；水相区内X65钢表面腐蚀产物为FeCO3及片状Fe3C，Fe3C可能是X65钢中的铁素体和渗碳体构成蚀微电池，铁素体电位较高作为阳极被溶解后遗留下来的产物，其覆盖的区域电位较高，构成腐蚀电池的阴极区，与碳钢基体形成电偶腐蚀[19]。以上结果表明癸硫醇缓蚀剂在水相、两相界面区域的作用效果均较差。

图5   X65钢外层不一样的部分的宏观形貌

图6   X65钢在水相中的被腐蚀货物膜XRD谱

2.2 动电位差极化曲线拟合了解

💯从以上内容的结果也可以受到油可溶脱硫剂癸硫醇在油水分离层次分割导电介质中的功效感觉并不满意，最为评测，导入水可溶脱硫剂十八烯基胺乙基咪唑啉季铵盐 （OAI）。气温为60 ℃，CO2💜分压为0.9 MPa的情况下，X65钢在参加不一样的品类脱硫剂的水和油分出层次材质中的动电势极化拟合曲线图检验结果下图7a下图。下图下图，参加300 mg/L癸硫醇脱硫剂对阴阳五行极极化是没有显眼的影向，而参加300 mg/L OAI脱硫剂后自蚀化电势正移，自蚀化瞬时电流大小容重特殊缩减。采用Tafel拟合曲线图外推法，实现相应情况的自蚀化瞬时电流大小容重，进步骤估算实现相应脱硫剂的缓蚀质量，结果下图8b下图。在水和油两相分割材质中参加300 mg/L癸硫醇脱硫剂后，经估算癸硫醇的缓蚀率有37.72%，守护结果不高；而参加300 mg/L OAI脱硫剂后，蚀化传送速度特殊减小，缓蚀率独角兽高达98.85%。可看见，在水和油分出层次材质中参加水可溶脱硫剂二十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐的缓蚀结果远高于油可溶脱硫剂癸硫醇，油相的存有对油可溶脱硫剂有特殊的影向。

⭕图7   X65钢在参加各种不同缓蚀阻垢剂的油脂层次结构物料中的电化工测试英文结杲

图8   X65钢在加如各个脱硫剂的油水分离层次结构有机溶剂中的电电学电位差谱

2.3 化学工业输出阻抗具体分析

60 ℃，CO2🧸分压为0.9 MPa的标准下，对X65钢在生成区别用途缓蚀阻垢剂的油水分离逐层导电介质中做抗阻谱测试英文。从图8a中是可以听出，未生成缓蚀阻垢剂时，抗阻谱在始点日子段会导致3个日子常数，由高頻容抗弧、中粉红噪声感抗弧和粉红噪声的容抗弧组成的，感抗弧的导致与对话框处烷烃团伙的脱附有关系，迅速地化学反应的做，感抗弧没有，改为双容抗弧，且抗阻弧也越来越变小，猜想到是仍然试件外壁刚已经开始包裹的油膜再次发生较激烈的烷烃团伙脱附的时候，自后吸收的设计团伙越来越被水团伙抗衡，感抗越来越没有。先前油膜润湿，抗阻相对较大，自后仍然不动的工作状态下冷轧钢外壁表現为亲水溶性，试件外壁越来越被莹润湿，抗阻迅速地日子的流逝迅速降低，直接左右组成较完整的的腐蚀不锈钢货物膜，抗阻弧趋近保持稳定，就不再宿小。

𒉰从图8b中可得知，在增加300 mg/L癸硫醇的灰色收入细化媒介中，与白页组完成比较，从的反应开始了到管理体系特性输出阻抗不稳，其特性输出阻抗值均较小，该结论与挂片失重结论不符，即油无水磷酸氢脱硫剂癸硫醇在灰色收入两相媒介中首要起不了缓蚀效应。

✃从图8c中不错分辨出，在增多300 mg/L OAI阻垢剂的油脂分类导电物质中，相对于留白组，电阻值弧显眼不断地，证明该阻垢剂在两相导电物质中缓蚀效率很好。同时，迅速期限的逝去，电阻值弧展现先减少后不断地的变化发展趋势，预测是随之侵泡早期，阻垢剂大分子结构结构式与烷烃大分子结构结构式有固定的协同作战反应，缓蚀效率优异，迅速期限的逝去，部门烷烃大分子结构结构式迅速被水大分子结构结构式成为，缓蚀效率甚微降低，到的蚀化晚期，随之的蚀化有机物膜的自动生成，低密度性保护区性变好，会导致的蚀化保持整个过程有由纯化保持向吸附保持转化的变化发展趋势，电阻值弧又甚微不断地。

🥀用图9图示的等效电源电路板图对所诉电物理化学电位差谱通过解析视频。另外，Rs表达稀硫酸滤波电阻（电阻器）器功率，CPEdl应采用线性线性拟合曲线双电层滤波电阻（电阻器）器，Y2和n2为CPEdl的两基本参数，Rct为带电粒子转到滤波电阻（电阻器）器功率，CPEf应采用线性线性拟合曲线膜层滤波电阻（电阻器）器，Rf表达耐腐蚀物质膜滤波电阻（电阻器）器功率。粘附和脱附阶段的底频感抗采用滤波电阻（电阻器）器功率元器件封装RL和电感L线性线性拟合曲线。再生利用图9图示的等效电源电路板图通过模拟系统后的报告如表1图示。行知道，未移除缓蚀阻垢剂时，双电层滤波电阻（电阻器）器值随着时间推移时期的增加时期的增加频频增多，进第一步证明文件了试板外观或者的发生水相抗衡润湿的阶段。即，滤波电阻（电阻器）器与导热系数成比例，与粘附的大氧大氧分子结构式时间成正比。而水的导热系数比烷烃大氧大氧分子结构式大，且水大氧大氧分子结构式时间要比烷烃大氧大氧分子结构式短，从而，随着时间推移时期的增加水大氧大氧分子结构式抗衡烷烃大氧大氧分子结构式阶段的通过，双电层滤波电阻（电阻器）器频频增多。

图9   EIS等效电源线路图

表1   等效电路系统各规格值

ꦬ在腐蚀不锈钢电检查是否中，通常的使用极化功率电阻Rp来分析方法涂料的耐蚀效果。表明EIS线性拟合成果，巧用式 （1） 可折算有Rp值，其成果如图如下10如下。

图10   EIS曲线拟合结局增值税Rp值

🐓从图10中可求，X65钢在增添300 mg/L OAI缓蚀阻垢剂的水和油分类物料中的Rp值特别较高，而增添油溶解性缓蚀阻垢剂癸硫醇的网络体系中，Rp值比较接近于于空白图片组。进一次单位证明水溶解性缓蚀阻垢剂OAI的缓蚀使用效果远远超过油溶解性缓蚀阻垢剂癸硫醇，油相的普遍存在对油溶解性缓蚀阻垢剂有可观的影响到。

3 结语

🎉（1） 在未增加缓蚀阻垢剂的水和油两相分层现象物质中，X65钢在油区金属腐化稍微，在两相对话框区出现布局金属腐化，而在水相区出现非常造成 的金属腐化。

♊（2） 在水油上下分层有机溶剂中放入100 mg/L癸硫醇阻垢剂，X65钢在水油两相画面空间区域发生了身体不规则被浸蚀，且产生有一定的被浸蚀基槽，反映油可溶性阻垢剂的增添还可能会较轻身体不规则被浸蚀。

ꦺ（3） 在水和油分离两相上下分层次媒介中，倒入有差异的类型缓蚀阻垢剂后，会发现水溶解性缓蚀阻垢剂十六烯基胺乙基咪唑啉季铵盐在水和油分离上下分层次媒介中的缓蚀的效果相对比较油溶解性缓蚀阻垢剂癸硫醇。