论文部分内容阅读
能源是整个世界发展和经济增长最基本的驱动力,是人类赖以生存的基础。短期内煤炭、石油、天然气等传统能源仍是我国能源供应的主力军,然而随着对油气田开发的深入,在某些地区油气开采环境日益恶劣。制约油气开采的油井管腐蚀、结垢等问题越来越突出,尤其是油管套管之间的电偶腐蚀更是严重影响着油气的开采。本文针对油气田中油管钢和套管钢在环空保护液中的电偶腐蚀问题,采用牺牲阳极对其施加阴极保护,以减缓腐蚀速率和延长油井管钢的使用寿命。首先本文考察了在环空保护液中,电偶对的阴/阳面积比和介质温度对电偶腐蚀速率的影响。结果表明随着阴/阳面积比的增大和温度的升高,腐蚀速率明显增大；TP110SS钢的自腐蚀产物和电偶腐蚀的产物元素组成相差不大,主要成分都是Fe3O4。其次在Al-Zn-In阳极的基础上定量添入Sn、Mg、Ce三种合金元素和热处理工艺熔炼得一系列阳极试样,并进行电化学试验筛选出在80℃环空保护液中电化学性能最好的阳极配方—A1-5Zn-0.05In-0.07Sn-1Mg-0.1Ce。该配方的牺牲阳极试样在80℃下的开路电位为-1.067V,工作电位在-0.956V--0.997V之间且波动较小,实际电容量为2449.8 A·h/kg,电流效率为85.36%,腐蚀产物溶解较均匀；在常温海水中的电化学性能达到GB/T 4948-2002相应的标准,扩大了该阳极的应用范围。而商品牺牲阳极的实际电容量仅为1730.04 A·h/kg,电流效率60.28%,难以满足生产的需要。筛选出的阳极能使TP110SS钢-G3钢电偶对在25℃和80℃下环空保护液中的腐蚀速率分别从0.123 g/(m2·h)降低为0.024 g/(m2·h),从0.607 g/(m2·h)降低为0.034 g/(m2·h),相应的保护度为80.75%、95.08%。