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随着油气田开发到中后期高含水阶段,油井管和集输管内产生腐蚀和结垢等常见问题,严重危害油气井的正常生产。因此,开展防垢防腐方法研究具有重要的实际意义。铜锌合金具有去除溶液中的余氯和重金属离子、控制微生物的生长和抑制垢的形成等作用,是一种具有广阔应用前景的防垢防腐新材料。通过分析油田采出水产生的结垢和腐蚀,从电化学角度探讨了铜锌合金材料的防垢防腐机理,认为铜锌合金在电解液中析出以Zn2+为主的二价金属阳离子影响了垢的生长、溶解度和晶体结构；此外,铜锌合金提高溶液的pH值,使溶液呈弱碱性,能够减缓CO2和H2S等腐蚀。本文利用熔炼炉制备了含稀土元素的特殊黄铜合金,对特殊黄铜合金的组织结构进行了表征,并模拟油田采出水,实验研究了该合金的防垢防腐性能。结果表明：(1)由表面自由能的计算可知,在600℃退火处理后合金的表面自由能最大,能量最低,且极性分量比铸态提高85.60%,对水等极性分子作用较大,有利于合金与溶液中离子的相互作用。(2)由于稀土的存在,特殊黄铜合金铸态组织主要以等轴晶为主,且铸态和固溶态合金相主要为α相(Cu0.64Zn0.36)，并有少量的第二相Cu3Sn析出,但经过固溶处理后的合金晶粒细化、组织均匀,部分第二相固溶到合金内部,提高了合金的固溶强度。(3)特殊黄铜合金在采出水溶液中发生电化学反应,使经过合金处理的采出水溶液中剩余钙离子浓度比未经合金处理的要高；此外,固溶态特殊黄铜合金组织更加均匀,在采出水溶液中的电化学反应更加剧烈,起到更好的防垢效果。油田采出水溶液中的剩余钙离子浓度和防垢率随着温度的升高而下降,但温度对特殊黄铜合金的防垢效果影响较小；特殊黄铜合金能够使结构稳定的方解石型碳酸钙转变为针状和球状的亚稳态文石型碳酸钙。(4)与经过合金处理相比,没有经过特殊黄铜合金处理的油田采出水溶液对管道钢的腐蚀速率较高,且腐蚀速率随温度的升高而增加,并在50℃达到最大值0.4467g/(m2·h),在去除产物膜后,钢片表面的蚀坑大而深。此外,经过特殊黄铜合金处理的溶液pH值提高,减缓采出水溶液对管道钢片腐蚀,但温度升高,加剧了管道钢片腐蚀；此外,经过特殊黄铜合金处理的油田采出水溶液能够减少管道钢基体表面的点蚀现象。