油田腐蚀监测技术及应用课件.ppt

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1、中国科学院金属研究所腐蚀监测部唐志文油气田腐蚀监测技术及应用一、前言二、油气田常用的腐蚀监测技术三、腐蚀监测技术在油气田的现场应用四、国内外电感探针技术比较及缓蚀剂评价实验五、油气田腐蚀监测技术的发展趋势近些年来，石油工业的腐蚀问题日益突出。油田日常生产中会产生含有大量杂质的油田水，油田水中含有氯离子、二氧化碳、硫化氢、溶解氧、细菌等腐蚀介质，这些腐蚀介质会对金属设备和管道产生腐蚀；另外，最近几年各油田天然气产量不断增加，天然气中的二氧化碳、硫化氢等腐蚀介质对设备的腐蚀危害也日益严重。在日常生产中

2、，如果不对设备的腐蚀过程进行监测，不了解设备的腐蚀状态，对设备腐蚀造成的安全隐患就不能进行科学的、有预见性的判断，大大增加了安全事故发生的可能性。为避免腐蚀造成的损失，各油气田相关单位普遍采取加注缓蚀剂的措施来控制设备的腐蚀，通过腐蚀监测可以评定缓蚀剂的缓蚀效率、筛选缓蚀剂的合适浓度，了解在缓蚀剂不断损耗过程中的金属的腐蚀速率变化过程，评定缓蚀剂的作用过程及失效时间。腐蚀监测技术就是在油气田日常生产运行中，对生产设备及管线的腐蚀形态、腐蚀速率等情况进行系统测试，以便采取各种措施延长设备使用寿命、合

3、理使用缓蚀剂、预防重大安全事故发生的技术手段。一、前言二、油气田常用的腐蚀监测技术1、挂片法把已知重量的金属试片放入腐蚀介质中，经过一已知的时间周期取出清洗后称重，根据试样质量变化测量出平均腐蚀速率，其优点是试片取出后可以观察试片表面形状，分析表面腐蚀产物，从而确定腐蚀的类型。挂片法的缺点是测量周期长，而且通过挂片法得到的数据反映的是腐蚀发生的结果，不能反映腐蚀过程中金属腐蚀速率的变化趋势，也无法反映工艺参数的快速变化对腐蚀速率的影响油气田常用的腐蚀监测技术2、在线电化学探针监测技术在线电化学探针

4、监测技术对腐蚀情况变化响应快，能获得瞬间腐蚀速率，比较灵敏，可以及时地反映腐蚀过程中金属腐蚀速率的变化，也可以反映工艺参数的变化对腐蚀过程的影响。电化学测试方法为线性极化电阻法，其基本原理是：施加极化电位使电极极化而产生极化电流，通过测量得到极化电阻Rp，进而计算出腐蚀电流Icorr=B/Rp，由于腐蚀电流与腐蚀速率成正比，通过公式计算可求得腐蚀速率。油气田常用的腐蚀监测技术中国科学院金属研究所的电化学测试技术，应用了曹楚南院士提出的弱极化理论，通过弱极化区测得的极化电流值求算出的Icorr和B更

5、接近真实值。一般的线性极化电阻法未考虑介质电阻对测量结果的影响，由于不同腐蚀体系溶液电阻值是不同的，而且差别很大，所以我们在测试时必须考虑介质电阻带来的测量误差，采用交流阻抗的方法可以消除介质电阻带来的误差.在线电化学探针监测技术可以测量金属材料在工业水等连续介质或潮湿环境下非连续介质以及土壤等介质中的瞬时腐蚀速率，能够反映腐蚀过程中金属腐蚀速率的变化趋势，可以了解工艺参数的快速变化对腐蚀速率的影响，也可以评定缓蚀剂的缓蚀效率以利于合理有效地使用缓蚀剂，从而为石油工业腐蚀监测提供了新的技术手段。油

6、气田常用的腐蚀监测技术3、在线电阻探针技术在线电阻探针技术测量金属腐蚀速率,是根据金属试样由于腐蚀作用使横截面积减小,从而电阻增大的原理.电阻探针直接测得金属试样的腐蚀深度，腐蚀深度随时间变化曲线的斜率为金属的腐蚀速率.在线电阻探针技术也常被称作可自动测量的挂片法，其测量元件有丝状、片状、管状，由于金属材料电阻率是随温度变化的，为避免因介质温度变化引起的测量误差，在探头杆内置入温度补偿元件，温度的影响可完全消除.油气田常用的腐蚀监测技术利用电阻探针技术可以在设备运行过程中对设备的腐蚀状态进行连续地

7、监测,能准确地反映出设备运行各阶段的腐蚀速率及其变化.在线电阻探针技术即适用于电解质溶液，也适用于非电解质溶液，同时也能在气相介质中测量，能适用于各种不同的介质.中国科学院金属研究所已开发出适用于高温高压设备的电阻探针技术，电阻探针与高温可拆卸装置共同使用，被监测设备内部最高温度可达到430℃，电阻探针与高压可拆卸装置共同使用，被监测设备内部最高压力可达到40MPa.油气田常用的腐蚀监测技术4、在线电感探针技术在线电感探针技术是通过测量金属试样腐蚀减薄所引起的磁通量的变化来直接测得金属试样的腐蚀深

8、度，从而计算金属腐蚀速率的方法。在线电感探针技术主要特点是比挂片法、电阻法的响应速度快，而且能适用于各种不同的介质,不受介质导电率的影响。比较腐蚀速率在0.25mm/a时各种腐蚀监测技术的响应时间，挂片法的测量周期最长，其次是电阻探针方法，普通127μm厚度的电阻探针的响应时间为70小时，响应时间最快的是电感探针技术，127μm厚度的电感探针的响应时间为0.8小时，油气田常用的腐蚀监测技术电感探针的测量精度最小可达30nm,能够在几分钟或几小时内测量金属的腐蚀速率,并对金属腐蚀速率