霍俊钢
(中海石油(中国)有限公司天津分公司辽东作业公司,天津300452)
复合固体缓蚀剂对氯化钾水体系缓蚀性能研究
霍俊钢
(中海石油(中国)有限公司天津分公司辽东作业公司,天津300452)
为了减轻氯化钾水体系对钢材的腐蚀,用低毒、缓蚀效果良好的固体缓蚀剂对氯化钾水体系进行改性研究,利用失重法对复合固体缓蚀剂进行研究。结果表明,向20%氯化钾溶液中,加入4g/ L六偏磷酸钠、2g/L硅酸钠复合固体缓蚀剂,对N80钢片的缓蚀效果最好。
缓蚀剂;氯化钾;失重法;六偏磷酸钠;硅酸钠
在修井、试井等作业中,常采用氯化钾盐水作压井液,但氯化钾盐水对钢材的腐蚀问题较为严重。因此,研制出低剂量、缓蚀效果好的缓蚀剂对氯化钾盐水进行改性具有重要意义。目前,聚磷酸盐是使用最为广泛、最为经济的固体缓蚀剂之一[1]。聚磷酸盐不仅具有良好的缓蚀性能,还是优良的阻垢剂。最为常用的聚磷酸盐是六偏磷酸钠,其作为一种阴极阻垢型缓蚀剂,因具有无毒、环保等特点,在水处理及防腐等领域都得到了广泛地应用[2]。但六偏磷酸钠单独作为缓蚀剂使用时,用量较大。因此,本研究通过一系列实验,确定了一种实用、高效的复合固体缓蚀剂,将其加进氯化钾水体系中,能有效降低氯化钾盐水对钢铁基础设施的腐蚀。
1.1试样制备
试样采用N80钢片,先用水砂纸将钢片打磨至镜面光亮,然后用去离子水冲洗,再用无水乙醇擦干,丙酮除油后,置于干燥器中4h,称重(精确至0.1mg),最后编号。
1.2失重试验
将处理后的试样2片一组,悬挂于不同的缓蚀剂、氯化钾盐水浓度为20%的溶液中,24h后取出,将试样除锈洗涤烘干后,称重,进行失重分析。改变缓蚀剂配方,重复上述实验。同时对几种缓蚀剂复配后的腐蚀速率进行比较,确定缓蚀剂的最佳配比。
2.1单组分缓蚀剂浓度对氯化钾水体系缓蚀效果的影响
图1 六偏磷酸钠浓度对氯化钾盐水缓蚀效果的影响
由图1可知,当六偏磷酸钠低于2g/L时,缓蚀率低于10%,随六偏磷酸钠的浓度增加,缓蚀率也逐渐增加。当六偏磷酸钠为4g/L时,缓蚀率达到74%,随着六偏磷酸钠浓度的继续增大,缓蚀率开始下降。因为六偏磷酸钠是沉淀膜型缓蚀剂,当浓度较低时,不能在碳钢表面形成沉淀膜,缓蚀率没有明显的提高。当六偏磷酸钠浓度过大时,碳钢试片的表面吸附了大量的气泡,不能在碳钢表面形成完整的膜,因此,缓蚀率下降。
2.2筛选六偏磷酸钠与硅酸钠的最佳复配浓度
在20%氯化钾盐水中,分别加入六偏磷酸钠(4g/L)+硅酸钠(0~8g/L),测定缓蚀曲线。结果见图2。
图2 硅酸钠浓度对氯化钾盐水缓蚀效果的影响
由图2可知,随着硅酸钠浓度的增大,缓蚀率逐渐增大,当硅酸钠浓度为2 g/L时,缓蚀率达到最大值96%,当硅酸钠浓度大于2g/L,缓蚀率开始下降,最后基本不再变化。实验表明,硅酸钠的浓度为2g/ L时,与单一的缓蚀剂相比较,二元缓蚀剂的缓蚀率有了明显的提高。这是因为六偏磷酸钠属于阴极型缓蚀剂,硅酸钠属于阳极型缓蚀剂,二者复合后,体现出两种缓蚀剂复合的协同效应。因此,复合固体缓蚀剂最佳浓度为:4g/L六偏磷酸钠,2g/L硅酸钠。
3.1单组分缓蚀剂六偏磷酸钠浓度为4g/L时,缓蚀效果最好。
3.2在20%氯化钾水体系中,配以4g/L六偏磷酸钠和2g/L硅酸钠作为复合固体缓蚀剂,对N80钢片的缓蚀率高达96%。
[1]孙立明,韦玉堂,张雪绒.盐水介质碳钢缓蚀剂的研究[J].河北化工,2004,6:57-58.
[2]宋蔚,田禾,张津红.缓蚀剂的成膜机理分析[J].天津理工学院学报,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
霍俊钢(1979~),男,河北工业大学本科,工程师,从事油气田开发方面的工作,主要负责老油田二次开发及三次采油方案设计及编制、数值模拟研究、动态分析。