氧腐蚀缓蚀剂作用机理[范文]

摘要：钢铁材料的腐蚀问题一直是一个难题，钢铁的腐蚀不仅会带来严重的经济损失，还会威胁着石油化工行业的安全生产，甚至造成安全事故危及人身安全。其中氧腐蚀是一种常见的腐蚀形式。在抑制溶解氧腐蚀的措施中，向其中加入抗氧缓蚀剂是非常有效的手段之一。

氧向金属（电极）表面输送过程及表面形貌

本文对20#钢在5%NaCl溶液中的氧腐蚀行为和机理进行了研究，中国知网论文查重可证明本论文的原创性选用了钼酸盐和铬酸盐作为无机盐类缓蚀剂，合成了油酸咪唑啉并对它进行季胺化处理，分别对以上四种缓蚀剂的的缓蚀效果进行了评估。利用傅里叶红外光谱法（FTIR）对油酸咪唑啉的结构进行了表征，利用失重法得出不同缓蚀剂下碳钢的腐蚀速率，利用电化学交流阻抗（EIS）和极化曲线等方法对缓蚀剂的缓蚀机理及它们之间的协同效应进行了研究，探究了不同缓蚀剂浓度对20#钢氧腐蚀的影响。主要结论如下：

无机盐类缓蚀剂中钼酸钠的缓蚀性能较差，铬酸钾对20#钢的氧腐蚀有明显的抑制作用，其在表面形成一层钝化膜，二者都属于典型的阳极型缓蚀剂。

油酸咪唑啉对氧腐蚀有一定的抑制作用，经季胺化后的油酸咪唑啉季铵盐的缓蚀率不如油酸咪唑啉高。

油酸咪唑啉与钼酸钠组成的二元复配缓蚀剂的协同效应较差，加入铬酸钾后组成的三元复配缓蚀剂有着良好的协同效应。

1.1  引言

随着世界经济的不断向前发展，整个地球对石油和天然气的需求每日都有增无减。根据BP公司《Statistical Review of World Energy 2011》的数据汇总得出《2004-2010年世界各国石油消费量》这篇报道可以了解到，美国和中国占世界石油总体消费量的份额位居世界前两位，分别为21.1%和10.6%。但是，中国并不是一个产油量很高的大国，国内石油很大一部分需求都要依靠进口，2004年一年中国的石油生产总量达到1.76亿吨，然而石油的消耗量就达到了3.09亿吨，完全依赖于进口补充差额。近些年来，中国石油的对外依存度每年都有所上升，目前已经成为世界上石油对外依存度最高的国家。

外加电流的活化极化曲线

虽然目前开发出了一些新能源并有些已经投入使用，但石油天然气仍然是世界不可替代的能源。在石油天然气开采过程中，腐蚀问题始终是石油石化行业中一个重要的问题，钢铁的腐蚀每年都给我国造成了巨大的经济损失。在石油开采的过程中，近年来定向井、大位移井、水平井、深井等高难度井得到越来越广泛的使用，为了满足各种钻井工艺的需要，在塔里木、中原、胜利等一些油田，部分井采用欠饱和甚至饱和氯化钠泥浆作为钻井液，钻井液会对钻杆造成强烈的腐蚀，因为钻具失效断裂而造成的事故数量每年都在上升。而在低压地层使用常规的钻井液通常会发生造成井漏现象以及不利于对油层的保护，针对这一问题，许多油田开始使用充（氮）气钻井液来近平衡压力钻井从而确保安全生产。但是由于设备的限制，钻井液中所充气体并不能保证是纯氮气，不可避免地会混入氧气，引起钻具腐蚀的主要原因就是其中的溶解氧造成的氧腐蚀。

缓蚀剂阻滞电极反应过程的极化曲线

氧腐蚀最初是在锅炉给水系统和锅炉本体中被发现的，后来认识到最容易发生在输水管道和地面管道等设备中。此外，在天然气开采过程中，气井会不可避免地出现故障，在修井的过程中，通常会注入压井液向被压裂的管柱里，目的是为了平衡地层压力，防止井喷和井壁坍塌。国内外主要使用的压井液是无固相盐水，这种压井液会对压裂井筒产生严重的腐蚀，其中主要是氧腐蚀。因此，研究氧腐蚀的腐蚀行为以及如何更好的抑制氧腐蚀具有极其重要的现实意义。

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