耐高鹽鹵水的表面防腐技術.pdf

1、隨著經(jīng)濟社會的迅速發(fā)展，氯和溴系化工也在迅速發(fā)展，對鹵水資源的需求量越來越大，但是隨著淺層地下鹵水的不斷開采，已經(jīng)不能滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，因此，地下深層鹵水資源的開采引起了廣泛的關注。與開采淺層鹵水相比，開采深層鹵水需要非常高的投資和運營費用，深層鹵水開采過程中存在的高溫、高壓、高鹽的條件，會對采輸鹵管道和采鹵構筑物造成嚴重的腐蝕。因此，研究一種解決開采鹵水設備腐蝕問題的技術，對于深層鹵水的高效、低能開采具有非常重要的意義。
　　

2、本文依托國家高技術研究發(fā)展計劃“863”:黃河三角洲深層鹵水高效開采關鍵技術，選取黃河三角洲深層鹵水作為研究對象，在全面調(diào)研文獻的基礎上，通過研究碳鋼設備在鹵水中的腐蝕機理，篩選耐高溫高鹽鹵水的金屬材料，研究耐高鹽鹵水的Ni-W-P表面處理技術，獲得了適用于深層鹵水開采的耐高鹽鹵水腐蝕的防腐技術。并將該技術應用于深層鹵水中，獲得滿意效果。主要內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　(1)研究了時間、溫度、含鹽量、pH、壓力等對N80鋼在鹵水中的腐蝕

3、速率影響，結(jié)果顯示，N80鋼在高溫高鹽鹵水中的腐蝕，隨著時間的增加，會在N80鋼表面形成一層腐蝕產(chǎn)物膜，而且腐蝕速率隨著時間的增加逐漸降低;N80鋼在高鹽鹵水中的腐蝕速率隨溫度的升高而增加，100℃時腐蝕速率比20℃時增加了18.42倍;隨著含鹽量的增加，N80鋼在40℃下的腐蝕速率呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢;N80鋼在60℃下的腐蝕速率隨著壓力的增加而增加，常壓下腐蝕速率為0.2133 mm/a，10MPa時腐蝕速率為0.6333 mm/

4、a，增加了1.97倍;高鹽鹵水在pH為5.0～7.0區(qū)間內(nèi)，N80鋼的腐蝕速率變化不大，在0.1mm/a附近浮動。(2)針對采鹵設備在高溫高鹽鹵水中腐蝕嚴重的問題，利用腐蝕試驗對N80鋼、7075鋁合金、2024鋁合金、Q235鋼、20＃鋼、1Cr13鋼、雙相不銹鋼2205、不銹鋼316L、不銹鋼304等材料進行了耐腐蝕性對比，結(jié)果表明:在全鹽量295.4g/L、溫度95℃的常壓鹵水中，各材料的耐腐蝕順序是2205雙相不銹鋼＞316L不

5、銹鋼＞304不銹鋼＞1Cr13鋼＞N80鋼＞2＃鋼≈Q235鋼≈2024鋁合金＞7075鋁合金。
　　(3)利用電鍍的方法在N80鋼基體上制備了Ni-W-P鍍層，通過研究電流密度、鍍液pH和溫度對電鍍Ni-W-P鍍層耐蝕性的影響，得到制備耐蝕電鍍Ni-W-P鍍層的最佳工藝參數(shù)為:電流密度8A/dm2、pH=6、溫度60℃。利用SEM、XRD、EDS等表征與分析測試手段并通過電化學和全浸腐蝕試驗，對N80鋼電鍍Ni-W-P防腐技術進

6、行了性能測試，結(jié)果表明，N80鋼電鍍Ni-W-P鍍層后在90℃鹵水中的腐蝕速率降為原來的21％。
　　（4）利用化學鍍的方法在N80鋼基體上制備了Ni-W-P鍍層，通過研究硫酸鎳、鎢酸鈉、次亞磷酸鈉和檸檬酸鈉等主要組分的濃度對化學鍍Ni-W-P鍍層耐蝕性的影響，得到制備耐蝕化學鍍Ni-W-P鍍層最佳鍍液配方為:硫酸鎳濃度30g/L、鎢酸鈉濃度40 g/L、次亞磷酸鈉濃度25 g/L和檸檬酸鈉濃度90 g/L，利用SEM、XRD、E

7、DS等表征與分析測試手段并通過電化學和全浸腐蝕試驗，對N80鋼化學鍍Ni-W-P防腐技術進行了性能測試，結(jié)果表明，N80鋼化學鍍Ni-W-P鍍層后腐蝕速率降為原來的20％。
　　(5)將所得到的鍍Ni-W-P鍍層技術應用在鹵水開采中。結(jié)果顯示:在模擬裝置中鹵水循環(huán)3d后，鍍Ni-W-P的模擬提鹵管道未出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，鹵水成分分析結(jié)果表明，該防腐技術對鹵水品質(zhì)未產(chǎn)生明顯影響;進行的3個月的實際應用試驗表明，Ni-W-P防腐技術處理的采