本發(fā)明屬于金屬腐蝕測(cè)試，具體涉及一種高含硫氣田元素硫沉積的金屬腐蝕評(píng)價(jià)方法。

背景技術(shù)：

1、目前，高含硫氣田開發(fā)過程中，在井筒和集輸管線中會(huì)沉積元素硫，嚴(yán)重影響油氣田安全開發(fā)儲(chǔ)運(yùn)，其中重點(diǎn)問題之一就是元素硫腐蝕問題，在元素硫沉積的部位產(chǎn)生局部腐蝕。因此，很有必要研究元素硫的腐蝕機(jī)理以及腐蝕評(píng)價(jià)方法，為高含硫氣田元素硫沉積腐蝕防護(hù)工作奠定理論基礎(chǔ)。

2、目前主要的元素硫腐蝕評(píng)價(jià)方法包括懸浮法、涂敷覆蓋法、掩埋法，其中評(píng)價(jià)方法下的腐蝕速率依次增大，但是金屬材料在懸浮硫溶液條件下的局部腐蝕最為嚴(yán)重。一般認(rèn)為，元素硫懸浮于液體表面不能有效地模擬現(xiàn)場(chǎng)元素硫腐蝕，掩埋法中元素硫與金屬接觸不夠緊密，對(duì)評(píng)價(jià)高含硫氣田元素硫腐蝕不適用。從現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)可知，管線腐蝕嚴(yán)重的部位主要發(fā)生在流速較低且有元素硫和水沉積的管線底部，由此元素硫涂敷法能更好地反映現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過程中元素硫與材料緊密接觸并發(fā)生嚴(yán)重腐蝕的實(shí)際情況，能較好地模擬現(xiàn)場(chǎng)元素硫腐蝕狀況。

3、目前元素硫涂敷法是指將元素硫熔化后涂抹在試片的表面，是將元素硫熔化后涂抹在試片的表面，待元素硫在試片上面固定好以后，再按照腐蝕掛片程序進(jìn)行腐蝕評(píng)價(jià)試驗(yàn)。但是該方法導(dǎo)致熔覆硫較為致密，不能較好模擬自沉積過程，且測(cè)試評(píng)價(jià)結(jié)果失真。專利cn?104422648b簡述了上述幾種方法的不足，并提供了一種油井管材料沉積硫腐蝕試驗(yàn)方法及其試驗(yàn)用夾具，該方法與掩埋法相差不大，但需要制備摸具，較為復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種高含硫氣田元素硫沉積的金屬腐蝕評(píng)價(jià)方法，用以解決現(xiàn)有的評(píng)價(jià)方法存在測(cè)試評(píng)價(jià)結(jié)果失真、評(píng)價(jià)過程復(fù)雜等技術(shù)問題。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

3、本發(fā)明公開了一種高含硫氣田元素硫沉積的金屬腐蝕評(píng)價(jià)方法，包括以下步驟：

4、s1：將元素硫粉平鋪在掛片表面，隨后滴加粘結(jié)劑，使得元素硫粉完全潤濕后，進(jìn)行干燥處理，得到覆蓋元素硫的掛片；

5、s2：將覆蓋元素硫的掛片進(jìn)行模擬工況試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行硫腐蝕效果評(píng)價(jià)；

6、所述硫腐蝕效果評(píng)價(jià)包括腐蝕產(chǎn)物表征和腐蝕速率評(píng)估。

7、進(jìn)一步地，s1中，所述元素硫粉的來源為現(xiàn)場(chǎng)采集的硫沉積混合物或分析純單質(zhì)硫粉藥品；所述元素硫粉在使用前進(jìn)行研磨篩分；所述研磨篩分是使用瑪瑙研缽研磨后，用標(biāo)準(zhǔn)篩篩分。

8、進(jìn)一步地，s1中，所述掛片為金屬掛片或現(xiàn)場(chǎng)管材加工掛片；所述元素硫粉在掛片表面的平鋪面積為0.5～3cm2。

9、進(jìn)一步地，所述元素硫粉在掛片表面的平鋪面積為1cm2。

10、進(jìn)一步地，s1中，所述粘結(jié)劑為ptfe溶液或nafion溶液。

11、進(jìn)一步地，s1中，所述元素硫粉質(zhì)量和粘結(jié)劑體積比為(3：1)～(1：3)。

12、進(jìn)一步地，所述元素硫粉質(zhì)量和粘結(jié)劑體積比為2：1。

13、進(jìn)一步地，s2中，所述模擬工況試驗(yàn)的步驟為：

14、將覆蓋元素硫的掛片放置在反應(yīng)釜內(nèi)的試驗(yàn)架上，保持覆蓋沉積硫粉掛片的表面朝上，在反應(yīng)釜中充滿模擬工況腐蝕溶液開展模擬工況試驗(yàn)；

15、或?qū)⒏采w元素硫的掛片安裝在四點(diǎn)彎腐蝕裝置上，開展模擬工況下應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)。

16、進(jìn)一步地，s2中，所述腐蝕產(chǎn)物表征是采用表征模擬工況試驗(yàn)產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物的成分和形貌。

17、進(jìn)一步地，s2中，所述腐蝕速率評(píng)估是將模擬工況試驗(yàn)產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物除去后，利用失重法計(jì)算均勻腐蝕速率，利用超景深顯微鏡測(cè)試腐蝕坑深度計(jì)算最大局部腐蝕速率，并測(cè)試腐蝕裂紋。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

19、本發(fā)明公開了一種高含硫氣田元素硫沉積的金屬腐蝕評(píng)價(jià)方法，得到覆蓋元素硫的掛片的樣品制備方法簡單，避免了特殊的裝置與設(shè)備的使用，進(jìn)行模擬工況試驗(yàn)時(shí)，充分模擬了實(shí)際工況中金屬與沉積硫的良好接觸，避免了懸浮法不能真實(shí)反映實(shí)際條件以及熔化涂敷法導(dǎo)致沉積硫過分致密等實(shí)際問題；本發(fā)明的方法采用模擬工況試驗(yàn)后進(jìn)行腐蝕效果評(píng)價(jià)，測(cè)試評(píng)價(jià)結(jié)果真實(shí)有效，評(píng)價(jià)過程簡單易控制；本發(fā)明公開的方法為沉積硫的機(jī)理探討和防護(hù)措施的評(píng)價(jià)提供了樣品制備方法或測(cè)試評(píng)價(jià)方法，為高含硫氣田元素硫沉積腐蝕問題的解決奠定理論基礎(chǔ)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

20、進(jìn)一步地，本發(fā)明采用nafion溶液或ptfe溶液作為粘結(jié)劑，其具有良好的粘結(jié)性和離子透過性，保證沉積硫覆蓋在金屬表面，并確保能夠模擬元素硫粉在金屬表面的附著，又能保證腐蝕溶液離子正常的侵入和潤濕。

技術(shù)特征：

1.一種高含硫氣田元素硫沉積的金屬腐蝕評(píng)價(jià)方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)要求1所述的一種高含硫氣田元素硫沉積的金屬腐蝕評(píng)價(jià)方法，其特征在于，s1中，所述元素硫粉的來源為現(xiàn)場(chǎng)采集的硫沉積混合物或分析純單質(zhì)硫粉藥品；所述元素硫粉在使用前進(jìn)行研磨篩分；所述研磨篩分是使用瑪瑙研缽研磨后，用標(biāo)準(zhǔn)篩篩分。

3.根據(jù)權(quán)要求1所述的一種高含硫氣田元素硫沉積的金屬腐蝕評(píng)價(jià)方法，其特征在于，s1中，所述掛片為金屬掛片或現(xiàn)場(chǎng)管材的加工掛片；所述元素硫粉在掛片表面的平鋪面積為0.5～3cm2。

4.根據(jù)權(quán)要求3所述的一種高含硫氣田元素硫沉積的金屬腐蝕評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述元素硫粉在掛片表面的平鋪面積為1cm2。

5.根據(jù)權(quán)要求1所述的一種高含硫氣田元素硫沉積的金屬腐蝕評(píng)價(jià)方法，其特征在于，s1中，所述粘結(jié)劑為ptfe溶液或nafion溶液。

6.根據(jù)權(quán)要求1所述的一種高含硫氣田元素硫沉積的金屬腐蝕評(píng)價(jià)方法，其特征在于，s1中，所述元素硫粉質(zhì)量和粘結(jié)劑體積比為(3：1)～(1：3)。

7.根據(jù)權(quán)要求6所述的一種高含硫氣田元素硫沉積的金屬腐蝕評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述元素硫粉質(zhì)量和粘結(jié)劑體積比為2：1。

8.根據(jù)權(quán)要求1所述的一種高含硫氣田元素硫沉積的金屬腐蝕評(píng)價(jià)方法，其特征在于，s2中，所述模擬工況試驗(yàn)的步驟為：

9.根據(jù)權(quán)要求1所述的一種高含硫氣田元素硫沉積的金屬腐蝕評(píng)價(jià)方法，其特征在于，s2中，所述腐蝕產(chǎn)物表征是采用表征模擬工況試驗(yàn)產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物的成分和形貌。

10.根據(jù)權(quán)要求1所述的一種高含硫氣田元素硫沉積的金屬腐蝕評(píng)價(jià)方法，其特征在于，s2中，所述腐蝕速率評(píng)估是將模擬工況試驗(yàn)產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物除去后，利用失重法計(jì)算均勻腐蝕速率，利用超景深顯微鏡測(cè)試腐蝕坑深度計(jì)算最大局部腐蝕速率，并測(cè)試腐蝕裂紋。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種高含硫氣田元素硫沉積的金屬腐蝕評(píng)價(jià)方法，屬于金屬腐蝕測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明公開的方法避免了特殊裝置與設(shè)備的使用，元素硫沉積金屬腐蝕模擬工況試驗(yàn)中，保持金屬與沉積硫的良好接觸來模擬工況條件，避免了懸浮法偏離真實(shí)的工況環(huán)境以及熔化涂敷法導(dǎo)致沉積硫過分致密等關(guān)鍵問題；本發(fā)明的方法采用模擬工況試驗(yàn)后進(jìn)行硫腐蝕效果評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)過程簡單易控制，測(cè)試評(píng)價(jià)結(jié)果良好，為高含硫氣田元素硫沉積腐蝕問題的防治奠定了理論基礎(chǔ)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：黃居峰,朱文旭,潘弘,蔡銳,張丹,付安慶
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油天然氣集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26