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数量:16 (4)DOI: 10.37532/0974——7516.2022.16 (4) .1-3

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研究二氧化碳的腐蚀抑制链烷醇胺分子的电化学性质和分子模拟的保存1 cr钢

*通信:

美女泰勒印度日报》编辑部,有机化学:英国汉普郡,电子邮件: (电子邮件保护)

文摘

碳和低合金钢是最广泛使用的材料在石油和天然气生产/传输基础设施尽管他们对CO2腐蚀的敏感性。这是因为他们的相对低成本、可用性、机械性能、施工简单,通过腐蚀抑制和成本效益。铁溶解是由电化学反应发生在钢铁表面和水相之间当二氧化碳溶于水和水合物碳酸(H2CO3)。腐蚀副产品或矿物表面可以形成在一定条件下,可能产生重大影响的腐蚀机理(年代)。虽然这电化学过程已经研究了40多年,研究的重点仍然是在metal-electrolyte界面的腐蚀机制。

关键字

熵值陶瓷;从头开始分子动力学;应激转换;断裂韧性;Nanoindentation;价电子浓度

介绍

水溶液NaCl-containing介质饱和与二氧化碳、菱铁矿(FeCO3),一个铁碳酸盐生产,是最经常注意到腐蚀的结果。这已经被证明是影响腐蚀速率的最重要的变量之一。研究和文档的这一层对钢的腐蚀速度的影响可以在文献中找到(1]。作为一个物理障碍扩散牵连的离子物种,掩盖的钢铁表面,防止底层钢进一步溶解,铁碳酸盐层可以阻碍整个腐蚀过程。

层增加密度和厚度作为额外的铁碳酸盐沉淀。层下的钢铁表面,然而,不断腐蚀,导致层和钢表面之间的“空洞”(2]。密集的形成,保护layerswhich偶尔可以很薄但却protective-occurs当钢铁表面的降水率等于或大于腐蚀的速率。在相反的情况下,一个多孔和非生产性层时偶尔会出现相当厚的腐蚀过程侵蚀产生的新层速度比降水可以填补空洞。铁碳酸盐岩层的保护是强烈依赖于几个参数如二氧化碳分压,离子的浓度物种pH值和温度。温度是最重要的一个参数,影响低碳钢在二氧化碳的腐蚀环境(3]。在低pH值(当FeCO3很高的溶解度),温度的增加加速大部分解决方案中的质量传输和化学和电化学反应动力学metalelectrolyte接口(4]。

腐蚀速率上升的结果。据报道,腐蚀速率峰值60°C到80°C。腐蚀产物是多孔和不坚持下面的钢铁表面60°C,创建没有保护层。温度升高导致FeCO3涂层变厚,抓住更坚定地表面,形成一个坚实的金属和电解质之间的障碍和降低钢的腐蚀速率5]。

缓蚀剂的应用被认为是一个合适的和负担得起的策略的可靠的石油和天然气生产由于不同的腐蚀产物的生成与不可预测和不清楚的保护水平。通过使用缓蚀剂,成功保护金属免受酸攻击。抑制剂对金属表面的主要功能是与积极的离子和吸收。金属表面的性质和它的电荷转移能力,这种积极的电解液,和抑制剂的化学组成都有影响吸附(6]。

大多数的抑制剂与杂原子有机化合物的N, S, P,和o .有各种各样的抑制剂,但石油和天然气行业的主要使用有机缓蚀剂。layer-forming有机缓蚀剂通常吸附金属表面通过物理或化学的方法。通过确定有机缓蚀剂的吸附性能,吸附机制的缓蚀剂可能阐明。密度泛函理论可以用于确定电子吸附能源抑制剂化合物(DFT) [7]。大多数商用有机缓蚀剂,如胺、夸脱,咪唑,N-containing分子有效地吸附在金属表面和阻止腐蚀过程。抑制剂的分子结构,其浓度,接触的长度,电解质的化学,系统的温度的一些变量影响缓蚀剂的吸附和有效性(8]。尽管许多研究讨论的抑制效应的存在N-containing有机分子在低碳钢,当前文献尚不清楚如何抑制剂与钢铁表面自动交互,特别是当铁碳酸盐在高温下形成的。理解是否amine-based腐蚀抑制剂产生积极或消极影响的生产铁碳酸盐是至关重要的。这广泛的研究的目标是利用电化学技术和分子模拟检查amine-based有机缓蚀剂的影响在光秃秃的1 Cr钢铁和成品FeCO3 [9]。

理解应用程序方法腐蚀减缓的影响,测试的频率抑制剂注入进行了研究。钢级的电化学行为L80-1Cr已经检查了这个目的在温度20°C和80°C,这是典型的石油生产井在丹麦的北海领域。不同的电化学技术,包括开路电位((OCP),线性极化电阻(LPR)和电化学阻抗光谱学(EIS),被用来评估材料的电化学行为和确定腐蚀的速度。另外,x射线光电子等几种表面表征方法光谱学(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)配备能源分散光谱学(EDS)被用来获得彻底了解缓蚀剂吸附机制。

结论

链烷醇胺化学结构和菲的吸附能量(110)和FeCO3(104)是有效地防止腐蚀的关键因素。最有效的链烷醇胺、乙醇胺Rp值增加了约70%相比其他链烷醇胺。

DFT建模演示了缓蚀剂的吸附之间的相关性能源在模型表面和观察到的乙醇胺、二乙醇胺抑制剂效率。在所有模型乙醇胺吸附表面能源是比水吸附能。二乙醇胺被证明会少得有效地取代水表面的腐蚀比乙醇胺产品FeCO3。

链烷醇胺的有效性作为抑制剂也影响解决方案的温度。由于增加了腐蚀动力学和更大的链烷醇胺表面解吸,链烷醇胺抑制剂疗效下降在更高的温度。注入链烷醇胺延迟生产的腐蚀产物(FeCO3)。多孔FeCO3腐蚀产物层是由链烷醇胺的实验,介绍了降低极化电阻的值。当注入频率的情况下,准备FeCO3层没有提供更好的保护比链烷醇胺的回注。

引用

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