對SY/T 5273-2000標(biāo)準(zhǔn)中腐蝕速率或緩蝕率計(jì)算的認(rèn)識和建議

杜國佳 李夢書

中國石油西南油氣田分公司天然氣研究院（四川成都610213）

對SY/T 5273-2000標(biāo)準(zhǔn)中腐蝕速率或緩蝕率計(jì)算的認(rèn)識和建議

杜國佳 李夢書

中國石油西南油氣田分公司天然氣研究院（四川成都610213）

采用緩蝕劑防腐，是一種經(jīng)濟(jì)、方便、有效的防護(hù)措施，腐蝕速率或緩蝕率是緩蝕劑的重要性能指標(biāo)，評價(jià)的主要依據(jù)是石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5273-2000。該標(biāo)準(zhǔn)中腐蝕速率或緩蝕率的計(jì)算，未考慮酸洗空白失重。通過評價(jià)試驗(yàn)結(jié)果證明，如果不考慮酸洗空白失重,計(jì)算出的腐蝕速率偏大,緩蝕率偏小,人為地夸大了腐蝕、縮減了緩蝕劑的防護(hù)效果。

腐蝕速率緩蝕率空白失重

1 緩蝕劑在油氣開采過程中的作用

美國ASTM-G15-76標(biāo)準(zhǔn)把緩蝕劑定義為：“緩蝕劑是一種以適當(dāng)?shù)臐舛群托问酱嬖谟诃h(huán)境（介質(zhì)）中，即可以防止或減緩腐蝕的化學(xué)物質(zhì)或復(fù)合物”。因此緩蝕劑也可以稱為腐蝕抑制劑。

在油氣田生產(chǎn)過程中，含有H2S、CO2的鹵水隨油氣流產(chǎn)出，對油氣井的油管、套管、輸油管線等金屬材質(zhì)產(chǎn)生較大的腐蝕。特別是在開發(fā)的中后期，出水量加大，腐蝕更為嚴(yán)重，已經(jīng)威脅著油氣田的正常生產(chǎn)。采用緩蝕劑進(jìn)行防腐，是一種經(jīng)濟(jì)、方便、有效的防護(hù)措施，在國內(nèi)外油氣田防腐中的得到廣泛的應(yīng)用。

2 評價(jià)緩蝕劑性能的方法

衡量緩蝕劑性能優(yōu)劣的重要質(zhì)量指標(biāo)是腐蝕速率或緩蝕率。目前國內(nèi)評價(jià)緩蝕劑性能主要依據(jù)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5273-2000《油田采出水用緩蝕劑性能評價(jià)方法》中規(guī)定的方法[1]。

3 對標(biāo)準(zhǔn)“SY/T 5273-2000”有關(guān)章節(jié)的認(rèn)識和商榷性建議

標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于腐蝕速率和緩蝕率的測定方法為：將已稱量的金屬試片分別掛人已加和未加緩蝕劑的試驗(yàn)介質(zhì)中，在規(guī)定條件下浸泡到一定的時(shí)間，然后取出試片，經(jīng)清洗干燥處理后稱量，根據(jù)試片的質(zhì)量損失分別計(jì)算出均勻腐蝕速率和緩蝕率。

均勻腐蝕速率為：

式中rcorr—均勻腐蝕速率，mm/a；

m—試驗(yàn)前的試片質(zhì)量，g；

mt—試驗(yàn)后的試片質(zhì)量，g；

S1—試片的總面積，cm2；

ρ—試片材料的密度，g/cm3；

t—試驗(yàn)時(shí)間，h。

緩蝕率為：

式中η1—緩蝕率,%；

Δm0—空白試驗(yàn)中試片的質(zhì)量損失，g；

Δm1—加藥劑的試驗(yàn)中試片的質(zhì)量損失，g。

在評價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理中發(fā)現(xiàn),該試驗(yàn)結(jié)果的表示和計(jì)算公式有不妥之處，值得商榷。

（1）根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)附錄A,試片在腐蝕試驗(yàn)結(jié)束后，要用酸去膜液處理(即酸洗)，以除去試片上的腐蝕沉積物。試片在酸洗時(shí)，除了腐蝕沉積物被溶解去除外，試片自身也有部分被溶蝕。但該標(biāo)準(zhǔn)對于式（1）中m、mt和式（2）中Δm0與Δm1的計(jì)算是否扣除了酸洗空白試片本身被腐蝕的質(zhì)量，未作說明或明確規(guī)定。

（2）該標(biāo)準(zhǔn)附錄A3，專門對酸洗空白試驗(yàn)的方法和要求做了規(guī)定。如果計(jì)算腐蝕速率和緩蝕率時(shí)不考慮酸洗空白損失，做酸洗空白試驗(yàn)就沒有任何意義。

（3）該標(biāo)準(zhǔn)的引用標(biāo)準(zhǔn)JB/T 7091-1995《金屬材料實(shí)驗(yàn)室均勻腐蝕全浸試驗(yàn)方法》（已轉(zhuǎn)化為JB/T 7091-1999）的附錄B3.3明確規(guī)定[2]，在計(jì)算腐蝕速率時(shí)，對酸洗空白實(shí)驗(yàn)的試片失重列入公式計(jì)算。

腐蝕速率為：

式中R—腐蝕速率，mm/a；

m—試驗(yàn)前試樣質(zhì)量，g；

m1—試驗(yàn)后試樣質(zhì)量，g；

mk—空白試樣的失重，g；

S—試樣的總面積，cm2；

t—試驗(yàn)時(shí)間，h；

D—材料的密度，kg/m3。

根據(jù)JB/T 7091式（3），試片在試驗(yàn)前、后的質(zhì)量之差包括了空白試樣的失重mk，只有減去mk，才是真正由介質(zhì)腐蝕損失的試片質(zhì)量。因此，均勻腐蝕速率計(jì)算公式（1）應(yīng)直接表達(dá)為JB/T 7091-1999公式（3），或表達(dá)為：

緩蝕率計(jì)算公式（2）應(yīng)表達(dá)為：

4 兩種計(jì)算方法結(jié)果比對及分析

通過以下實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理，來說明兩種計(jì)算方法的差異。在常壓，靜態(tài)下，按以下條件，對某緩蝕劑進(jìn)行評價(jià)，用式（1）、（4）和（2）、（5）分別計(jì)算腐蝕速率和緩蝕率，試驗(yàn)結(jié)果見表1。

試驗(yàn)介質(zhì)：氣田采出水；

試驗(yàn)溫度：50℃；

試驗(yàn)周期：96h；

試片材質(zhì)規(guī)格：A3鋼，76mm×l3mm×1.5mm。

從表1的數(shù)據(jù)處理結(jié)果可以說明：用兩種方法計(jì)算出的腐蝕速率和緩蝕率有明顯的差異。如果不考慮酸洗空白失重,計(jì)算出的腐蝕速率偏大約0.004mm/a，緩蝕率最小偏小4.6%，最大偏小約6.8%,從而人為地夸大了腐蝕、縮減了緩蝕劑的防護(hù)效果。

隨著緩蝕劑濃度的增加，腐蝕降低，試片失重減少，緩蝕率的差異更加明顯。緩蝕劑濃度為100mg/L相差4.6%，緩蝕劑濃度為500mg/L相差6.8%。

表1 試驗(yàn)結(jié)果

5 結(jié)論

（1）該標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算腐蝕速率或緩蝕率公式，因未考慮空白失重,與實(shí)際情況和該標(biāo)準(zhǔn)附錄A不符，與引用標(biāo)準(zhǔn)JB/T 7091也不一致。

（2）評價(jià)試驗(yàn)計(jì)算結(jié)果證明，如果不考慮酸洗空白失重,計(jì)算出的腐蝕速率偏大約0.004mm/a,緩蝕率最小偏小4.6%，最大偏小約6.8%,從而人為地夸大了腐蝕、縮減了緩蝕劑的防護(hù)效果。

（3）在計(jì)算時(shí)考慮酸洗空白失重,能客觀、真實(shí)地反映試驗(yàn)結(jié)果。

（4）對該標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)問題的不同認(rèn)識和商榷性建議，在今后標(biāo)準(zhǔn)修訂中值得考慮或借鑒。

[1]SY/T 5273-2000油田采出水用緩蝕劑性能評價(jià)方法[S].

[2]JB/T 7091-1995金屬材料實(shí)驗(yàn)室均勻腐蝕全浸試驗(yàn)方法[S].

It is an economical,convenient and effective preventing method to use corrosion inhibitor for anti-corrosion.The corrosion rate or the corrosion inhibition rate is the important index of corrosion inhibitors,and the evaluation is mainly based on the standard SY/T 5273-2000 of oil and natural gas industry.But the calculation of corrosion rate or corrosion inhibition in this standard didn't take into consideration the weightlessness of acid cleaning blank.The results of evaluation tests indicate that if the weightlessness of acid cleaning blank is not taken into consideration,the calculated corrosion rate will be larger while the corrosion inhibition rate will be smaller.This artificially exaggerates the corrosion and reduces the preventing effect of corrosion inhibitors.

corrosion rate;corrosion inhibition rate;weightlessness of blank

2010-11-12▎