[發明專利]評價油井管用鋼耐硫化氫腐蝕性能的電化學測試溶液

無效

• 申請號: 201210408161.5
• 申請日: 2012-10-23
• 公開（公告）號: CN102954931A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 艾芳芳;徐小連;陳義慶;李琳;高鵬;鐘彬;肖宇
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G01N27/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電化學測試溶液技術領域，尤其涉及一種用于冶金行業評價油井管用鋼耐硫化氫腐蝕性能的電化學測試溶液。

背景技術

油井管用鋼作為重要的石油勘探用鋼，在石油工業用鋼的總量中，油井管用鋼占40%以上。目前世界油氣田中大約1/3含有硫化氫氣體，在我國的幾大油氣田如四川、長慶、中原、華北、塔里木油氣田都含有不同程度的硫化氫氣體。硫化氫腐蝕往往會在遠低于材料本身屈服強度時就突然發生斷裂，重大災難極易發生，造成不可挽回的損失。油井管用鋼耐硫化氫腐蝕性能直接影響其使用壽命，因此客觀評價油井管用鋼的耐硫化氫腐蝕性能就顯得尤為重要。耐硫化氫腐蝕性能是油井管用鋼的一個重要的使用性能，現已有一系列的常規試驗測試方法，主要包括標準拉伸試驗、彎梁試驗、C型環試驗、雙懸臂梁試驗和電化學測試。標準拉伸試驗、彎梁試驗、C型環試驗和雙懸臂梁試驗都能較直接的評價油井管用鋼的耐硫化氫腐蝕性能，但都存在試驗條件苛刻、試驗周期長、試樣加工精度要求高、試驗結果反應的信息量少等缺點。并且硫化氫氣體是一種有毒氣體，對試驗的保障措施和人員的操作要求非常高。電化學測試包括腐蝕電位法、極化法、電化學阻抗法等，是正確和客觀評價金屬材料耐蝕性能的一種數字化測試技術，它可以測定油井管用鋼在電解質溶液中的腐蝕電位、極化電阻或阻抗值，通過這些數據可算得金屬的溶解速率，定量、快速地評價油井管用鋼的耐硫化氫腐蝕性能。

在耐硫化氫腐蝕性能的電化學測試過程中，電解質溶液腐蝕環境的選擇是極為重要的。目前，電化學方法檢測所用電解質溶液中含有的硫化氫是FeS和鹽酸發生化學反應由啟普發生器制備，產生的硫化氫氣體通入去離子水至飽和，即得到飽和硫化氫溶液，再用去離子水稀釋至各種質量分數，之后采用碘量滴定方法測試硫化氫溶液的濃度。該方法得到的硫化氫溶液摻雜HCl，影響試驗測試結果。

綜上所述，檢測油井管用鋼耐硫化氫腐蝕性能的電化學測試技術的關鍵因素之一是正確選擇一種電解質溶液腐蝕環境，該環境可快速地獲得穩定的電化學條件，且對不同條件的硫化氫腐蝕環境表現的電化學參數有明顯的差異，目前還沒有符合上述條件的電解質溶液，即電化學測試溶液。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新的電化學測試溶液。該溶液能夠快速、安全地測試油井管用鋼耐硫化氫腐蝕性能，以解決現有標準拉伸試驗、彎梁試驗、C型環試驗、雙懸臂梁試驗和慢應變速率拉伸試驗試驗條件苛刻、試驗周期長、試樣加工精度要求高、試驗結果反應的信息量少等缺點。

本發明是這樣實現的，該評價油井管用鋼耐硫化氫腐蝕性能的電化學測試溶液，根據反應方程式（1）將不同濃度的硫化物加入氯化物溶液中，溶劑為去離子水，置于封閉的電解池中，通氮氣除氧氣，加入乙酸反應，并調節溶液pH值，封閉電解池，靜置，便形成硫化氫水溶液，也即電化學溶液：

2CH₃COOH+S^2-→2CH₃COO^-+H₂S??????????（1）。

本發明所述電化學溶液在室溫下的pH值為4～6；所述的氯化物包括氯化鈉、氯化鉀，濃度為0.10~0.85mol/L；所述的硫化物包括硫化鈉、硫化鉀，濃度為0.003~0.04mol/L；所述的去離子水的電導率≤5μs/cm。

本發明方法簡單，操作方便，安全性強；采用本發明能以量化的數值反映出油井管用鋼在不同條件硫化氫腐蝕環境中的耐硫化氫腐蝕性能的差異，且檢測結果準確；以極化電阻的大小來檢測油井管用鋼的耐硫化氫腐蝕性能，試驗結果分析簡單，試驗時間短。

具體實施方式

下面通過實施例對本發明做進一步的說明。

本發明實施例按以下步驟配制電化學測試溶液：根據反應方程式（1）將不同濃度的硫化物加入氯化物溶液中，溶劑為去離子水，置于封閉的電解池中，通氮氣除氧氣20min，加入乙酸反應，并調節溶液pH值，封閉電解池，靜置15min。

本發明實施例的具體數據見表1，實施例的試驗結果見表2。

表1?本發明實施例數據

表2?本發明實施例試驗結果