油氣管道氫通量腐蝕監(jiān)測方法研究.pdf

1、電化學氫通量法作為一種非侵入式監(jiān)測技術，無需在管道表面開孔，克服了其它侵入式腐蝕監(jiān)測方法所帶來的管道現(xiàn)場開孔隱患。但是，當前的電化學氫通量法，往往都是通過監(jiān)測金屬內(nèi)原子氫含量來間接反映金屬的腐蝕速率，并沒有建立起基于金屬氫滲透電流與腐蝕速率之間相關性的直接評價手段。本論文的創(chuàng)新之處在于通過考察二者之間的相關性，來評價氫通量法直接計算管內(nèi)腐蝕速率的可信度，為氫通量法用于油氣管道的非侵入式腐蝕監(jiān)測提供依據(jù)。
　　本文以酸性油氣輸送管線

2、為背景，采用恒電位陽極極化和失重法考察了多種影響因素下，Q235A鋼試樣在D-S雙電解池中的氫滲透電流密度與失重腐蝕速率之間的相關性。同時還研制了適用于電化學氫傳感器的PVA/CMC/NaOH凝膠電解質，考察了該凝膠電解質的質子傳導能力，并成功用于常溫氫通量傳感器。最后，本文還利用所研制的電化學氫傳感器監(jiān)測了Q235A鋼制管道內(nèi)壁的腐蝕速率。實驗采取恒電位階躍法，測定了管壁內(nèi)的平均氫滲透電流密度。作為對比，同時通過管內(nèi)掛片失重法和平均氫

3、滲透電流密度與管內(nèi)壁腐蝕速電化學交流阻抗探針測定了管內(nèi)的典型腐蝕速率，以評價率之間的相關性。實驗結果表明：
　?。?）不同pH值和溫度下，Q235A鋼試樣的腐蝕速率與氫滲透電流密度之間存在良好的線性相關性；在低H2S濃度范圍（5-200mg/L）內(nèi)，二者符合二階多項式函數(shù)關系；但在不同礦化度的油田水介質中，二者之間表現(xiàn)為非線性相關性。
　?。?）PVA/CMC/NaOH凝膠電解質的失水率、電導率、粘度隨溫度和使用時間會有一定

4、的變化，但是仍處于較良好的范圍內(nèi)。當使用凝膠電解質替代0.2mol/L NaOH溶液進行滲氫實驗時，其背景電流、重現(xiàn)性、擴散系數(shù)等指標均符合要求。
　?。?）不同pH值、溫度和H2S含量的水介質中，Q235A鋼制管道的平均氫滲透電流密度與失重腐蝕速率之間存在良好的相關性，且二者的相關性與D-S雙電解池中測量結果基本類似。
　　總之，電化學氫通量法適用于弱酸性環(huán)境中油氣管線內(nèi)壁的在線腐蝕監(jiān)測，是一種可靠性較高的非侵入式腐蝕監(jiān)測