МИНИСТЕРСТВО НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ВНИИСПТнефть

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

МЕТОДИКА

ОЦЕНКИ ПОСЛЕДЕЙСТВИЯ ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИХ ИНГИБИТОРОВ В ВОДНЫХ СРЕДАХ РД 39 30 708 82

1982

Ыяштеротао нефтяной прошшлеапсетй БЯИЙСИТнефть

УТШРЯДКН Верш» заместителем ниниотра нефтяной промышленности

В.И.Игревозшы

06 апреля 1902 г.

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ МЕГОДШ. ОЦЕНКИ 1ЮСВДВЙСТШЯ ШШНКООЫРАЗУиШ

ингибиторов в водна среш

РД 39-30-708-62

II

где J - сила тока, А;

/?£    - сопротивление раствора между электродами; ом.

Растворы электролитов по п. 2.2. тлеют сравнительно низкое электросопротивление, расстояние между электродами мало, поэтому

Oft, « £ .    (з)

Тогда с учетом (3)

- — <? . ^<4)

Определение последействия ингибиторов коррозии

3.8. Формирование защитной пленки на поверхности датчика после его зачистки и обезжиривания производят в динамике при вращении датчика с частотой 52,3 рад/сек (500 об/шн) из 10#-ного раствора ингибитора в нефти в течение 15 мин,

3.9* Избыток ингибиторе с боковой поверхности датчика убирается фильтровальной бумагой*

3*10* Избыток ингибитора с рабочей поверхности датчика удаляется в исследуемой коррозионной среде в течение 60 сек при «ращении датчика с частотой 105 рад/сек (1000 об/мин).

3*11* Подготовлеюшй датчик с защитной пленкой ингибиторе переносится в ячейку с коррозионной средой (3? хлористый натрий или модель пластовой вода), через которую барботирует воздух с постоянной скоростью. Частота вращения датчика 105 рад/сек (1000 об/шн>.

Ofl ,

3.12.    Через каждые 10-20 ?лшут производят замеры (

(вариант I) или    (вариант    2)    до    установления    постоянных

значений.

3.13.    Данные замеров записывают в таблдау (приложение I).

При необходимости рассчитывают р по формулам (J) или (4).

12

Методика графического расчета и оценка последействия ингибиторов

3.14. So табличным данным строят графики зависимостей в коор-

(рис. 3.4)* На рисунке

3 представлена зависимость, характеризующая изменение скорости коррозии во времени* Резкое увеличение скорости коррозии до установления высокого стационарного значения связано с нарушением защитной .шенки и указывает на ее удаление*

В прямом понимании термин "последействие" характеризует продолжительность защитного действия, в течение которого пленка ингибитора заидедает поверхность металла от коррозии в среде, в которой ингибитор отсутствует, до полной утраты тормозящего действия ингибитора. На практике установление постоянного значения О сильно растянуто во времени и не имеет четкой границы, и определять время последействия по зависимостей £ ($ &) бывает затруднительно* Поэтому ш прибегаем к методу графического определения времени последействия по первой производной ^ по Г *

3.15. Кривая в координатах    (рис* 4) имеет максимум

(в виде пика или четко ограниченной площадки), соответствующий нарушению целостности защитной пленки* Время, соответствующее максимуму (середине площадки на максимуме) кривой, легко определяется графически и условно принимается за "время последействия ингибитора".

3*16* В том случае, если время последействия ингибитора превыше? 3-4 часа, следует увеличить частоту вращения датчика до 210-315 ре д/сек (2000-3000 об/мин)* Время последействия ингибиторов ^/д-_/п (мин), определенное при частоте вращения датчика (рад/сек), пересчитывается по эмпирической формуле на вр*мя, соответствующее линейной скорости I м/сек (    _/    >.

(5)

13

Ряс. 3. Изменение скорости коррозия отали при разрушении пленки ингибитора во времени ингибитор - ХЛЛ-3,

т в 262 рад/сек (2500 об/мин).

14

Рио. 4. Определение временя поеладействия графическим истодом

Янгвбнтор - TLtt-3, т « 262 рад/сак (2500 об/мин)

15

измеряется в об/мин, формула (5) приказе г вид

^</ГОлгКЗ,24 (\^л~Н,21) .    (6)

Установленная зависимость позволяет сократить продолжительность лабораторных опытов по оценке последействия* Увелпченае /77 с 52 до 315 рад/сек (500 до 3000 об/шд) сокроет время после-действия в 10 раз*

3.17* Эквивалентное число оборотов дискового электрода, соответствующее скорости потока в трубе I м/сек определено по методу моделирования, предложенное В.М.Новаковсккм, и соответствует 52,3 рад/сек (500 об/мин).

Определение последействия ингибиторов на поверхности металле, покрытой продуктами коррозия

ЗЛо. Формирование продуктов коррозии на поверхности электродов датчика, подготовленного по п. 3.4., проводится в испытуемой коррозионной сред, до установления постоянных значений электрической проводимости (примерно в течение I часа) при частоте вращения датчика 105 рад/сек (ICOO об/мпн).

3.19. Формирование пленка ингибитора на продуктах коррозия, покрываотх электрода датчиками дальнейшее определение последействия ведут по- п. 3*8.

РУК080ДШИИ Д01Ш1ЖГ

Методика оценки последействия пленко образующих

ингибиторов коррозии в водных средах

РД 39-30-708-82

Вводится впервые

Приказом Министерства нефтяной

промышленности от ¹¹ тп" ыяя    1982    г,    Д    232

Срок введения установлен с OI.OS.82r-

Срок действия до 1987 г-

Настоящая методика предназначена для использования в научись исследивательс1сюс и производственных организациях, зешшавдхся подбором эффективных ингибиторов коррозии в шсокомикерелиэован-ных кислородосодержащих водных средах и разработкой технологии их применения.

Методика пригодна также для измерения защитного действия ингибиторов коррозии в разнообразных условиях (в зависимости о? гшфсданаьтеокого режима, темгеературы к тфугте факторов).

Применение настоящей методики позволяет сократить время, нсобходалое для «щенки последействия иашбмтсров.

Данная методика разработана в лаборатория технодолгческжх методов предотвращения коррозии ВНИШПТкефть ад.ы.о. Худяковой Л.й. к.т.а* Гетыанокни М.Д., д.х.н. Подобазвым ВЛь _г н.ж,н. Гоилком А.А к.т.н. Назамошм К.Р.

I. ОБЩИЕ ПОДОШШЯ

ХЛ. Применение шшнкообразующкх ингибиторов является одним из наиболее эффективных и универсальных методов эаедш* кефтегвэсь промыслового оборудования от коррозии. При перицщгчесь^х обработках металлической поверхности оборудодада в.авидообрайушвмз ж*

4

гнбиторзми создаются оптимальные условия для создания защитных пленок, значителын) уменьшается расход ингибиторов на единицу объема агрессивной среди.

Для правильного подбора ингибиторов и разработки технологии их применения необходимо определять время их последействия.

Существует целый ряд методов определения последействия ингибиторов коррозии, но все они отличаются трудоемкостью и длительностью или же сопряженыссущественными изменениями в структуре защитной пленки ингибитора коррозии. Кроме того, на обычных лабораторных установках трудно, а иногда и невозможно моделировать я контролировать реальный гидравлический режим движения жидкости.

1.2.    В основу предлагаемой ускоренной |Летодики определения последействия положено измерение мгновенной скорости коррозии методом поляризационного сопротивления отельного двухэлектродного датчик?, ре б ставшего по принципу вращающегося дискового электрода, позволяющего моделировать высокие скорости движения жидкости.

1.3.    Электрода для испытаний изготовляются из низкоуглеродистой стали марки ЗКП ГОСТ 380-71.

1.4.    Испытания проводятся при температуре 20 £ 3%.

2. ОБОРУДОВАНИЕ И РБШИШ

2Л. Для оценки последействия ингибиторов в катере линованных водных средах необходимо следующее оборудование:

потетшостат типа Q-5827 М или измеритель скорости

коррозии типа УИСК-1;

электромотор с регулируемым числом оборотов;

стабилизатор;

тахометр стробоскопический 2ТСТ 32-456;

дисковый вращающийся датчик;

5

тре::электродыая электрохимическая ячейка ЯСЭ-2, входящая в

комплект потенциостота;

стаканы химические на 100 мл;

шшеткв различной емкости;

шлифовальная шкурка. ГОСТ 6456-75;

электрод сравнения (наоыщетшй каломельный или хлорсеребря-ный);

вспомогательный электрод (графит, сталь или платина).

2.2. Применяемые реактивы и растворы: спирт этиловый гидролизный по ГОСТ 18300-72; вода дистиллированная по ГОСТ6709-72; хлористый натрий по ГОСТ 4233-77; хлориотый кальций по ГОСТ 4460-77; хлористый магний по ГОСТ 4209-77; сернокислый кальций по ГОСТ 3210-77,

Модель пластовой воды ( d - 1,12) готовится ка дистиллированной вода, в которой растворяются сои в еле душам количестве, г/л:

2.3. Рабочий раствор ингибитора готовится на нефти того месторождения, где предполагается применение ингибитора.

3. ОЦЕНКА. ЯОСВДЬСТаИй ПШКООБРАЗУЮОИХ ИНГИШОРОВ КОРРОЗИИ В ВЫСОКаШЕРАЛИЗОВАННЫХ водах СРВДАХ

Лабораторная установка доя оценки последейстьля ингибиторов *

3.1. В зависимости от типе измерительного приборе коррозионным датчиком может служить

6

по варианту 1 при работе о потешиостатом - вращающиеся дисковый елактрод (торец цилиндра, запрвсованного на эпоксидной смоле в цилиндр из фторопласта) (рисЛ);

по варианту 2 при работе с универсальным измерителем скорости коррозии типа ЛЕЙ-1 - торцы двух полуцилиндров с диаметром 5-6 мм, разделенных тонкой электроизоляционной прокладкой, захтресо-ванных на зпоксидной смоле во фторопластовый цилиндр (рис.2).

С помощью потенцаостата периодически измеряет зависимость катодного или анодного тока рабочего (дискового) электрода от потенциала при отклонении последнего от потенциала коррозии (£^5 ) на 3-10 мв со скорсоть» развертки 0,5 ite/сек.

Наклон начального линейного участка I , с - кривой, равный

- перенапряжение), пропорционален скорое-

тв коррозии.

Универсальный измеритель скорости коррозия УИСК-1 позволяет периодически измерять силу тока между двумя одинаковыми рабочими электродами датчика ври низких потенциалах (3-10 мв). При постоянно заданном потонцнале плотность измеряемого тока такие пропорциональна скорости коррозии

3.2. Устройство электрохимических ячеек с коррозионными датчиками для измерения последействия (и защитного действия) ингибиторов показано на peo. I, 2.

Вариант I. Для измерения используется обычная трехэлектродная ячейка, входядая в комплект потенцаостата, о разделехзшми электродами, рабочим (датчик), вспомогательным (графит, платина, стал*) и сравнения (насыщенный каломельный или хлорсеребрякый).

....... ■    ¹    ■    ■■■    Т

сим - сименс (сим * 0М~^Л)

7

ftio.I. Схема лабораторной установим для определения ооследойотвая ингаоиторов (вараант I): Х-трехэлактрсоуша вдшстроходгсеская ячейка; 2-даскоаый вращающийся электрод; 3-контак»; 4-электромотор; 5-элзктрсд оравяеиая; 6-асяо-могател, шй влектрод; 7-вотвнцаоотаТ

9

Вариант 2. Для измерений по вариант/ 2 (на коррозиметре) используется менее сложная ячейка» поскольку необходимость во вспомогательном электроде и влектроде сравнения отпадает.

Через низший отросток ячейки необходимо барботировать воздух для предотвращения изменения концентрации кислорода в растворе.

3.3. Частота вращения датчика устанавливается электромотором о регулируемы числом оборотов» включенным в сеть через стабилизатор, и контролируется с помощью тахометра стробоскопического, типа 2ТСТ 32-456.

Подготовка датчика к работе

3*4. .Поверхность датчике зачищается о помощью шлифовальной шкурки при скорости вращения датчика 210 рад/сек (2000 об/мин) для снятия всех продуктов коррозии и выравнивания поверхности до получения шероховатости $_л » 0,40 ( V &)• Затем рабочая поверхность датчика обезжиривается спиртом.

Раочет скорости коррозии по методу подгризационного сопротивления

3.5. Скорость коррозии, измеряемая методом поляризационного сопротивления» рассчитывается по формула:

9**^ш    >    ^а>

где /Г - коэффициент пропорциональности» завиояфй от особенностей кинетики электродных процессов;

Для ннэкоуглеродистых сталей при размерности скорости коррозии мм/год,    К а 665 мм/год • ом    •    см²*

J    -    измеряемый ток» А;

£    -    напряжение, В;

$    -    площадь электгода,    см².

10

Однако в зависимости от условия коррозии в защиты величина К может сильно отклоняться от указанного значения. Поэтому для получения истинных значений скорости коррозии указанным методом значение К необходимо определять экспериментально в каждом частном случае (например, гравиметрией).

В тех случаях, когда требуется получение сравнительных данных о сжороств коррозии во времени (степень торможения коррозии ингибитором, изменение скорости корровии во времени) для получения необходимой информации достаточно измеряемых значений электрической проводимости G

3.6. Измерения по варианту I.

После погружения врашэппегося дискового электрода в испытуе-шй раствор на потенцдостате выставляют значение потенциала коррозии, вклтают ячейку * устанавливают развертку потенциала

0,6 мв * с'¹, записывают с помощью потенциометре L , £ - кри-

вух в течение 6-20 сек в отключают ячейку. По наклону начального линейного участка рассчитывают электрическую проводимость.

3,7. Измерения по варианту 2.

Прибором УДОКг-1 разработки Киевского института ВНИИПКнефте-хин измеряется ток в потенциостаткивеком режиме. В приборе предусмотрена компенсация ток?, воанябзздвго вследствие неядеятич-ности электродов, источником стабилизирующего напряжения. На электрода задается постоянное поляризуидее напряжение 10 мв и измеряется зила тока.

Прх условии, что площади обоих электродов равны 3^^ж5.^ж$

(2)