ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные положения теории коррозии из "Защита нефтегазопромыслового оборудования от коррозии" Приближенно судить о термодинамической возможности Протекания электрохимической коррозии можно по стандартным электродным потенциалам металлов. [c.4] Электродвижущая сила коррозионного элемента пропорциональна уменьшению свободной энергии системы в процессе коррозии. Электрохимическая коррозия термодинамически возможна при условии к.обр— а.обр 0 или к,обр а,обр, что следует из соотношения АР = = —пЕР, где а/ —изменение свободной энергии, и — число электронов, участвующих в реакции, Р — число Фарадея. = ,обр—-Еа.обр — э. д. с. коррозионного элемента, к.обр— равновесный потенциал катодного процесса, а,обр — равновесный потенциал анодного процесса. [c.4] Реакции выделения водорода и кислорода зависят от pH и протекают с участием электронов, на диаграмме это линии в и г, а реакция Ре— Ре +-1-2е соответствует линии а. Линии диаграммы ограничивают области, определяющие термодинамическую стабильность или нестабильность металла при различных pH растворов и электродных потенциалах металла. [c.5] при условиях, соответствующих области, лежащей ниже линии а, железо находится в термодинамически стабильном состоянии и коррозии не подвергается. В 0(бласти, заключенной между линиями а и б, железо корродирует с образованием двух- и трехвалеитных ионов, а в области коррозии при высоких значениях pH железо корродирует с образованием ферратов железа (НРеОг). Область пассивности (правее линии б) соответствует условиям образования гидратированных или негидратированных окислов железа. В этой области железо термодинамически неустойчиво, но вследствие образования нерастворимых (вернее малорастворимых) продуктов коррозии растворение железа не происходит и оно находится как бы в пассивном состоянии. [c.5] Для нефтегазовой промышленности интерес представляет диаграмма РеЗ—НгО (рис. 1.2). [c.5] Поляризуемость электродных. процессов может быть основана на кинетическом или диффузионном контроле. Возможен также смешанный диффузиоино-кинетический контроль. В зависимости от соотношения характеристик кинетики анодных и катодных процессов основной контролирующий фактор может значительно изменяться. [c.6] Поляризационная диаграмма для типичных случаев контроля электрохимической коррозии приведена на рис. 1.3, на ней катодный процесс представлен кривой огРрММ. При анодном процессе, характеризуемом кривой alQ, коррозионный процесс идет с преимущественным катодным контролем А к13 А а1 с кинетическим торможением катодного процесса. В этом случае основным контролирующим факторов является перенапряжение ионизации кислорода (или другого окисли-тельпого деполяризатора). [c.7] При анодном процессе Еа2М сохраняется катодный контроль Ай кг А аг, однако контролирующим фактором становится диффузия кислорода. Скорость коррозии почти целиком зависит от скорости подвода окислительного деполяризатора, т. е. от величины предельного диффузионного тока по кислороду. [c.7] Анодная кривая А а4-Р имеет характерную петлю перехода в пассивное состояние. Отношение АЕм Еа , что свидетельствует о превалируюш ем анодном контроле и характеризует заметную пассивность. Скорость коррозии при этом мала, однако в присутствии активных ионов значительно повышается. [c.8] Возможен также смешанный катодно-анодно-омичес-кий контроль, когда наряду с катодным и анодным А аб торможением имеется некоторое омическое падение потенциала в цепи между катодными и анодными участками, что лроисходит при наличии заметного сопротивления электролита. [c.8] В зависимости от контролирующего фактора выбирают метод защиты металла от коррозии. При комплексной защите от коррозии необходимо, чтобы все методы действовали в одном направлении. Применение одновременно нескольких методов, действующих на различные контролирующие стадии электрохимической коррозии, понижает эффективность защиты. Например, если ограничение коррозии металла достигнуто методами, тормозящими анодный процесс (легированием стали хромом, добавкой окислителей или анодных ингибиторов в раствор), то нерационально одновременно применять способы, тормозящие катодный процесс (устранение катодных включений в сплаве, уменьшение аэрации раствора или добавление катодных ингибиторов). Применение методов защиты, уменьшающих термодинамическую неустойчивость системы, всегда в той или иной степени будет способствовать понижению скорости коррозии. [c.8] Большинство металлов подвержено местному виду коррозионного разрушения межкристаллитной коррозии, питтингу, избирательной коррозии, оррозионным растрескиванию или усталости и др. Считается, что характер коррозионного разрушения зависит от взаимного расположения анодных и катодных участков в процессе коррозии. При постоянном их расположении коррозионные разрушения имеют ярко выраженный местный характер. [c.8] при питтинге анодные участки фиксируются на дне пор в защитной пленке, при межкристаллитной коррозии— на границах зерен, в процессе коррозионного растрескивания — в вершинах, трещин и т. п. [c.8] В реальных условиях эксплуатации скважин двухфазная среда углеводород — электролит находится в виде эмульсии типа вода в масле или масло в воде. В слабо-обводненных скважинах встречается обычно эмульсия первого типа, в сильнообводненных скважинах — второго. Тип эмульсии определяют измерением ее удельной электропроводности. Эмульсия В/М имеет очень низкую электропроводность, поэтому, если электропроводность раствора настолько мала, что ее не удается измерить, эмульсию относят к типу вода в масле. Независимо от типа эмульсии коррозионным агентом всегда является водная фаза. Величина водонефтяного отношения для конкретного месторождения, при которой система нефть — вода становится неустойчивой, может быть использована в качестве швцифического параметра для характеристики и прогнозирования коррозии на нефтепромыслах [12]. [c.13] Результаты опытов показывают, что при введении а индивидуальный углеводород — гептан нафтеновых кислот или асфальтенов скорость коррозии существенно уменьшается. [c.16] Механизм сероводородной коррозии Сероводород обладает уникальными агрессивными свойствами и вызывает коррозионные повреждения оборудования в результате электрохимической коррозии и водородного охрупчивания. Растворяясь в воде, он диссоциирует как слабая кислота на ионы н,8 Н5- + Н+ 5 - + 2Н+. [c.16] Из многочисленных видов бактерий наибольший вред приносят сульфатвосстанавливающие (СВБ) и тионовые бактерии. Примерно 80% коррозионных поражений эксплуатационных скважин связано с деятельностью СВБ. Процесс коррозии от микробиологических процессов протекает прежде всего на участках оборудования, где застаивается вода, например, яа днищах резервуаров, обсадных колонн, внутренней поверхности стальных магистральных водоводов, систем конденсационно-холодильного оборудования и др. СВБ в процессе своей жизнедеятельности превращают сульфаты и сульфиты в сероводород, окисляя молекулярный водород, всегда присутствующий в природных водах или выделяющийся в результате катодной реакции при коррозии стального оборудования. [c.19] Большинство исследователей, не отрицая полностью некоторого деполяризующего действия СВБ при удалении ими пузырьков водорода с катодов корродирующего металла, считают, что именно НгЗ и РеЗ обусловливают стимулирующее действие коррозии углеродистой стали в присутствии СВБ. [c.19] Однако в пластовых и сточных водах, содержащих сероводород, кислород, отмечаются скорости коррозии оборудования 6—8 мм/год. В присутствии тионовых сероокисляющих бактерий возможно окисление сульфида железа до сульфат ионов серной кислоты и, в )езультате, заметное подкисление среды. [c.19] Вернуться к основной статье