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油田污水中金属腐蚀的影响因素

影响因素很多,概括起来分为:化学因素,物理因素,生物因素。

1、pH值

污水的pH值对金属腐蚀腐蚀的影响速度的影响,取决于该金属的氧化物在水中的溶解度对pH值的依赖关系。

2、阴离子

金属的腐蚀速度与水中阴离子的种类有密切关系。

增腐排序:NO3<CH3COO-<SO42-<Cl<ClO4

3、络合剂

络合剂又称配体。

污水中常遇到的络合剂:NH3CNEDTA、ATMP

络合剂的作用:与水中的金属离子(如铜)生成可溶性的络离子(配离子),使水中金属离子的游离浓度降低,金属的电极电位降低,加快金属的腐蚀速度。

4、硬度

定义:污水中钙离子和镁离子浓度之和称为硬度。

钙、镁离子浓度过高时,会与水中的碳酸根、磷酸根或硅酸根作用,生成碳酸钙、磷酸钙和硅酸镁垢,引起垢下腐蚀。

5、金属离子

碱金属离子(钠离子、镁离子等)

对金属和合金的腐蚀速度无明显或直接的影响。

重金属离子(铜、银、铅等)

在水中对钢、铝、镁、锌常见金属起有害作用。

作用形式:

通过置换作用,以一个个小阴极的形式析出在比它们活泼的机体金属表面,形成一个个微电池,引起基体腐蚀。

铁离子

酸性溶液中,Fe3+是阴极反应加速剂。

中性溶液中,Fe2+可抑制钢和铜合金的腐蚀。

锌离子

在水中対钢有缓蚀作用,锌盐广泛用作缓蚀剂。

6、溶解气体

1)氧

氧的作用:在中性水中,对一些金属的腐蚀起着重要作用。

在腐蚀的金属表面,氧是去极化剂促进腐蚀,有时是氧化性钝化剂抑制腐蚀。

氧对水腐蚀的影响随金属而变:

钢铁

低碳钢的腐蚀速度随水中氧含量的增加而加快。

铜和铜合金

铜合金在水中的腐蚀速度较低。软水中,氧和二氧化碳含量高时,使铜的腐蚀速度增加。

水中的氧对铝不是腐蚀促进剂。

2)二氧化碳

CO2溶于水,生成碳酸或碳酸氢盐,使水的pH值下降,有助于氢的析出和金属表面膜的破坏。

无氧存在时,会引起钢和铜的腐蚀,但铝不腐蚀。

3)硫化氢

会加速钢和铜的腐蚀,但对铝无腐蚀性。

4)二氧化硫

会降低水的pH值,增加水对金属的腐蚀。

5)氯

氯在水中水解生成盐酸和次氯酸,增加水的腐蚀性;

生成的氯离子能促进金属的局部腐蚀。

7、浓度

在非氧化性酸中,多数金属随酸浓度的增加腐蚀加剧;

在氧化性酸中,随浓度的增加,金属腐蚀速度有一个最高值,当浓度超过一定数值后,金属表面生成保护膜,腐蚀速度下降。

8、悬浮固体

当水流速降低时,污水中的泥土、砂粒、尘埃、腐蚀产物、水垢等不溶性物质组成的悬浮物,易生成稀松的沉积物形成垢下腐蚀;

当水流速过高时,悬浮物使金属产生磨损腐蚀。

9、流速

有氧存在时:

水流速较低时,腐蚀速度随流速增大而增大;

水流速足够高时,足够的氧使金属全部钝化,金属的腐蚀速度下降。

继续提高流速,水对金属的冲击作用会破坏金属的钝化膜,金属的腐蚀速度将重新增大;

超高速的流体设备中,会引起空泡腐蚀。

10、电偶

当两种不同金属在污水中接触时,会形成电偶腐蚀。

11、温度

通常,金属的腐蚀速度随温度的增高而增大。

敞开式容器中,金属的腐蚀速度有一个最大值,当温度超过某一值时,腐蚀速度随温度的升高而下降;

密闭容器中,金属的腐蚀速度随温度的升高而增大。

12、细菌(与腐蚀有关的细菌)

粘液异养菌(本身不直接引起腐蚀)

油田水系统中数量最多的一种有害菌。

产生一种胶状的、粘性的或粘泥状的附着力很强的沉积物,影响阻垢剂的作用,并使金属表面形成差异腐蚀电池而发生垢下腐蚀。

铁细菌

包括嘉氏铁杆菌、球衣细菌等,特点:

A、在含铁的水中生长;

B、通常被包裹在铁的化合物中;

C、生成体积很大的红棕色沉积物;

D、铁细菌是好氧菌,但也可以在氧含量小于0.5mg/l的环境中生存。

腐蚀影响:

铁细菌将水中的亚铁离子转化为不溶于水的Fe2O3的水合物。铁细菌产生的锈瘤使钢铁表面形成氧浓差电池,并且从阳极区除去亚铁离子,使钢的腐蚀速度增大。

硫酸盐还原菌

在有氧或缺氧的状态下用硫酸盐中的氧进行氧化还原反应而得到能量的菌群。

存在场所:油井、管道等厌氧性有机物聚集的地方。

腐蚀机理:将水中的硫酸盐还原为硫化氢,引起腐蚀。

对腐蚀的影响后果:腐蚀速度惊人,引起的孔蚀的穿透

速度大约是1.255.0mm/a,即使在某些缓蚀剂作用下仍能使金属迅速穿孔。

产酸细菌

A、硫化细菌——将水中的氨转化为硝酸;

B、流杆菌——将水中的硫化物转化为硫酸

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