復合固體緩蝕劑對氯化鉀水體系緩蝕性能研究

霍俊鋼

（中海石油（中國）有限公司天津分公司遼東作業公司，天津300452）

復合固體緩蝕劑對氯化鉀水體系緩蝕性能研究

霍俊鋼

（中海石油（中國）有限公司天津分公司遼東作業公司，天津300452）

為了減輕氯化鉀水體系對鋼材的腐蝕，用低毒、緩蝕效果良好的固體緩蝕劑對氯化鉀水體系進行改性研究，利用失重法對復合固體緩蝕劑進行研究。結果表明，向20%氯化鉀溶液中，加入4g/ L六偏磷酸鈉、2g/L硅酸鈉復合固體緩蝕劑，對N80鋼片的緩蝕效果最好。

緩蝕劑；氯化鉀；失重法；六偏磷酸鈉；硅酸鈉

在修井、試井等作業中，常采用氯化鉀鹽水作壓井液，但氯化鉀鹽水對鋼材的腐蝕問題較為嚴重。因此，研制出低劑量、緩蝕效果好的緩蝕劑對氯化鉀鹽水進行改性具有重要意義。目前，聚磷酸鹽是使用最為廣泛、最為經濟的固體緩蝕劑之一［1］。聚磷酸鹽不僅具有良好的緩蝕性能，還是優良的阻垢劑。最為常用的聚磷酸鹽是六偏磷酸鈉，其作為一種陰極阻垢型緩蝕劑，因具有無毒、環保等特點，在水處理及防腐等領域都得到了廣泛地應用［2］。但六偏磷酸鈉單獨作為緩蝕劑使用時，用量較大。因此，本研究通過一系列實驗，確定了一種實用、高效的復合固體緩蝕劑，將其加進氯化鉀水體系中，能有效降低氯化鉀鹽水對鋼鐵基礎設施的腐蝕。

1　實驗方法

1.1試樣制備

試樣采用N80鋼片，先用水砂紙將鋼片打磨至鏡面光亮，然后用去離子水沖洗，再用無水乙醇擦干，丙酮除油后，置于干燥器中4h，稱重（精確至0．1mg），最后編號。

1.2失重試驗

將處理后的試樣2片一組，懸掛于不同的緩蝕劑、氯化鉀鹽水濃度為20%的溶液中，24h后取出，將試樣除銹洗滌烘干后，稱重，進行失重分析。改變緩蝕劑配方，重復上述實驗。同時對幾種緩蝕劑復配后的腐蝕速率進行比較，確定緩蝕劑的最佳配比。

2　結果與討論

2.1單組分緩蝕劑濃度對氯化鉀水體系緩蝕效果的影響

圖1　六偏磷酸鈉濃度對氯化鉀鹽水緩蝕效果的影響

由圖1可知，當六偏磷酸鈉低于2g/L時，緩蝕率低于10%，隨六偏磷酸鈉的濃度增加，緩蝕率也逐漸增加。當六偏磷酸鈉為4g/L時，緩蝕率達到74%，隨著六偏磷酸鈉濃度的繼續增大，緩蝕率開始下降。因為六偏磷酸鈉是沉淀膜型緩蝕劑，當濃度較低時，不能在碳鋼表面形成沉淀膜，緩蝕率沒有明顯的提高。當六偏磷酸鈉濃度過大時，碳鋼試片的表面吸附了大量的氣泡，不能在碳鋼表面形成完整的膜，因此，緩蝕率下降。

2.2篩選六偏磷酸鈉與硅酸鈉的最佳復配濃度

在20%氯化鉀鹽水中，分別加入六偏磷酸鈉（4g/L）+硅酸鈉（0～8g/L），測定緩蝕曲線。結果見圖2。

圖2　硅酸鈉濃度對氯化鉀鹽水緩蝕效果的影響

由圖2可知，隨著硅酸鈉濃度的增大，緩蝕率逐漸增大，當硅酸鈉濃度為2 g/L時，緩蝕率達到最大值96%，當硅酸鈉濃度大于2g/L，緩蝕率開始下降，最后基本不再變化。實驗表明，硅酸鈉的濃度為2g/ L時，與單一的緩蝕劑相比較，二元緩蝕劑的緩蝕率有了明顯的提高。這是因為六偏磷酸鈉屬于陰極型緩蝕劑，硅酸鈉屬于陽極型緩蝕劑，二者復合后，體現出兩種緩蝕劑復合的協同效應。因此，復合固體緩蝕劑最佳濃度為：4g/L六偏磷酸鈉，2g/L硅酸鈉。

3　結論

3.1單組分緩蝕劑六偏磷酸鈉濃度為4g/L時，緩蝕效果最好。

3.2在20%氯化鉀水體系中，配以4g/L六偏磷酸鈉和2g/L硅酸鈉作為復合固體緩蝕劑，對N80鋼片的緩蝕率高達96%。

［1］孫立明，韋玉堂，張雪絨．鹽水介質碳鋼緩蝕劑的研究［J］．河北化工，2004，6：57-58.

［2］宋蔚，田禾，張津紅．緩蝕劑的成膜機理分析［J］．天津理工學院學報，2004，20（4）：67-70.

10.3969/j.issn.1008-1267.2015.05.009

TG174.42

A

1008-1267（2015）05-0027-02

2015-03-20

霍俊鋼（1979～），男，河北工業大學本科，工程師，從事油氣田開發方面的工作，主要負責老油田二次開發及三次采油方案設計及編制、數值模擬研究、動態分析。