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H S腐蚀研究进展As a person, we must have independent thoughts and personality.H2S腐蚀研究进展摘要近年来我国发现的气田均含有硫化氢、二氧化碳等腐蚀性气体，特别是我们四川盆地，含硫化氢天然气分布最广泛。
众所周知，硫化氢腐蚀是井下油套管的主要腐蚀类型之一。
本文简述了硫化氢的物性，研究了硫化氢腐蚀的机理和影响因素，并在此基础上介绍了采用缓蚀剂、涂镀层管材、根据国际标准合理选材、电化学保护等几种国内外常用的防腐措施，并指出了各种方法的优缺点，最后还探讨了硫化氢油气田腐蚀研究的热点问题及发展方向。
关键词：硫化氢腐蚀，腐蚀机理，防腐技术ABSTRACTIn recent years, the gas fields found in our country contain hydrogen sulfide, carbon dioxide and other corrosive gases, especially in the Sichuan basin, with the most extensive distribution of hydrogen sulfide gas. It is well known that the hydrogen sulfide corrosion is one of the main corrosion typesof the oil casing in the well. Properties of hydrogen sulfideis described in this paper to study the hydrogen sulfide corrosion mechanism and influencing factors, and on this basis, introduces the corrosion inhibitor, coating tubing, accordingto international standard and reasonable material andelectrochemical protection at home and abroad, several commonly used anti-corrosion measures, and points out the advantages and disadvantages of each method, and finally discusses the hotissues and development direction of the research on oil and gas fields of hydrogen sulfide corrosion by.Key word s ：hydrogen sulfide corrosion, corrosion mechanism, corrosion protection technology.前言随着各国经济的发展，对石油及天然气需求进一步增加，易开采的油气资源已趋于枯竭，油井的发展趋势向着高技术方向发展，钻探区域势必转移向内陆、沙漠等环境恶劣的地区。
mdea溶液的腐蚀机理
MDEA溶液的腐蚀机理主要涉及以下几个方面：
1. 酸性腐蚀：MDEA溶液中可能存在一些酸性杂质，如硫化氢（H2S），二氧化碳（CO2）等。
这些酸性物质可以与金属表面发生化学反应，生成金属离子并释放出电子，导致金属腐蚀。
2. 氧化腐蚀：MDEA溶液中可能存在氧气，氧气可以与金属表面发生氧化反应，形成金属氧化物，并释放出电子，导致金属腐蚀。
3. 浸蚀腐蚀：MDEA溶液中的溶解氧、水分和MDEA分子本身也可以直接与金属表面发生作用，通过浸蚀作用导致金属腐蚀。
腐蚀主要发生在金属表面。
当溶液中存在氧气、酸性物质或水分时，金属表面的氧化反应、酸性反应或浸蚀作用都可能导致金属表面产生氧化物、金属离子或局部腐蚀等现象。
这些反应会削弱金属表面的结构和性能，导致金属腐蚀。
为了降低腐蚀风险，可以采取一些措施，如使用抗腐蚀性能好的材料，添加缓蚀剂等。
H2S、CO2的腐蚀机理H2S 环境中⾦属抗硫化物应⼒开裂和应⼒腐蚀开裂的室内试验NACE Standard TM0177‐2005Item No.212121总则2试剂及试验溶液3测试试样及材料性能5⾼温/压⼒条件下试验6试验⽅法A‐NACE标准拉伸试验7试验⽅法B‐NACE标准弯曲试验8试验⽅法C‐NACE标准C‐环试验1、总则1.1本标准涵盖了在含H2S的低pH值⽔溶液中，遭受拉伸应⼒的⾦属材料抗开裂失效的试验。
碳钢和低合⾦钢通常在室温下测试EC抗⼒，在这个温度条件下，它们的SSC敏感性是较⾼的。
对于其它类型的合⾦来说，EC敏感性和温度的关系更加复杂。
1.2本标准描述了试剂、检测样品和所⽤设备，讨论了基本材料和测试试样的性能，接着说明了试验步骤。
本标准介绍了4种试验⽅法：试验⽅法A-NACE标准拉伸试验试验⽅法B-NACE标准弯曲试验试验⽅法C-NACE标准C-环试验试验⽅法D-NACE标准双悬臂梁（DCB）试验本标准的第1⾄5部分给出了⽤于4种试验⽅法总的评论。
第6⾄19部分说明了每⼀种试样的试验⽅法。
表明了检测每种样品所需要的检测⽅法。
在每⼀种试验⽅法开始描述之前，给出有助于判定该试验⽅法适⽤性的总的指导⽅针（6-9 部分）。
实验结果报告也被讨论到。
1、总则1.3可在温度和压⼒下对⾦属进⾏抗EC试验，温度和压⼒可以是室温的（⼤⽓条件的），或⾼温压⼒条件的。
1.4 该标准可被⽤作接受或拒绝试验，来保证产品达到EC 抗⼒的某种最低⽔平，这由API说明5CT，ISO11960指定，或由使⽤者或购买者指定。
为了研究或提供信息的⽬的，该标准可提供产品EC抗⼒的定量测量。
试验⽅法A 在720⼩时内，最⾼⾮失效应⼒。
试验⽅法B 在720⼩时内，对50％失效概率，统计基础上的临界应⼒因⼦（SC）。
试验⽅法C 在720⼩时内，最⾼⾮失效应⼒。
试验⽅法D 对有效试验来说，重复测试试样的平均KISSC （SSC门槛应⼒强度系数）。
硫化氢腐蚀的机理及影响因素作者：安全管理网来源：安全管理网1. H2S腐蚀机理自20世纪50年代以来，含有H2S气体的油气田中，钢在H2S介质中的腐蚀破坏现象即被看成开发过程中的重大安全隐患，各国学者为此进行了大量的研究工作。
虽然现已普遍承认H2S不仅对钢材具有很强的腐蚀性，而且H2S本身还是一种很强的渗氢介质，H2S腐蚀破裂是由氢引起的；但是，关于H2S促进渗氢过程的机制，氢在钢中存在的状态、运行过程以及氢脆本质等至今看法仍不统一。
关于这方面的文献资料虽然不少，但以假说推论占多，而真正的试验依据却仍显不足。
因此，在开发含H2S酸性油气田过程中，为了防止H2S腐蚀，了解H2S腐蚀的基本机理是非常必要的。
(1) 硫化氢电化学腐蚀过程硫化氢(H2S)的相对分子质量为34.08，密度为1.539kg/m3。
硫化氢在水中的溶解度随着温度升高而降低。
在760mmHg，30℃时，硫化氢在水中的饱和浓度大约3580mg/L。
1在油气工业中，含H2S溶液中钢材的各种腐蚀(包括硫化氢腐蚀、应力腐蚀开裂、氢致开裂)已引起了足够重视，并展开了众多的研究。
其中包括Armstrong和Henderson对电极反应分两步进行的理论描述；Keddamt等提出的H2S04中铁溶解的反应模型；Bai和Conway对一种产物到另一种产物进行的还原反应机理进行了系统的研究。
研究表明，阳极反应是铁作为离子铁进入溶液的，而阴极反应，特别是无氧环境中的阴极反应是源于H2S中的H+的还原反应。
总的腐蚀速率随着pH的降低而增加，这归于金属表面硫化铁活性的不同而产生。
Sardisco，Wright和Greco研究了30℃时H2S-C02-H20系统中碳钢的腐蚀，结果表明，在H2S分压低于0.1Pa时，金属表面会形成包括FeS2，FeS，Fe1-X S在内的具有保护性的硫化物膜。
然而，当H2S分压介于0.1～4Pa时，会形成以Fe1-X S为主的包括FeS，FeS2在内的非保护性膜。
抗CO2和H2S腐蚀的检测标准1. 介绍随着工业化的发展，石油、化工、天然气等行业对设备和管道的腐蚀性环境要求越来越高。
其中，CO2和H2S腐蚀是常见的一种腐蚀类型，对设备和管道的安全性和寿命造成了严重的威胁。
针对CO2和H2S腐蚀的检测标准显得尤为重要。
2. CO2和H2S腐蚀的特点CO2和H2S是常见的腐蚀性气体，在工业生产过程中经常会遇到。
它们与水、油、金属等材料接触后，会引起腐蚀现象，降低设备和管道的使用寿命，甚至造成设备失效和安全事故。
3. 检测标准的必要性CO2和H2S腐蚀的检测标准对于保障设备和管道的安全性至关重要。
只有通过科学、负责的检测标准，才能够及时发现腐蚀问题，及时制定有效的防护措施，保障设备和管道的长期稳定运行。
4. 美国标准美国相关行业协会和标准化组织对CO2和H2S腐蚀的检测标准进行了详细的规定和说明，其中包括NACE标准、API标准、ASME标准等。
这些标准从腐蚀机理、腐蚀评价、防护措施等方面进行了详尽的规定，为企业提供了科学的检测和防护依据。
5. 欧洲标准欧洲各国也对CO2和H2S腐蚀的检测标准进行了规定，其标准体系更加健全，同时也注重对环境的保护和节能减排。
欧洲标准对腐蚀预测、材料选择、防护工艺等方面进行了详细的规定，为企业提供了更加全面的科学依据。
6. 我国标准随着我国石油、化工、天然气等行业的不断发展，对CO2和H2S腐蚀的检测标准也越来越重视。
我国标准化组织和相关行业协会制定了一系列相关标准，包括GB标准、SY标准、HG标准等。
这些标准中囊括了从腐蚀机理、检测方法、防护措施等方面的详尽规定，为企业提供了本土化的科学依据。
7. 完善标准体系的重要性CO2和H2S腐蚀的检测标准对于工业生产的安全和稳定具有重要的意义。
通过不断完善标准体系，可以提高对腐蚀环境的认识，指导企业科学地开展防护工作，降低腐蚀带来的风险，推动行业的健康发展。
8. 结语CO2和H2S腐蚀的检测标准是工业生产中的重要环节，对于保障设备和管道的安全性和寿命具有重要的意义。
油气管道内腐蚀风险介绍之一：CO2腐蚀一、概述CO2腐蚀是油气田最常见的腐蚀形式之一，当CO2溶于水或原油时，会具有很强腐蚀性，从而对集输管线和井下油套管产生严重的腐蚀。
因此，CO2腐蚀已成为油气田腐蚀与防护面对的重要问题。
二、CO2腐蚀的危害1、均匀腐蚀CO2形成全面腐蚀时，材料主要以均匀腐蚀为主。
一是温度在60℃以下，钢铁材料表面存在少量软而附着力小的FeCO3腐蚀产物膜，金属表面光滑，以均匀腐蚀为主；二是CO2分压低于0.483×10-1MPa时，易发生均匀腐蚀。
2、局部腐蚀局部腐蚀是相对于均匀腐蚀而言的， CO2引起的局部腐蚀有如下形式：✦点蚀：腐蚀区出现凹孔且四周光滑；✦蜂窝状腐蚀：腐蚀区有多个点蚀孔分布；✦台地侵蚀：会出现较大面积的凹台，底部平整，周边垂直凹底；✦流动诱发局部腐蚀：由台地侵蚀发展而来，流动会诱使台地侵蚀区形成凹沟，平行于物流方向的刀线槽沟。
三、CO2腐蚀的机理1、均匀腐蚀机理CO2溶于水形成H2CO3，并与Fe反应造成Fe的腐蚀。
其中阳极过程为铁失去电子变成铁离子的过程。
多数观点认为在腐蚀反应中，阴极反应控制腐蚀速率，目前对CO2腐蚀阴极反应主要有两种观点：其一认为是非催化氢离子阴极还原反应；其二认为发生了氢离子催化还原反应，还原反应主要以H+和HCO3-为主；本质上这两种都是CO2溶解后形成的HCO3-电离出H+的还原过程。
总的腐蚀反应如图：2、局部腐蚀机理CO2局部腐蚀往往表现为局部穿孔及破损。
研究认为，有如下四种局部腐蚀诱发机制：✦台地腐蚀机制：局部腐蚀先发生在小点，小点发展成小孔并连片。
当腐蚀介质覆盖小孔导致腐蚀产物膜破裂，形成台地腐蚀。
疏松的腐蚀产物形成物质传输通道后，也会加剧局部台地腐蚀。
✦流动诱导机制：腐蚀产物膜粗糙表面引起微湍流，剪切应力使得腐蚀产物膜局部变薄并出现孔洞，孔所对应的极低处变成了小阳极，产生局部腐蚀。
✦内应力致裂机制：当腐蚀产物膜的厚度增大到一定值后，膜内应力过大而导致膜的破裂，形成电偶腐蚀效应。
H2S 环境中金属抗硫化物应力开裂和应力腐蚀开裂的室内试验NACE Standard TM0177‐2005Item No.212121总则2试剂及试验溶液3测试试样及材料性能5高温/压力条件下试验6试验方法A‐NACE标准拉伸试验7试验方法B‐NACE标准弯曲试验8试验方法C‐NACE标准C‐环试验1、总则1.1本标准涵盖了在含H2S的低pH值水溶液中，遭受拉伸应力的金属材料抗开裂失效的试验。
碳钢和低合金钢通常在室温下测试EC抗力，在这个温度条件下，它们的SSC敏感性是较高的。
对于其它类型的合金来说，EC敏感性和温度的关系更加复杂。
1.2本标准描述了试剂、检测样品和所用设备，讨论了基本材料和测试试样的性能，接着说明了试验步骤。
本标准介绍了4种试验方法：试验方法A-NACE标准拉伸试验试验方法B-NACE标准弯曲试验试验方法C-NACE标准C-环试验试验方法D-NACE标准双悬臂梁（DCB）试验本标准的第1至5部分给出了用于4种试验方法总的评论。
第6至19部分说明了每一种试样的试验方法。
表明了检测每种样品所需要的检测方法。
在每一种试验方法开始描述之前，给出有助于判定该试验方法适用性的总的指导方针（6-9 部分）。
实验结果报告也被讨论到。
1、总则1.3可在温度和压力下对金属进行抗EC试验，温度和压力可以是室温的（大气条件的），或高温压力条件的。
1.4 该标准可被用作接受或拒绝试验，来保证产品达到EC 抗力的某种最低水平，这由API说明5CT，ISO11960指定，或由使用者或购买者指定。
为了研究或提供信息的目的，该标准可提供产品EC抗力的定量测量。
试验方法A 在720小时内，最高非失效应力。
试验方法B 在720小时内，对50％失效概率，统计基础上的临界应力因子（SC）。
试验方法C 在720小时内，最高非失效应力。
试验方法D 对有效试验来说，重复测试试样的平均KISSC （SSC门槛应力强度系数）。
1.5安全注意事项：H2S是一种剧毒气体，必须小心处理。
2、试剂及试验溶液2.1 试剂纯度2.1.1 实验气体、氯化钠、醋酸、醋酸钠及其它溶质应为试剂级别或化学纯度化学药品（99.5％最低纯度）。
2.1.2 实验用水应为蒸馏水或去离子水，级别应等于或高于ASTM Ⅳ类（ASTM D 1193），严禁使用水龙头中的水。
2.2 用惰性气体除氧，惰性气体应为高纯氮气、氩气或其它合适的非反应性气体。
2、试剂及试验溶液试验溶液A是一种酸性的、缓冲的（稳定的）H 2S饱和盐水溶液。
应由溶解在蒸馏水或去离子水中5.0wt％的氯化钠和0.5wt％的冰醋酸组成（例如，50g的氯化钠和5.0g的CH 3COOH溶解在945g的蒸馏水或去离子水中）。
试验溶液A 应被用在检测方法A、C 和D 中，除非使用者和购买者提出特殊要求用实验溶液B或溶液C。
试验溶液B是一种酸性的、缓冲的（稳定的）H 2S饱和盐水溶液。
应由溶解在蒸馏水或去离子水中5.0wt％的氯化钠、2.5wt％的冰醋酸和0.41wt％的醋酸钠组成（例如，50g 的氯化钠、25g 的CH 3COOH 和4.1g 的醋酸钠溶解在921g的蒸馏水或去离子水中）。
溶液B 倾向于用于碳钢和低合金钢。
用于检测方法A 、C 和D 。
2、试剂及试验溶液试验溶液C 是一种缓冲的（稳定的）盐水溶液，带有一定量的氯化物。
H2S 分压及pH值由使用者或购买者根据即将服役环境指定。
应由溶解在蒸馏水或去离子水中0.4g/L的醋酸钠（5Mm CH3COONa）和与服役环境条件同等浓度的氯化物（加氯化钠）组成。
试验溶液C倾向于用于马氏体不锈钢。
用于检测方法A、C和D。
注：当相比于B 溶液来说，低的醋酸盐浓度(0.4 g/L)和用盐酸而不是醋酸酸化的组合，导致醋酸浓度在溶液C中显著降低。
尽管这种方法在测试抗腐蚀合金时，足以维持本体溶液的pH 值不变，但是，在金属/溶液界面，通过醋酸离解作用抗pH 值增加的能力降低了。
当试验在溶液非对流性流动时，很可能造成试样表面pH 值轻微增加。
对处于活化和钝化行为边界条件来说，这可能会导致钝化，造成不可逆的结果。
当pH 值在局部区域升高时，本体溶液的pH值测量并不能表示在缓冲性能中的任何限制。
3、测试试样及材料性能3.1 从产品上取出测试试样的部位和方位应细心考虑，以便当产品投入使用时，实验结果能提供更有意义的性能指标。
一组中的所有试样应从冶金相同位置提取（例如，所有测试试样应具有相同位向、类似或接近的相同微观结构和机械性能）。
3.2 拉伸性能测试应符合标准试验方法，例如ASTM A 370应被用来决定基体材料性能。
测试拉伸试样为两个或更多，测试结果取平均值，依此来决定材料的屈服强度、断裂强度、延伸率及断面收缩率。
拉伸试样的加工应从母材上同一位置截取，并且方向应与EC试样的方向一致，降低性能差异带来的试样与试样之间不同的实验结果。
3.3 大量的基本材料性能都与EC敏感性有关。
因此所有潜在的数据，包括化学成分、机械性能、热处理、机械加工过程（例如冷轧率或冷变形）应与拉伸测试数据一并给出。
每一批热处理材料或者具有固定化学成分而微观结构不同的材料都应该检测，就如它们不是同一种材料一样。
3.4 在测试试样暴露在试验溶液之前或之后，可进行硬度测试。
然而，测试不应该在检测试样施加了应力的部分进行。
4、常温/常压条件下试验试验容器的尺寸、入口应根据实际测试试样决定，实验设备为给测试试样加载应力容器应能够在试验前通气除氧，在实验过程中阻止S 出水口处用一个小的存水装置，保持对容器空气进入。
在H2250Pa(水中是1.0)的压力，阻止氧气因为小的泄漏或通过弯曲管线扩散进入容器。
实验容器的尺寸应满足与测试试样表面积、标准的pH值随时间的漂移等有关的规定的检测体积（见每一种测试方法中的指定极限）。
容器用材与试验环境应是惰性的。
严格的电绝缘材料，在加载状态下不松弛或不流动，应被选为为测试试样加载或产生挠度。
有必要评价电偶对EC抗力的影响，例如，在不锈钢或抗腐蚀合金与一般钢材耦合的情况下。
5、高温/高压条件下试验相比于室温和大气压下的压力测试，高温和压力下的测试含有附加的安全考虑因素。
H 2S在试验过程中可能会被消耗，气体补充及连续的气体鼓泡技术被描述。
H 2S 的损失率和它对实验环境腐蚀性的影响是几个因素的函数，包括实验材料的腐蚀速率、在试验环境中H 2S 的分压。
给出的测量指导方针是在试验中保持要求的H 2S分压，试验证明是合理的。
但是在所有情况下，有必要通过测量H2S在试验溶液或气相中的浓度来保持稳定的试验条件。
这些信息连同试验数据一并出现在试验报告中。
5、高温/高压条件下试验实验设备应由容器和辅助设备组成，设备应具有抗腐蚀性，能承受满足检测条件和合适的安全系数的压力。
容器应具有一个热电偶插孔或其它方式来测量试验溶液温度、气体的进口和出口，一个进口上的浸渍管，以及一个压力测试装置。
出于安全原因，通常情况下，应具有一个爆破片或一个压力释放阀。
如果实验设备用到弹性密封材料，必须通过单独的测试，在试验温度下证明是抗HS的。
25、高温/高压条件下试验方法A －NACE 标准拉伸试验的试验装置示意图5、高温/高压条件下试验方法B-NACE 标准弯曲试验，方法C -NACE 标准C环试验，方法D-NACE标准双悬臂梁试验的试验设备装置示意图6、试验方法A-NACE标准拉伸试验方法A，NACE 标准拉伸试验，在单向拉伸载荷作用下，评价金属材料的抗EC性能。
它提供了一个带有明确应力状态、简单无刻痕测试试样。
用A法评价EC 敏感性通常由时间－失效来决定。
拉伸试样加载到特定的应力水平，就会给出一个失效／没有失效的实验结果。
当在不同的应力水平测试多倍的试样，可获得明显的EC门槛应力。
6、试验方法A-NACE标准拉伸试验拉伸试样的测量部分（见图），直径为6.35±0.13mm(0.250±0.005in.)，长为25.4mm(1.00in.)（见ASTM A370）。
小尺寸测试试样测量部分的尺寸：直径为 3.81±0.05mm(0.150±0.002in.)，长15mm(0.6in.)，是可以接受的。
测试试样的末端应该足够长，以适应试验容器密封和加载应力需要。
6、试验方法A-NACE标准拉伸试验拉伸检测试样的尺寸在环境室中的拉伸检测试样6、试验方法A-NACE标准拉伸试验用于应力腐蚀试验中的许多类型的应力夹具和试验容器在A 法中是可被接受的。
拉伸试验应用不变载荷加载设备或持续载荷加载设备（应力环或弹簧加载）完成加载（见ASTM G 49）。
当用持续加载设备检测敏感材料时，裂纹的诱发和扩展很可能仅仅部分而不是完全通过测试试样。
因此，从持续加载试验的结果决定材料的敏感性，要求眼睛能够观察到部分贯穿裂纹的出现。
如果裂纹很小，并且稀少，或者由于腐蚀产物的沉积变得模糊，都可能造成检查上的困难。
然而，用恒载荷设备试验，将保证敏感性材料完全断裂。
这个结果可清晰地判定材料是敏感材料，而不必依赖于发现部分贯穿裂纹。
6、试验方法A-NACE标准拉伸试验恒载荷（静载）加载装置静载荷实验装置能够采用液压装置保持压力不变，可以用于恒载荷检测。
6、试验方法A-NACE标准拉伸试验持续载荷试验可以通过弹簧加载装置和应力环进行加载。
当夹具或试样松弛时，将导致施加载荷小幅度降低。
7、试验方法B-NACE标准弯曲试验方法B-NACE 弯曲梁检测，提供了一种在含H2S 的低pH 值水溶液条件下，评估碳钢和低合金钢在拉应力作用下抗开裂失效能力的实验方法。
这种方法通过对一系列试样中的每一个试样施加不同的弯曲应力，产生不同的挠度。
接着将施加应力的试样放在测试环境中，判断开裂失效（或者不失效）。
根据在不同的挠度下获得的多个试样的数据，统计基础上计算50％失效概率的临界应力因子SC计算出来表示材料的抗SSC 能力。
7、试验方法B-NACE标准弯曲试验标准弯曲试验试样的尺寸应为宽 4.57±0.13mm （0.180±0.005in），厚1.52±0.13mm（0.060±0.005in），长67.3±1.3mm(2.65±0.05in)（见图）。
一般的，从给定材料上切取12~16个试样来判定材料的敏感性。
标准弯曲测试试样尺寸图7、试验方法B-NACE标准弯曲试验弯曲试样典型应力夹具图用于应力腐蚀试验的很多种类的应力夹具和试验容器对B 法来说是可以接受的。
测试应该使用恒变形夹具，使检测试样三点弯曲。
7、试验方法B-NACE标准弯曲试验失效检查开裂的出现可以用低倍双筒显微镜观察确定。
如果试样仅含有一个或很少的裂纹，试样的形状可能已经发生很大的改变，主要为扭折；这一特点可以用来判断有裂纹的试样。
