Введение к работе
Актуальность темы.
Коррозионная агрессивность эксплуатационных сред в нефтегазодобывающей промышленности чрезвычайно высока, что в значительной степени связано с присутствием в них агрессивных газов (H2S, CO2, O2). В связи с этим в настоящее время на нефтегазовых месторождениях большое внимание уделяется проблеме продления срока службы технологического оборудования скважин посредством применения ингибиторов, что является наиболее распространенным и оправданным с экономической точки зрения методом антикоррозионной защиты промыслового оборудования и трубопроводов.
Однако на российском рынке в основном представлены продукты зарубежных компаний. Поэтому разработка, изучение и внедрение универсальных ингибиторов отечественного производства, замедляющих сероводородную, углекислотную, микробиологическую коррозию и наводороживание конструкционных материалов, продолжает оставаться актуальной задачей. Одним из перспективных путей поиска таких ингибиторов является создание композиций веществ, обладающих ингибирующими свойствами в индивидуальном состоянии, с целью взаимного усиления защитных свойств и, таким образом, повышения эффективности противокоррозионной защиты.
Работа проведена в рамках реализации проектов Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» №14.740.11.1186 (2011-2012 г.), № 14.132.21.1467 (2012-2013 г.) и поддержана программой «УМНИК» Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере.
Цель работы.
Комплексное исследование эффективности композиций серии «ИНКОРГАЗ» как универсальных ингибиторов для защиты углеродистой стали от сероводородной, углекислотной, микробиологической коррозии и наводороживания.
Задачи работы.
-
Определить значения скоростей коррозии углеродистой стали Ст3 и защитных эффектов ингибиторов серии «ИНКОРГАЗ» в сероводородно-углекислотных средах в зависимости от концентрации ингибитора, продолжительности эксперимента, присутствия углеводородной фазы и гидродинамических условий.
-
Оценить парциальные вклады пленки продуктов коррозии и исследуемых замедлителей в общий процесс торможения сероводородной и углекислотной коррозии.
-
Исследовать действие композиций серии «ИНКОРГАЗ» на кинетику электродных реакций на стали, протекающих в сероводородно-углекислотных средах.
-
Изучить закономерности коррозионного процесса в указанных средах и адсорбционные характеристики ингибиторов методом спектроскопии электрохимического импеданса.
-
Исследовать воздействие продуктов серии «ИНКОРГАЗ» на процесс наводороживания углеродистой стали в сероводородно-углекислотных средах и сохранение ею механических характеристик.
-
Оценить бактерицидное действие изученных составов и их влияние на кинетику электродных реакций и диффузию водорода в сталь в присутствии сульфатредуцирующих бактерий.
Научная новизна.
-
Впервые получены и интерпретированы экспериментальные результаты по эффективности ингибиторной защиты стали Ст3 рядом композиций серии «ИНКОРГАЗ» в условиях сероводородной и углекислотной коррозии.
-
Проведена оценка индивидуальных вкладов компонентов системы «пленка продуктов коррозии/ингибитор серии «ИНКОРГАЗ» в общий защитный эффект в сероводородсодержащих, углекислотных и комбинированных средах.
-
Исследовано влияние составов ИНКОРГАЗ-21Т-А и ИНКОРГАЗ-21Т-Б на кинетику парциальных электродных реакций, протекающих на углеродистой стали в указанных выше условиях.
-
Методом импедансной спектроскопии изучены закономерности протекания коррозионного процесса в исследуемых средах в зависимости от продолжительности эксперимента и концентрации ингибитора и определены адсорбционные характеристики составов марки «ИНКОРГАЗ».
-
Изучено влияние продуктов ИНКОРГАЗ-21Т-А и ИНКОРГАЗ-21Т-Б на наводороживание стали и сохранение ею механических характеристик в присутствии сероводорода и/или углекислого газа.
-
Комплексно изучено бактерицидное действие композиций «ИНКОРГАЗ» по отношению к культуре СРБ (род Desulfomicrobium).
Практическая значимость.
Экспериментальные результаты, полученные в ходе данной работы, могут быть использованы специалистами нефте- и газодобывающих компаний для организации ингибиторной защиты оборудования нефтегазового комплекса от сероводородной, углекислотной и микробиологической коррозии.
Положения, выносимые на защиту.
-
Экспериментально полученные данные по скоростям коррозии и защитным эффектам композиций «ИНКОРГАЗ» в сероводородно-углекислотных средах в зависимости от их концентрации, продолжительности эксперимента, присутствия углеводородной фазы и гидродинамических условий.
-
Результаты экспериментального определения индивидуальных вкладов пленки продуктов коррозии и исследуемых замедлителей в общий процесс торможения сероводородной и углекислотной коррозии.
-
Экспериментальные результаты, характеризующие особенности влияния составов ИНКОРГАЗ-21Т-А и ИНКОРГАЗ-21Т-Б на кинетику парциальных электродных реакций на стали в исследуемых средах.
-
Полученные методом импедансной спектроскопии данные, характеризующие отдельные стадии коррозионного процесса, в зависимости от времени и концентрации замедлителей, а также адсорбционные характеристики последних.
-
Экспериментальные данные по влиянию продуктов серии «ИНКОРГАЗ» на процесс наводороживания углеродистой стали и сохранение ее механических характеристик в сероводородно-углекислотных средах.
-
Результаты исследования бактерицидного действия композиций ИНКОРГАЗ-21Т-А и ИНКОРГАЗ-21Т-Б.
Апробация работы.
Основные результаты диссертационной работы докладывались на Международной научной конференции памяти Г.В. Акимова «Фундаментальные аспекты коррозионного материаловедения и защиты металлов от коррозии» (Москва, 2011), Международной конференции EUROCORR-2012 (Стамбул, 2012), V Международной научно-практической конференции «Современные проблемы контроля качества природной и техногенной сред» (Тамбов, 2012), IV Всероссийской конференции «ФАГРАН-2012» (Воронеж, 2012).
Публикации.
Материалы диссертации опубликованы в 11 статьях, из которых 9 в журналах, рекомендованных ВАК, и 4 тезисах докладов на Всероссийских и Международных конференциях.
Структура и объем диссертации.
Диссертация включает введение, шесть глав, обобщающие выводы, список цитируемой литературы из 150 работ отечественных и зарубежных авторов. Работа изложена на 150 страницах машинописного текста, содержит 48 рисунков и 52 таблицы.
