石墨烯改性抗H2S酸性介质高效防腐涂层技术的研究与应用
2021-08-25王磊丁超康绍炜崔灿灿韩忠智石家烽郭晓军
电镀与涂饰 2021年14期
王磊,丁超,康绍炜,崔灿灿,韩忠智,石家烽,郭晓军
(中国石油集团工程技术研究有限公司,天津 300451)
地层中H2S、CO2等酸性气体作为溶解气存在于原油或地质水中[1],这种含H2S、CO2的酸性油气田主要集中于塔里木盆地、四川盆地、渤海湾盆地、鄂尔多斯盆地等地区。酸性气体的存在对油气钻采设备、炼化装置产生严重的腐蚀[2]。一方面,腐蚀将直接导致设备报废、停产;另一方面,严重的腐蚀将导致H2S等气体泄漏,引发火灾等安全事故,影响油气田、炼化企业的生产安全。
防腐涂料具有高效、经济、可靠、便捷的优点,作为防护材料在油气田、炼化装置中得到广泛应用。环氧防腐蚀涂层具有附着力良好、耐盐雾性能优异等特点,其耐酸、碱、盐等多种介质的性能优异,在石油石化行业应用广泛[1-3]。但当工作介质中存在较强酸性介质时,环氧涂层将发生严重的防腐失效。普通环氧涂层对温度、压力范围敏感,其失效速率在H2S与CO2共存的情况下与温度成正比,且存在一旦出现起泡情况就会加剧涂层的整体失效[4]。耐酸防腐蚀涂料不仅具有较强的耐酸防腐性能,而且其物理化学性能均优于环氧涂料[5-10]。石墨烯[11]作为一种新型功能材料,由于具有单层片状碳纳米结构,因此表现出优异的化学稳定性、高导电性、非凡的机械性能和防腐性能[12-13]。
针对酸性油气田特殊的腐蚀环境和高压输送条件,本文通过对抗H2S酸性介质防腐蚀涂层配套技术的研究,制备出具有高效耐酸性油气性能的内防腐蚀涂料,同时添加石墨烯有效改善了耐酸涂料的防腐蚀性能,通过对涂层的物理化学性能及在不同油气田、炼化装置中防护效果的测试,提出了在H2S、CO2及强酸等酸性恶劣环境下抗腐蚀的方案。……
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