МИНИСТЕРСТВО НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
ВНИИСПТнефть

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

МЕТОДИКА
ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОРРОЗИОННОЙ АГРЕССИВНОСТИ
И ОЦЕНКИ СОВМЕСТИМОСТИ
С ИНГИБИТОРАМИ КОРРОЗИИ ХИМРЕАГЕНТОВ,
ПРИМЕНЯЕМЫХ В НЕФТЕДОБЫЧЕ

(РД 39-30-574-81)

1981

Методика предназначена для научно-исследовательских подразделений производственных объединений и предприятий, занимающихся вопросами применения химреагентов в нефтедобыче, разработана в отделе защиты металлов от коррозии ВНИИСПТнефть зав. отделом коррозии к.т.н. Низамовым К.Р., зав. лабораторией Рождественским Ю.Г., с.н.с. Петровым В.В., м.н.с. Лубиной Л.И.

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

Методика определения коррозионной агрессивности и оценки совместимости с ингибиторами коррозии химреагентов, применяемых в нефтедобыче

РД 39-30-574-81

Вводится впервые

Приказом Министерства нефтяной

промышленности от «23» июля 1981 г. № 394

Срок введения установлен с 01.09.81

Срок действия до ________________

Методика предназначена для оценки в лабораторных условиях совместимости ингибиторов коррозии с химреагентами, применяемыми в нефтедобыче. Основным параметром является изменение коррозионной агрессивности среды при добавке химреагентов.

1. ВИДЫ И ЗАДАЧИ ИСПЫТАНИЙ

1.1. Определение коррозионной агрессивности химреагентов производится с целью оценки скорости коррозии оборудования, предназначенного для их транспортировки, хранения и перекачки, а также выявления изменений коррозионной агрессивности среды, обрабатываемой химреагентом. При этом устанавливаются следующие виды испытаний.

1.1.1. Определение скорости коррозии в химреагенте в состоянии его поставки.

1.1.2. Определение скорости коррозии в рабочем растворе химреагента.

1.1.3. Оценка влияния химреагента на коррозионную активность модели сточной воды.

1.1.4. При испытании по п.п. 1.1.1 и 1.1.2 определяется скорость коррозии r по формуле

                                                                                           (1)

где  - потери массы стального образца при испытании в химреагенте или в его рабочем растворе, г;

s - площадь поверхности образца, м²;

t - продолжительность испытания, час.

1.1.5. При испытании по п. 1.1.3 определяется коэффициент влияния (К_р) по формуле

                                                                                                     (2)

где П₂ - потеря массы стального образца в модели сточной воды с добавкой химреагента, г;

П₁ - потеря массы стального образца после испытания в модели сточной воды без добавки химреагента, г.

1.2. Оценка совместимости ингибиторов коррозии и химреагентов осуществляется с целью установления возможности их совместного применения и включает следующие виды испытаний.

1.2.1. Определение физической совместимости ингибиторов коррозии и химреагентов путем смешивания их в виде растворов или в состоянии поставки с последующим наблюдением за изменением цветности, осадкообразованием, газовыделением, пенообразованием, изменением температуры, коагуляцией и т.д.

1.2.2. Определение влияния химреагентов на коррозионную агрессивность модели сточной воды, содержащей оптимальную концентрацию ингибитора коррозии. При этом рассчитывается коэффициент

                                                                                                 (3)

где П_икр - потери массы стального образца в модели сточной воды, содержащей оптимальную концентрацию ингибитора коррозии и добавки химреагентов в концентрациях, рекомендуемых или ожидаемых при практическом применении, г;

П_ик - потери массы стального образца в модели сточной воды, содержащей оптимальную концентрацию ингибитора коррозии, г.

2. ОБОРУДОВАНИЕ, МАТЕРИАЛЫ И РЕАКТИВЫ

2.1. Испытания по п.п. 1.1.3 и 1.2.2 проводят в динамических условиях. Для проведения испытаний используют установку (рис. 1), в комплект которой входят двухгорлый стеклянный сосуд 4, электродвигатель с регулируемым числом оборотов 2, мешалка с магнитным приводом 3 и штатив 1.

Стеклянный сосуд (рис. 2) имеет емкость около 1 литра и состоит из двух цилиндрических камер, сообщающихся сверху и снизу. В камеру с большим диаметром помещается мешалка, в камеру меньшего диаметра - испытуемые образцы.

2.2. Контрольные образцы изготавливаются из холоднокатанной ленты (ГОСТ 503-71) стали марки 08КП (ГОСТ 1050-74) или 3КП (ГОСТ 380-71) в состоянии поставки. Образцы имеют прямоугольную форму и размеры 20´25´0,5 мм. Размеры по длине и ширине выдерживаются с точностью ± 1 мм. Для подвески образцов в них сверлится отверстие диаметром 3 мм. Образец около отверстия маркируется цифровыми клеймами с высотой цифр не более 3,5 мм. Обработка поверхности образцов до и после испытаний производится в соответствии с ОСТ 39-099-79.

2.3. Испытания по п.п. 1.1.1 и 1.1.2 проводят в статических условиях. Для проведения испытаний используют стеклянные цилиндры емкостью 1 л.

2.4. Испытания по п. 1.2.1 проводят в химических термостойких стаканах вместимостью 200 мл.

2.5. Агрессивной средой при испытании по п.п. 1.1.3 и 1.2.2 служат модели кислородсодержащей, или сероводородсодержащей сточной воды. Модель имеет следующий состав, г/л:

Рис. 1. Схема установки для коррозионных испытаний

Рис. 2. Стеклянный сосуд для коррозионных испытаний

Указанные соли растворяют в дистиллированной воде. Объем раствора доводят до 1 л. Моделью кислородсодержащей сточной воды служит приготовленный солевой раствор. Уайт-спирит добавляют перед началом испытаний.

2.6. Модель сероводородсодержащей сточной воды готовят в следующей последовательности.

2.6.1. Приготовленный по п. 2.5 раствор солей помещают в герметичный сосуд с нижним тубусом. Сосуд закрывают пробкой, снабженной двумя стеклянными трубками с отводами, служащими для насыщения раствора и удаления газа.

Освобождение от кислорода осуществляют путем пропускания через раствор азота или гелия в течение 1 часа. Обескислороженный раствор насыщают сероводородом. В случае, если при насыщении модели сточной воды сероводородом до высоких концентраций происходит выпадение осадка, то производят насыщение сероводородом 3 % раствора хлористого натрия. Расчетное количество насыщенного сероводородом раствора хлористого натрия добавляют к модели сточной воды для получения требуемой концентрации сероводорода.

2.6.2. Для получения сероводорода смесь 3-х весовых частей предварительно измельченной серы и 2-х весовых частей волокнистого асбеста перемешивают с пятью частями расплавленного парафина. Из полученной массы готовят шарики диаметром 20 - 25 мм, которые помещают в колбу Кьельдаля в количестве 4 - 5 штук. Колба устанавливается в колбонагреватель. При нагреве шариков до 200 °С в результате реакции выделяется сероводород, которым насыщают модель пластовой воды в емкости до получения концентрации сероводорода 1500 - 2000 мг/л. Избыток сероводорода поглощается в склянках Дренбеля щелочью. Определение концентрации сероводорода в воде осуществляют йодометрическим методом.

2.6.3. Насыщенный сероводородом раствор солей добавляют к обескислороженной, непосредственно в сосуде для коррозионных испытаний, модели пластовой воды в таком количестве, чтобы концентрация сероводорода в объеме смеси составляла 100 ± 10 мг/л.

2.7. Агрессивной средой при испытаниях по п.п. 1.1.1 и 1.1.2 служат химреагенты в состоянии поставки или их рабочие растворы.

2.8. Испытания по п.п. 1.1.3 и 1.2.2 могут проводиться в пробах пластовой или сточной воды. Испытания по п. 2.6 проводят после испытаний в моделях кислородсодержащей или сероводородсодержащей сточной воды.

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ. ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ

3.1. Для проведения испытаний по п.п. 1.1.1 и 1.1.2 в стеклянный цилиндр вместимостью 1 л заливают химреагент или его рабочий раствор в количестве 0,95 л. После этого в цилиндр погружают 3 - 5 контрольных образцов, закрепленных на капроновой леске так, чтобы образцы располагались в средней части цилиндра. По истечении 30 суток образцы извлекают, обрабатывают (см. п.п. 2.2) и определяют скорость коррозии по формуле (1). Оценку коррозионной агрессивности проводят в соответствии с ГОСТ 13819-68.

3.2. Испытания по п. 1.1.3 проводят в следующей последовательности. Стеклянный сосуд установки (рис. 1) заполняют моделью сточной воды таким образом, чтобы уровень жидкости доходил до середины патрубка верхнего перетока. Включают электродвигатель и устанавливают скорость вращения мешалки 650 - 700 об/мин. Добавляют в воду расчетное количество уайт-спирита, после чего на капроновой леске погружают 3 - 4 контрольных образца. Продолжительность опыта при непрерывном движении среды - 6 час. Температура - комнатная, по окончании испытания образцы вынимают, обрабатывают (п. 2.2) и определяют потерю их массы (П₁).

Для определения потери массы в среде с химреагентом (П₂), в сосуд перед погружением образцов добавляют исследуемый химреагент концентрации, ожидаемой или применяемой на практике. Расчеты производят по формуле (2). Результаты испытания оценивают по следующей шкале.

Таблица 1

ШКАЛА ДЛЯ ОЦЕНКИ КОРРОЗИОННОЙ АГРЕССИВНОСТИ ХИМРЕАГЕНТОВ

3.3. При испытании по п. 1.2.1 в химическом термостойком стакане вместимостью 200 мл при постоянном перемешивании производят смешивание растворов ингибитора коррозии и химреагента при одинаковых концентрациях. (Рабочие растворы готовятся в растворителях, рекомендованных техническими условиями на исследуемые вещества). Рекомендуемые концентрации растворов - 1 %, 10 %, 25 %, 50 %, 100 %. Начинать смешивание необходимо с растворов низкой концентрации, приливая раствор химреагента к раствору ингибитора небольшими порциями.

При обнаруживании признаков химической реакции или существенного изменения физических свойств испытания прекращают. Ингибитор и химреагент признаются несовместимыми. В то же время отсутствие признаков химической реакции или изменения физических свойств не дает основания считать ингибитор и химреагент совместимыми.

3.4. Испытание по п. 1.2.2 включает следующие этапы.

3.4.1. Определение потери массы контрольных образцов в модели сточной воды без ингибитора по п. 3.2 (П₁).

3.4.2. Определение потери массы контрольных образцов в модели сточной воды при различных концентрациях ингибитора (); ход определения по п. 3.2. Перед погружением образцов в сосуд добавляется ингибитор коррозии в заданной концентрации.

3.4.3. Расчет степени защиты (Z) при каждой испытанной концентрации ингибитора (С) по формуле:

Степень защиты должна быть более 90 % как минимум при одной из испытанных концентраций.

3.4.4. Построение графика зависимости Z = f(С), согласно ОСТ 39-099-79.

3.4.5. Нахождение по графику Z = f(С) концентрации ингибитора соответствующей степени защиты 90 %.

3.4.6. Определение потери массы контрольных образцов в модели сточной воды, содержащей оптимальную концентрацию ингибитора коррозии и химреагент в концентрации ожидаемой или рекомендуемой при практическом применении (П_икр).

3.4.7. Расчет П_ик по формуле П_ик = 0,1П₁.

3.4.8. Расчет коэффициента К_икр по формуле (3).

3.4.9. Оценка совместимости ингибитора коррозии с химреагентом осуществляется по данным табл. 2.

Таблица 2

ШКАЛА ДЛЯ ОЦЕНКИ СОВМЕСТИМОСТИ ИНГИБИТОРОВ КОРРОЗИИ С ХИМРЕАГЕНТАМИ

Шкала оценки совместимости может быть использована при испытании в различных коррозионных средах.

4. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

4.1. Все работы с химреагентами, а также операции по обработке поверхности контрольных образцов до и после испытаний необходимо проводить в шкафах с вытяжной вентиляцией.

4.2. Помещения, где проводятся работы с химреагентами, должны быть обеспечены противопожарными средствами и общеобменной приточно-вытяжной вентиляцией.

4.3. При работе с химреагентами должны соблюдаться правила техники безопасности, изложенные в специальных инструкциях, ГОСТах, ТУ на исследуемые вещества.

Приложение 1

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ХИМРЕАГЕНТА НА КОРРОЗИОННУЮ АКТИВНОСТЬ МОДЕЛИ СТОЧНОЙ ВОДЫ

При концентрации 50 мг/л Проксанол 186 не увеличивает коррозионной агрессивности модели сточной воды, но и не обладает защитой, т.к. 1,06 > 0,99 > 0,94.

При концентрации 70 кг/л наблюдается незначительный защитный эффект т.к. 0,85 < 0,94.

Приложение 2

ОЦЕНКА СОВМЕСТИМОСТИ ИНГИБИТОРОВ КОРРОЗИИ С ХИМРЕАГЕНТАМИ, ПРИМЕНЯЕМЫМИ В НЕФТЕДОБЫЧЕ

Определение совместимости деэмульгатора Проксанол 186 с ингибиторами коррозии ИКБ-4-В.

Проксанол 186 не совместим с ингибитором коррозии ИКБ-4-В, К_икр > 1,19.

СОДЕРЖАНИЕ