專利名稱：混-分原油腐蝕性測試法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測試領(lǐng)域，特別涉及一種混-分原油腐蝕性測試法。
背景技術(shù)：
在原油開采與輸送過程中，最容易產(chǎn)生安全問題，也最容易導致停產(chǎn)損失的是腐蝕問題，因此原油腐蝕性分析非常重要。腐蝕是管道的慢性病，無論是站內(nèi)支線還是長輸干線，都無時無刻不在受到原油腐蝕的威脅。導致原油輸送管線腐蝕的因素較多，包括管線材質(zhì)、原油介質(zhì)和環(huán)境影響。影響管線材質(zhì)的因素主要是管線的成分和加工工藝過程。而原油介質(zhì)則是導致管線腐蝕的根本原因。原油中含有的鹽、硫化氫等腐蝕介質(zhì)會與原油中的水相結(jié)合與管線相互作用，導致管線發(fā)生腐蝕破壞。環(huán)境影響主要包括溫度、壓力等。如前所述，原油中的腐蝕性物質(zhì)大多易溶于水，在水的作用下造成管線腐蝕。尤其，在管輸管線建設(shè)過程中由于地勢的變化，很容易產(chǎn)生高程差，或者U形低位點，這些由高程差導致的低位點，在長年的輸油過程中容易產(chǎn)生積水，這也是困擾管線腐蝕防護的重要因素。通常采用的測試原油腐蝕性的方法是直接采用原油進行模擬試驗的方法和配制地層水模擬溶液腐蝕的方法。首先，直接采用原油進行模擬腐蝕研究，其缺點在于時間周期過長，在實際應(yīng)用過程中存在一定的難點，尤其在設(shè)計施工過程中，要求在較短時間內(nèi)完成 評價時存在難點。事實上，直接測試原油腐蝕性很難，導致這一問題出現(xiàn)的原因在于原油腐蝕介質(zhì)的復雜性，而采用模擬溶液的方法進行測試誤差又相對較大；其次，采用地層水進行模擬腐蝕研究也同樣存在缺點，因為地層水在開采過程中會受到較多因素的干擾，包括開采、收集、存儲、分析等都可能帶來誤差，最終再采用其分析結(jié)果進行模擬地層水測試，結(jié)果誤差就更大。由于結(jié)果偏差較大，很容易導致實際選材以及選用防護手段時出現(xiàn)誤判，當原油輸送管線經(jīng)過一定年限在還未達到使用壽命時，經(jīng)常發(fā)生各種各樣的事故，如刺漏等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可以在較短的時間周期內(nèi)測試出原油的腐蝕性，能恰當準確地反映出當前運輸原油的腐蝕性，能突出反應(yīng)管道內(nèi)部積水對管道腐蝕的影響的混-分原油腐蝕性測試法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種混-分原油腐蝕性測試法包括油水混合樣品制備；腐蝕性介質(zhì)獲取與分離；腐蝕測試和腐蝕數(shù)據(jù)處理與分析。進一步地，所述制備油水混合樣品包括對第一容器進行清洗并干燥；制樣前，對第一容器進行除氧處理，除氧結(jié)束后迅速密封所述第一容器；向所述第一容器中注入去離子水；注去離子水操作完成后采用高純氮氣，對所述去離子水進行除氧處理操作，時間30-60分鐘；
并在除氧結(jié)束后將原油注入至所述第一容器中與去離子水混合。進一步地，所述對第一容器進行清洗是采用分析純丙酮或無水乙醇對容器進行清洗。進一步地，所述原油與去離子水比例為I : I 5 : I計算得到，油水混合物總體積小于所述第一容器容積，大于所述第一容器容積的2/3。進一步地，所述除氧處理采用的氣體為99. 99%高純氮氣；所述對去離子水進行除氧處理的時間為30-60分鐘。進一步地，所述腐蝕性介質(zhì)獲取與分離包括采用機械或手搖的方式將原油與去離子水充分混合；混合結(jié)束后，將油水混合物靜置分離；采用高純氮氣通過空氣壓力的方式將瓶下方的沉積溶液排出，排入經(jīng)過除氧操作的潔凈的第二容器中，采用液體排氣體的 方法防止空氣中的氧氣進入腐蝕溶液中。進一步地，所述將原油與去離子水充分混合的時間為10 60分鐘。進一步地，所述靜置分離的溫度為20 60°C，時間為2 24小時。進一步地，所述腐蝕測試和腐蝕數(shù)據(jù)處理與分析包括采用99. 99%高純氮氣對第二容器中分離出的腐蝕溶液上方空間再次進行除氧操作，時間為10 20分鐘；測試金屬腐蝕樣品尺寸及重量并記錄；將金屬腐蝕樣品浸入所述腐蝕溶液中，并記錄時間；腐蝕后將樣品取出并采用分析純石油醚、丙酮或無水乙醇進行清洗；采用除膜劑進行腐蝕產(chǎn)物清除，并再采用無水乙醇清洗后，再次稱重；根據(jù)均勻腐蝕標準公式計算樣品的平均腐蝕速率。進一步地，所述測試金屬腐蝕樣品尺寸及重量并記錄包括將管材樣品打磨至800-1200#砂紙，每組平行樣品3個，采用無水乙醇清洗，冷風吹干，采用萬分天平稱重并記錄，采用千分尺測量尺寸并記錄。本發(fā)明提供的混-分原油腐蝕性測試法與采用純原油測試相比，節(jié)約大量時間，試驗準確性提高；與采用地層水腐蝕試驗相比更具有實時性，能準確反應(yīng)出長輸管道中正在運行原油對管道的腐蝕性。


圖I為本發(fā)明實施例提供的混-分原油腐蝕性測試法所用容器示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的向廣口瓶中注入去離子水示意圖；圖3為采用高純氮氣對去離子水進行除氧操作示意圖；圖4為向廣口瓶中注入待測原油樣品不意圖；圖5為向廣口瓶上方空間注入氮氣采用高純氮氣增壓法提取腐蝕介質(zhì)示意圖。
具體實施例方式通常在常溫條件下原油本身對金屬材料腐蝕性非常小，幾乎可以忽略。但是原油中含有一定量的礦物雜質(zhì)和鹽類物質(zhì)等，這些物質(zhì)在水的作用下會與金屬材料發(fā)生化學、電化學反應(yīng)，造成金屬管道的腐蝕。原油中的鹽類物質(zhì)容易向水中溶解形成電解質(zhì)溶液，原油的腐蝕性取決于原油中可溶解的腐蝕性成分的含量，包括溶解于水的鹽類物質(zhì)和氣相成分。在原油輸送過程中，如果管道存在內(nèi)部積水區(qū)域，這些可溶解的物質(zhì)就會溶解在沉積水中，與管材發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象。對于一種原油來說，當沉積水的量確定以后，各種腐蝕成分在水中的溶解能力是有限的。當增大原油與水的比例以后，會獲得與原油中水分相似的腐蝕性溶液。本發(fā)明提供的混-分原油腐蝕性測試方法做到以下幾點I、測試中所用的溶劑必須是去離子水，保證溶劑中無離子干擾測試結(jié)果。2、測試之前去離子水必須采用高純氮氣進行充分除氧操作，避免去離子水中的溶解氧對測試結(jié)果產(chǎn)生影響。3、測試中原油與經(jīng)前兩步操作處理后的溶劑的比例必須達到說明書中指定的比 例(即原油與去離子水比例為I : I 5 I)，保證形成的溶液接近工況下的沉積水，并能最大限度將原油中可溶解腐蝕性成分溶入溶劑中。4、原油與水必須進行充分混合，保證原油中腐蝕成分盡可能在操作條件下溶入溶劑中。5、測試過程中要采用高純氮氣保證腐蝕體系盡量小地受到空氣環(huán)境中氧氣的干擾。以上技術(shù)方案中所要最終達到的目標是保證與測試管材樣品的發(fā)生腐蝕反應(yīng)的幾乎全部物質(zhì)來自于容器、原油和去離子水構(gòu)成的腐蝕系統(tǒng)，而不是外界環(huán)境。本發(fā)明實施例提供的混-分原油腐蝕性測試方法，其步驟包括步驟10、制備油水混合樣品。步驟20、腐蝕性介質(zhì)獲取與分離。步驟30、腐蝕測試和腐蝕數(shù)據(jù)處理與分析。其中，步驟10制備油水混合樣品包括容器采用大于I升 5升的帶橡膠塞，橡膠塞上帶進導管I、出導管2的廣口瓶(如圖I所示，該廣口瓶便于進行試驗的除氣操作與腐蝕介質(zhì)在不同容器間的傳輸)，并用分析純丙酮或無水乙醇對廣口瓶進行清洗，清洗結(jié)束并待其干燥后方可用于取樣；制樣前向廣口瓶內(nèi)通入99. 99%高純氮氣除去廣口瓶內(nèi)的氧氣，時間以通入氮氣的量大于廣口瓶容積為宜，除氧氣結(jié)束后將廣口瓶密封；從進導管I向廣口瓶中注入去離子水(如圖2所示)；注水完成后，原油與去離子水比例為I : I 5 I,油水混合物總體積小于廣口瓶容積,大于廣口瓶容積的2/3。注水完成后，從進導管I向廣口瓶通入采用99. 99%高純氮氣，對去離子水進行除氧操作(如圖3所示，該除氧操作是避免去離子水中溶解氧氣對實驗結(jié)果的影響)，時間30-60分鐘(例如，可是30分鐘、40分鐘、50分鐘、60分鐘)；完成除氧后采用增壓的方法將通過出導管2向原油注入去離子水中(如圖4所示)。其中，步驟20、腐蝕性介質(zhì)獲取與分離包括采用機械或手搖的方式將原油與去離子水充分混合，時間范圍為10 60分鐘(例如，可是30分鐘、40分鐘、50分鐘);混合結(jié)束后，將油水混合物放置在指定溫度范圍20 60°C內(nèi)靜置分離，時間為2 24小時(例如，可是5、10、18小時)；參見圖5，通過出導管2向廣口瓶通入采用99. 99%高純氮氣，通過空氣壓力的方法增加廣口瓶油水上方空間中空氣壓力，并采用進導管I將廣口瓶底部分離出來的腐蝕溶液排出，排入經(jīng)過除氧操作的潔凈的另一個廣口瓶中(如圖5所示，通過進導管I排入到該廣口瓶中)。采用液體排氣體的方法防止空氣中的氧氣進入腐蝕溶液中，排出腐蝕溶液時，油水界面必須在高于排出管口時停止。步驟30、腐蝕測試和腐蝕數(shù)據(jù)處理與分析，采用99. 99%高純氮氣對分離出的腐蝕溶液上方空間再次進行除氧操作，時間為10 20分鐘；戴醫(yī)用橡膠手套，將管材樣品(金屬腐蝕試樣)打磨至800-1200#砂紙，每組平行樣品3個，采用無水乙醇清洗，冷風吹干，采用萬分天平稱重并記錄試樣腐蝕前重W1，采用千分尺測量尺寸并記錄。隨后將管材樣品固定懸掛在橡膠塞上，通過快速更換橡膠塞 的方法將試樣浸入腐蝕溶液中，每組樣品須平行試樣3 5個，記錄時間t ;腐蝕試驗結(jié)束后，將樣品取出并采用分析純石油醚、丙酮或無水乙醇進行清洗；采用除膜劑進行腐蝕產(chǎn)物清除，隨后采用萬分天平稱重并記錄試樣腐蝕試驗后W2。最后按均勻腐蝕標準公式計算樣品的平均腐蝕速率，通過管材樣品的平均腐
蝕速率表征原油腐蝕性。均勻腐蝕速率R =-Τ,~— x365(mm/a) ，R是腐蝕速率；
pAt
Wl是試樣腐蝕前重；W2是試樣腐蝕試驗后，除膜后重；P是密度；A是試樣表面積。此處列舉一操作實例講述本發(fā)明具體實施方式
。國內(nèi)某原油管道發(fā)生了腐蝕，對在運行原油進行取樣測試，結(jié)果腐蝕速率低于O. 006mm/a,根據(jù)相關(guān)標準，這一腐蝕速率在輕度腐蝕范圍內(nèi)，根本不會導致管道的安全問題。采用本發(fā)明實施例提出的混-分原油腐蝕性測試法進行測試，測試結(jié)果如下當原油與去離子水比例在I : I至5 : I范圍內(nèi)變化時，腐蝕速率在O. 045mm/a至O. 055mm/a之間，實測結(jié)果減去去離子水本身的腐蝕結(jié)果Corrosion Rate (實際腐蝕速率)=0. 055mm/a-0. 050mm/a=0. 005mm/a。這一結(jié)果與純原油測試結(jié)果幾乎相同。根據(jù)NACE RP 0775標準劃分，屬于輕度腐蝕，非常接近實際管線的腐蝕速率，對管線的腐蝕情況進行了良好的實驗室數(shù)據(jù)驗證。以上事例更好地反應(yīng)出了混-分原油腐蝕性測試法測試結(jié)果的準確性。本發(fā)明所涉及的混-分原油腐蝕性測試法與采用純原油測試相比，節(jié)約大量時間，試驗準確性提高；與采用地層水腐蝕試驗相比更具有實時性，能準確反應(yīng)出長輸管道中正在運行原油對管道的腐蝕性。這是混-分原油腐蝕性測試法的優(yōu)點。采用混-分原油腐蝕性測試法完成集輸管道中原油腐蝕性測試試驗成本較低，無論從技術(shù)流程和試驗所用設(shè)備上看，都會節(jié)約大量的費用，直接造成成本下降。采用混-分原油腐蝕性測試法更科學，從前面技術(shù)方案中可以看出來，混-分原油腐蝕性測試法避免了在其它方法實施過程中除氧操作環(huán)節(jié)可能對原油中腐蝕氣體的影響，直接導致結(jié)果偏低，因為原油中腐蝕氣體的存在也是影響原油腐蝕性的重要因素，因此，試驗方法的設(shè)計更加科學，更具有推廣價值，結(jié)果更準確。最后所應(yīng)說明的是，以上具體實施方式
僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1.ー種混-分原油腐蝕性測試方法，其特征在于，包括 制備油水混合樣品； 腐蝕性介質(zhì)獲取與分離； 腐蝕測試和腐蝕數(shù)據(jù)處理與分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述制備油水混合樣品包括 對第一容器進行清洗并干燥； 制樣前，對第一容器進行除氧處理，除氧結(jié)束后迅速密封所述第一容器； 向所述第一容器中注入去離子水； 注去離子水操作完成后采用高純氮氣，對所述去離子水進行除氧處理操作，時間30-60分鐘； 并在除氧結(jié)束后將原油注入至所述第一容器中與去離子水混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在干，所述對第一容器進行清洗是采用分析純丙酮或無水こ醇對容器進行清洗。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述原油與去離子水比例為I: I 5 I計算得到，油水混合物總體積小于所述第一容器容積，大于所述第一容器容積的2/3。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述除氧處理采用的氣體為99.99%高純氮氣；所述對去離子水進行除氧處理的時間為30-60分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述腐蝕性介質(zhì)獲取與分離包括 采用機械或手搖的方式將原油與去離子水充分混合； 混合結(jié)束后，將油水混合物靜置分離； 采用高純氮氣通過空氣壓カ的方式將瓶下方的沉積溶液排出，排入經(jīng)過除氧操作的潔凈的第二容器中，采用液體排氣體的方法防止空氣中的氧氣進入腐蝕溶液中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述將原油與去離子水充分混合的時間為10 60分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述靜置分離的溫度為20 60°C，時間為2 24小時。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在干，所述腐蝕測試和腐蝕數(shù)據(jù)處理與分析包括 采用99. 99%高純氮氣對第二容器中分離出的腐蝕溶液上方空間再次進行除氧操作，時間為10 20分鐘； 測試金屬腐蝕樣品尺寸及重量并記錄； 將金屬腐蝕樣品浸入所述腐蝕溶液中，并記錄時間； 腐蝕后將樣品取出并采用分析純石油醚、丙酮或無水こ醇進行清洗； 采用除膜劑進行腐蝕產(chǎn)物清除，并再采用無水こ醇清洗后，再次稱重； 根據(jù)均勻腐蝕標準公式計算樣品的平均腐蝕速率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述測試金屬腐蝕樣品尺寸及重量并記錄包括 將管材樣品打磨至800-1200#砂紙，每組平行樣品3個，采用無水こ醇清洗，冷風吹干，采用萬分天平稱重并記錄，采用千分尺測量尺寸并記錄。
全文摘要
本發(fā)明公開一種混-分原油腐蝕性測試法，其包括油水混合樣品制備；腐蝕性介質(zhì)獲取與分離；腐蝕測試和腐蝕數(shù)據(jù)處理與分析。該原油腐蝕性測試方法可廣泛應(yīng)用于油田公司下屬集輸管線、管道管理公司下屬原油集輸管線內(nèi)在運行原油的腐蝕性評價?；?分原油腐蝕性測試法還可用于作為集輸管線選材評價、焊縫金屬性能評價、緩蝕劑性能評價的基礎(chǔ)試驗方法。
文檔編號G01N33/28GK102654497SQ20121003174
公開日2012年9月5日 申請日期2012年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月13日
發(fā)明者徐秀清, 楊鋒平, 王強, 白真權(quán), 羅金恒, 苗健, 趙新偉 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油天然氣集團公司管材研究所