高温高压环境腐蚀电化学研究用参比电极的制备及性能.pdfVIP

高温高压环境腐蚀电化学研究用参比电极的制备及性能 1，2 1 3 任呈强 ，刘道新 ，白真权 （1. 西北工业大学腐蚀与防护研究室，陕西 西安710072 ； 2. 西北工业大学材料学院，陕西 西安710072 ； 3. 中国石油天然气集团公司石油管材研究所，陕西 西安710065 ） ［摘 要］ 对国外引进的高温高压参比电极不稳定性的原因进行了分析，并相应地作了改进：优化氯化工艺；改 善密封结构；采用饱和KCI 电解液，从而制得了性能良好的Ag / AgCI 高温高压参比电极，建立了完善的高温高压电化 学测试体系，解决了长期困扰模拟油气井高温高压环境中腐蚀电化学研究的难题。对比了原位法和离位法高温高压 电化学测试的结果，证实将离位法测试结果用于分析高温高压油气井环境中油管钢的电化学腐蚀行为和机理是不合 适的。 ［关键词］ Ag / AgCI 参比电极；腐蚀；高温高压；电化学；油管钢 ［中图分类号］ 04 - 0035 - 03 TG174. 4 ［文献标识码］ B ［文章编号］ 1001 - 1560 （2004 ） ! 前 言 温高压釜多相环境中进行电化学测试时，总是难以得到令 人满意的结果，如测得的极化曲线总是出现图 1 所示的特 油气井下的高温高压多相流环境和H S ，CO ，CI - 等多 2 2 征。在自腐蚀电位附近较大区域内出现了严重的电流振荡 种腐蚀成分共存，因而油管钢的腐蚀过程十分复杂，采用挂 问题，使交流阻抗等电化学分析难以进行，即电极不能满足 片腐蚀失重和表面产物分析技术研究油管钢的腐蚀行为和 电化学测试的基本要求，必须对其进行技术改进。 机理具有许多局限性。而电化学测试与分析技术具有诸多 独特的优点，因此模拟油气井工况环境的实时在线电化学 测试技术愈来愈受到重视。然而，目前国内尚未很好地解 决高温高压参比电极的制备和使用问题，由此阻碍了该方 面工作的开展。室温使用最广泛的是甘汞电极，当温度大 于60 C 时其性能不稳定。氢电极性能虽稳定，但使用上很 不方便。Ag / AgCI 电极由于具有热稳定性好 使用方便等 优点，在高温高压电化学测试中，被认为是最耐用的参比电 极系统。本研究对引进的 Cortest 的高温高压参比电极在 使用中的不稳定性进行了分析，并对该电极系统进行了改 图1 电极改进前测试的高温高压 进，解决了模拟油气井环境的腐蚀电化学研究中的技术难 环境中的NS0 钢的极化曲线 题，同时探讨了离位法电化学测试结果用于分析油管钢高 #. $ 改 进 温高压环境腐蚀电化学行为和机理的合理性问题。 （1 ）引进型Ag / AgCI 电极不稳定因素分析 首先利用 # 引进型高温高压参比电极的问题及改进 饱和甘汞电极对该电极进行校定，发现电流振荡不是腐蚀 体系的固有属性，而是引进的Ag / AgCI 参比电极稳定性差 #. # 问题分析 的