[发明专利]评价油井管用钢耐硫化氢腐蚀性能的电化学测试溶液

说明书

技术领域

本发明属于电化学测试溶液技术领域，尤其涉及一种用于冶金行业评价油井管用钢耐硫化氢腐蚀性能的电化学测试溶液。

背景技术

油井管用钢作为重要的石油勘探用钢，在石油工业用钢的总量中，油井管用钢占40%以上。目前世界油气田中大约1/3含有硫化氢气体，在我国的几大油气田如四川、长庆、中原、华北、塔里木油气田都含有不同程度的硫化氢气体。硫化氢腐蚀往往会在远低于材料本身屈服强度时就突然发生断裂，重大灾难极易发生，造成不可挽回的损失。油井管用钢耐硫化氢腐蚀性能直接影响其使用寿命，因此客观评价油井管用钢的耐硫化氢腐蚀性能就显得尤为重要。耐硫化氢腐蚀性能是油井管用钢的一个重要的使用性能，现已有一系列的常规试验测试方法，主要包括标准拉伸试验、弯梁试验、C型环试验、双悬臂梁试验和电化学测试。标准拉伸试验、弯梁试验、C型环试验和双悬臂梁试验都能较直接的评价油井管用钢的耐硫化氢腐蚀性能，但都存在试验条件苛刻、试验周期长、试样加工精度要求高、试验结果反应的信息量少等缺点。并且硫化氢气体是一种有毒气体，对试验的保障措施和人员的操作要求非常高。电化学测试包括腐蚀电位法、极化法、电化学阻抗法等，是正确和客观评价金属材料耐蚀性能的一种数字化测试技术，它可以测定油井管用钢在电解质溶液中的腐蚀电位、极化电阻或阻抗值，通过这些数据可算得金属的溶解速率，定量、快速地评价油井管用钢的耐硫化氢腐蚀性能。

在耐硫化氢腐蚀性能的电化学测试过程中，电解质溶液腐蚀环境的选择是极为重要的。目前，电化学方法检测所用电解质溶液中含有的硫化氢是FeS和盐酸发生化学反应由启普发生器制备，产生的硫化氢气体通入去离子水至饱和，即得到饱和硫化氢溶液，再用去离子水稀释至各种质量分数，之后采用碘量滴定方法测试硫化氢溶液的浓度。该方法得到的硫化氢溶液掺杂HCl，影响试验测试结果。

综上所述，检测油井管用钢耐硫化氢腐蚀性能的电化学测试技术的关键因素之一是正确选择一种电解质溶液腐蚀环境，该环境可快速地获得稳定的电化学条件，且对不同条件的硫化氢腐蚀环境表现的电化学参数有明显的差异，目前还没有符合上述条件的电解质溶液，即电化学测试溶液。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的电化学测试溶液。该溶液能够快速、安全地测试油井管用钢耐硫化氢腐蚀性能，以解决现有标准拉伸试验、弯梁试验、C型环试验、双悬臂梁试验和慢应变速率拉伸试验试验条件苛刻、试验周期长、试样加工精度要求高、试验结果反应的信息量少等缺点。

本发明是这样实现的，该评价油井管用钢耐硫化氢腐蚀性能的电化学测试溶液，根据反应方程式（1）将不同浓度的硫化物加入氯化物溶液中，溶剂为去离子水，置于封闭的电解池中，通氮气除氧气，加入乙酸反应，并调节溶液pH值，封闭电解池，静置，便形成硫化氢水溶液，也即电化学溶液：

2CH₃COOH+S^2-→2CH₃COO^-+H₂S          （1）。

本发明所述电化学溶液在室温下的pH值为4～6；所述的氯化物包括氯化钠、氯化钾，浓度为0.10~0.85mol/L；所述的硫化物包括硫化钠、硫化钾，浓度为0.003~0.04mol/L；所述的去离子水的电导率≤5μs/cm。

本发明方法简单，操作方便，安全性强；采用本发明能以量化的数值反映出油井管用钢在不同条件硫化氢腐蚀环境中的耐硫化氢腐蚀性能的差异，且检测结果准确；以极化电阻的大小来检测油井管用钢的耐硫化氢腐蚀性能，试验结果分析简单，试验时间短。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步的说明。

本发明实施例按以下步骤配制电化学测试溶液：根据反应方程式（1）将不同浓度的硫化物加入氯化物溶液中，溶剂为去离子水，置于封闭的电解池中，通氮气除氧气20min，加入乙酸反应，并调节溶液pH值，封闭电解池，静置15min。

本发明实施例的具体数据见表1，实施例的试验结果见表2。

表1 本发明实施例数据

表2 本发明实施例试验结果