油气田金属腐蚀电化学测试技术规范(DB61-T 1582-2022).pdf

ICS77.06CCS A 29DB61陕西省地方标准DB 61/T 15822022油气田金属腐蚀电化学测试技术规范Electrochemical test specifications for metal corrosion in oil and gas fields2022-08-24 发布2022-09-24 实施陕西省市场监督管理局发 布DB61/T 15822022I目次前言.II1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.14测试材料.25仪器及装置.26测试步骤.27腐蚀程度判定.38测试数据.39健康、安全及环保要求.3附录 A（资料性）测试数据.4DB61/T 15822022II前言本文件按照GB/T 1.1-2020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由陕西延长石油（集团）有限责任公司提出。本文件由陕西省能源局归口。本文件起草单位：陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院、西安交通大学、西安摩尔石油工程实验室股份有限公司。本文件主要起草人：方晓君、卜晓阳、南蓓蓓、刘立、杨志刚、张永强、迟九蓉、赵国仙、高宁博、李辉、马彬、王娟、吕烁、孙淑娟、马春晓。本文件由陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院负责解释。本文件首次发布。联系信息如下：单位：陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院电话：029-89853910地址：陕西省西安市雁塔区唐延路61号邮编：710065DB61/T 158220221油气田金属腐蚀电化学测试技术规范1范围本文件规定了油气田金属腐蚀电化学测试技术的术语和定义、测试材料、仪器及装置、测试步骤、腐蚀程度判定、测试数据和健康安全环保要求。本文件适用于油气田金属腐蚀电化学测试。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定GB/T 24001 环境管理体系 要求及使用指南GB/T 45001 职业健康安全管理体系 要求及使用指南SY/T 5273 油田采出水处理用缓蚀剂性能指标及评价方法SY/T 6276 石油天然气工业健康、安全与环境管理体系3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1电化学 electrochemistry研究电能和化学能之间的相互转化及转化过程中有关规律的科学。3.2极化曲线 polarization curve表示电流密度与电极电势间关系的曲线。3.3电化学阻抗谱 electrochemical impedance spectroscopy一系列频率的正弦波讯号产生的阻抗频谱。3.4电化学噪声 electrochemical noise电化学动力系统演化过程中,其电学状态参量(如：电极电位、外测电流密度等)的随机非平衡波动现象。DB61/T 1582202224测试材料4.1材料选用油气田现场设备及管线所用金属材料。工作电极宜加工成直径为（15.00.2）mm、高为（40.2）mm 的圆柱体。4.2工作电极处理按照 SY/T 5273 的规定执行。5仪器及装置5.1测试仪器采用多通道电化学工作站。5.2测试装置采用 1L 容积的三电极玻璃电解池，应包含工作电极（待测试金属背面与导线焊接），一个用来测量电极电位的参比电极（采用饱和甘汞电极），一个辅助电极（采用惰性石墨电极），如图 1所示。5.3温度控制采用恒温水浴锅。标引序号说明：1气体导入；2辅助电极；3参比电极；4盐桥；5工作电极。图 1测试装置示意图6测试步骤6.1试验介质为现场采出水或配制溶液，试验介质应在采样或配制后 24h 内使用。6.2检查仪器连线状态，确保主机电源连接、通道线、电极线各电极接头正常。6.3将装配好的工作电极、参比电极及辅助电极安装至三电极玻璃电解池溶液中，并分别与测试系统对应的接线柱相连。6.4将盛有试验介质的电解池放在恒温水浴锅中加热至测试温度并恒温。根据需要向电解池中通入氮气进行除氧，或根据腐蚀环境通入二氧化碳等腐蚀性气体。6.5根据测试需求，选择相应的试验方法。6.5.1启动电化学工作站及操作软件，选择开路电位测试法，测试时间 300s,采样间隔为 0.1s，待体系稳定后测得开路电位V。6.5.2选择电化学噪声测试法，电化学噪声测试设置参数为频率为 5Hz，测试时间为 1000s，采样间隔为 0.2s，待体系稳定后测得噪声电阻Rs。DB61/T 1582202236.5.3选择电化学阻抗谱测试法，电化学阻抗谱测试在开路电位下进行，扫描范围相对于开路电位为-10 mV10 mV，测试频率范围为 0.01 Hz100K Hz；待体系自腐蚀电位稳定后（5min 内波动不超过1mV），进行扫描，测得极化电阻 Rp。6.5.4选择动电位极化曲线测试法，设置动电位极化曲线参数为扫描速率 0.17mV/s，扫描范围相对于开路电位为-150mV150 mV；待体系自腐蚀电位稳定后（5min 内波动不超过 1mV），进行阴极、阳极扫描，测得体系内腐蚀电流密度 Icorr。6.6结束后，拆解并放置好三电极，移走并清洗电解池，关掉水浴锅电源开关。6.7关闭电化学工作站主机电源，关闭计算机，关闭仪器电源（插线板）总开关，关闭稳压器，关闭电源总开关。7腐蚀程度判定7.1使用软件处理极化曲线，通过 Tafel 曲线拟合得到斜率常数a和c，交点所对应的电流密度为腐蚀电流密度 Icorr，所对应的电位为腐蚀电位 Ecorr。腐蚀电流密度 Icorr越大，金属腐蚀程度越大。7.2使用软件处理电化学阻抗谱，根据电化学阻抗特征选择等效电路进行曲线拟合；拟合得电化学动力学参数，根据等效电路串并联关系计算可得极化电阻 Rp；极化电阻 Rp越大，金属腐蚀程度越小。7.3使用软件处理电化学噪声曲线，拟合得电位标准偏差E、电流标准偏差I及噪声电阻 Rs，噪声电阻 Rs越大、金属腐蚀程度越小。8测试数据8.1开路电位测试数据记录参见附录 A 附表 A.1，极化曲线测试数据记录参见附录 A 附表 A.2，电化学阻抗谱测试数据记录参见附录 A 附表 A.3，电化学噪声测试数据记录参见附录 A 附表 A.4。8.2测试数据记录应保留统一的有效数字，数值修约规则按照 GB/T 8170 的规定执行。9健康、安全及环保要求职业健康、人员安全与环境保护应按照GB/T 24001、GB/T 45001和SY/T 6276的规定执行。DB61/T 158220224AA附录A（资料性）测试数据表 A.1开路电位测试数据材料型号试验介质温度T/开路电位E/mV时间：记录人：表 A.2极化曲线测试数据材料型号试验介质温度T/腐蚀电位Ecorr/mV阳极 Tafel 斜率ba/(mV/dec)阴极 Tafel 斜率bc/(mV/dec)腐蚀电流密度Icorr/（A/cm2）时间：记录人：表 A.3电化学阻抗测试数据材料型号试验介质温度T/溶液电阻Rs/（cm2）电荷传递电阻Rt/(cm2)电感阻抗RL/(cm2)极化电阻Rp/（cm2）界面电容Cdl/（Fcm-2）电感L/（Hcm-2）时间：记录人：DB61/T 158220225表 A.4电化学噪声测试数据材料型号试验介质温度T/电位标准偏差E/V电流标准偏差I/A噪声电阻Rn/（cm2）时间：记录人：_