CN106918467A - 一种逐层采集铁基材料腐蚀产物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种逐层采集铁基材料腐蚀产物的方法，该方法为：步骤一：将醋酸纤维素的丙酮溶液反复涂覆在腐蚀产物表面，形成0.5mm～1mm厚的涂覆层，待涂覆层自然固化后，揭下粘结有一层腐蚀产物的涂覆层，置于收集瓶中密封保存；步骤二、重复步骤一，收集粘结有下一层腐蚀产物的涂覆层，直至腐蚀产物逐层被采集完毕。本发明的层状采集方法与SY/T 0546‑1996标准中推荐的采集方法不同之处在于：可实现铁基金属表面腐蚀产物的层状收集，并且不破坏腐蚀产物的腐蚀形貌，也不会破坏块状或片状腐蚀产物的结构，并且实现了金属表面腐蚀产物的有效清理。

Description

一种逐层采集铁基材料腐蚀产物的方法

技术领域

本发明属于铁基材料腐蚀与防护技术领域，具体涉及一种逐层采集铁基材料腐蚀产物的方法。

背景技术

金属腐蚀会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能，尤其对于铁基材料，破坏金属构件的几何形状，增加构件间的磨损，恶化电学和光学等物理性能，缩短设备的使用寿命，甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。据统计，每年由于金属腐蚀造成的钢铁损失约占当年钢产量的10～20％。金属腐蚀事故引起的停产、停电等间接损失就更无法估量。所以，腐蚀问题的研究和评价是提出相应的有效防腐措施的必由之路。石油天然气生产及输送过程中的介质环境十分复杂，其对生产设备、管道等会造成严重的腐蚀。因为各种工艺设备及管道内部介质的差异，其腐蚀类型、机理等各有不同。

腐蚀问题的研究和评价通常需要对所涉及到的腐蚀产物进行收集和分析。通过腐蚀产物分析和鉴别，能够帮助研究人员及工程师们获取有助鉴别的信息：(1)腐蚀破坏和类型；(2)金属或者在合金中受到破坏的金属相；(3)造成腐蚀的环境条件。金属的腐蚀是一个复杂的过程。腐蚀一旦发生，随着腐蚀时间的延长，腐蚀速率及腐蚀产物的类型也在发生变化，甚至腐蚀的机理也会发生变化。因此，腐蚀产物的成分及物相构成等将是分析腐蚀机理的关键。当然，腐蚀在新鲜金属界面发生后，形成的腐蚀产物可能会与腐蚀介质发生反应，导致腐蚀介质的污染，为腐蚀机理的研究产生障碍。另外，石油天然气生产设备放空后，空气中的氧气等也会与腐蚀产物发生反应，严重影响腐蚀产物成分等的分析结果。因此，腐蚀产物的有效采集是研究腐蚀类型、机理甚至提出有效防腐措施的关键。

腐蚀产物涉及的范围大，许多产业公司和一些独立的研究机构颁发了特殊领域中遇到的腐蚀产物的收集和分析方法。如SY/T 0546-1996标准等，规定腐蚀产物采样工具往往是用非金属刮勺、铲子或淬硬的钢铲，然后装在一个广口玻璃瓶或塑料容器内；如果腐蚀生成物是湿的，就用瓷刮勺采样。但是，这种采样方式存在以下缺点：(1)所采集的腐蚀产物是表层和底层腐蚀产物的混合物，不利于金属腐蚀类型的界定；(2)采样工具易于对腐蚀形貌产生损伤；(3)采样过程易于破坏块状或片状腐蚀产物的结构。为此，一种快速、有效的腐蚀产物层状采集方法值得期待。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种逐层采集铁基材料腐蚀产物的方法。该层状采集方法与SY/T 0546-1996标准中推荐的方法不同之处在于：可实现铁基金属表面腐蚀产物的逐层采集，并且不破坏腐蚀产物的腐蚀形貌，也不会破坏块状或片状腐蚀产物的结构，并且实现了金属表面腐蚀产物的有效清理。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种逐层采集铁基材料腐蚀产物的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将醋酸纤维素的丙酮溶液反复涂覆在腐蚀产物表面，形成0.5mm～1mm厚的涂覆层，待涂覆层自然固化后，揭下粘结有一层腐蚀产物的涂覆层，置于收集瓶中密封保存；

步骤二、重复步骤一，收集粘结有下一层腐蚀产物的涂覆层，直至腐蚀产物逐层被采集完毕。

上述的一种逐层采集铁基材料腐蚀产物的方法，其特征在于，步骤一中所述醋酸纤维素的丙酮溶液的配制过程为：将15g～20g絮片状醋酸纤维素逐步加入250mL丙酮中进行搅拌，直至完全溶解，得到醋酸纤维素的丙酮溶液；所述醋酸纤维素中乙酰基质量含量为37％～40％。

上述的一种逐层采集铁基材料腐蚀产物的方法，其特征在于，步骤一中反复涂覆0.5mm～1mm厚的涂覆层的具体过程为：先在腐蚀产物表面涂覆一层醋酸纤维素的丙酮溶液，待10min～15min后，再进行第二层的涂覆，直到涂覆层的厚度达到0.5mm～1mm。

上述的一种逐层采集铁基材料腐蚀产物的方法，其特征在于，步骤一中所述腐蚀产物表面被涂覆醋酸纤维素的丙酮溶液前，先采用毛刷对腐蚀产物表面进行表面清理。

上述的一种逐层采集铁基材料腐蚀产物的方法，其特征在于，步骤一中所述自然固化的时间为2h～3h。

上述的一种逐层采集铁基材料腐蚀产物的方法，其特征在于，步骤一中所述收集瓶为广口玻璃瓶。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明的逐层采集方法与SY/T 0546-1996标准中推荐的采集方法不同之处在于：可实现铁基金属材料表面腐蚀产物的逐层采集，并且不破坏腐蚀产物的腐蚀形貌，也不会破坏块状或片状腐蚀产物的结构，并且实现了金属表面腐蚀产物的有效清理。

2、本发明逐层采集腐蚀产物，有利于研究金属腐蚀过程，并且对腐蚀产物、结构的研究，以及腐蚀机理的研究具有重要的意义，为进一步提高铁基金属的表面防腐研究提供夯实的基础。

3、本发明的逐层采集方法适合铁基材料表面腐蚀产物的层状采集，特别适合石油天然气生产及输送设备和管道内壁疏松性腐蚀产物的采集。

4、本发明采用的醋酸纤维素是指以醋酸作为溶剂，醋酐作为乙酰化剂，在催化剂作用下进行酯化，而得到的一种热塑性树脂，是纤维素分子中羟基用醋酸酯化后得到的一种化学改性的天然高聚物。醋酸纤维素作为多孔膜材料，具有选择性高、透水量大、加工简单等特点。本发明利用醋酸纤维素溶于丙酮的物理特点，将一定比例的醋酸纤维素的丙酮溶液均匀涂覆在腐蚀产物层表面，待固化后揭下粘结着一层腐蚀产物的涂覆层，然后再进行下一层腐蚀产物的收集，直至腐蚀产物被收集干净，来达到腐蚀产物逐层采集的目的。

5、本发明选用絮片状醋酸纤维素以增加其与丙酮的接触面积，同时采用逐步加入的方式以避免醋酸纤维素形成团状悬浮物。同时在大量实验的基础上发现：该醋酸纤维素与丙酮的配比易于形成良好的、粘度合理的溶液，易于均匀涂覆并易于控制涂覆层厚度；本发明中的涂覆工艺就是在该溶液浓度的基础上提出的，并起到良好的作用。

下面通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例1中甲醇精馏塔内壁的腐蚀产物表面图。

图2是本发明实施例1中甲醇精馏塔内壁的腐蚀产物表面涂覆醋酸纤维素的丙酮溶液后的表面图。

图3是本发明实施例1中从甲醇精馏塔内壁的腐蚀产物表面揭下来的粘结有一层腐蚀产物的涂覆层。

图4是本发明实施例1中甲醇精馏塔内壁的腐蚀产物采集完毕后的表面图。

具体实施方式

实施例1

本实施例的甲醇精馏塔内壁的腐蚀产物的层状采集方法包括以下步骤：

步骤一、首先选定甲醇精馏塔内壁的腐蚀产物采集区域，然后利用毛刷对采集区域进行表面清洁；所述甲醇精馏塔内壁的材质为16MnR，清理后的表面(如图1所示)；

步骤二、将步骤一中经表面清理后的醋酸纤维素的丙酮溶液反复涂覆在腐蚀产物采集区域的表面，形成0.8mm厚的涂覆层(如图2所示)，待涂覆层经2.5h自然固化后，揭下粘结有一层腐蚀产物的涂覆层(如图3所示)，最后置于广口玻璃瓶中密封并进行编号保存；广口玻璃瓶

反复涂覆0.8mm厚的涂覆层的具体过程为：采用软毛刷先在腐蚀产物表面涂覆一层醋酸纤维素的丙酮溶液，待12min后，再进行第二层的涂覆，直到涂覆层的厚度达到0.8mm；

步骤三、重复步骤二，收集粘结有下一层腐蚀产物的涂覆层，进行编号，直至腐蚀产物被逐层采集完毕(如图4所示)。

本实施例中，选择广口玻璃瓶作为是因为易于放入涂覆层，并且密封性好，防止涂覆层上的粘结的一层腐蚀产物再次发生氧化，影响后期对腐蚀结果的影响。

本实施例中，所述醋酸纤维素的丙酮溶液的配制过程为：将17.5g絮片状醋酸纤维素逐步加入250mL丙酮中进行搅拌，直至完全溶解，得到醋酸纤维素的丙酮溶液；所述醋酸纤维素中乙酰基质量含量为37％～40％。

本实施例中，将收集在广口玻璃瓶中的粘结有一层腐蚀产物的涂覆层采用丙酮溶解，待涂覆层溶解完成后，腐蚀产物的块体和粉体悬浮或沉淀在广口玻璃瓶中的溶液中，按照玻璃瓶中的编号，逐层分析腐蚀产物，对各个编号玻璃瓶中的腐蚀产物的块体或粉体均进行分析，研究腐蚀产物、腐蚀结构以及腐蚀机理，有利于提高甲醇精馏塔内壁防腐性能。

本实施例中采用的丙酮为化学纯试剂，其质量浓度为98.5％。

本实施例中采用絮片状醋酸纤维素与溶解于丙酮中，增加接触面积，并且采用逐步加入的方式，用于避免醋酸纤维素形成团状悬浮物。

实施例2

本实施例的天然气原料气管线内壁的腐蚀产物的层状采集方法包括以下步骤：

步骤一、首先选定天然气原料气管线内壁的腐蚀产物采集区域，然后采用毛刷对天然气原料气管线内壁的腐蚀产物采集区域进行表面清理；所述天然气原料气管线的材质为20钢；

步骤二、将步骤一中经表面清理后的醋酸纤维素的丙酮溶液反复涂覆在腐蚀产物表面采集区域，形成0.5mm厚的涂覆层，待涂覆层经2h自然固化后，揭下粘结有一层腐蚀产物的涂覆层，置于广口玻璃瓶中密封保存，并进行编号；

反复涂覆0.5mm厚的涂覆层的具体过程为：采用软毛刷先在腐蚀产物表面涂覆一层醋酸纤维素的丙酮溶液，待10min后，再进行第二层的涂覆，直到涂覆层的厚度达到0.5mm；

步骤三、重复步骤二，收集粘结有下一层腐蚀产物的涂覆层，进行编号，直至腐蚀产物逐层被采集完毕。

本实施例中，所述醋酸纤维素的丙酮溶液的配制过程为：将15g絮片状醋酸纤维素逐步加入250mL丙酮中进行搅拌，直至完全溶解，得到醋酸纤维素的丙酮溶液；所述醋酸纤维素中乙酰基质量含量为37％～40％。

本实施例中，将收集在广口玻璃瓶中的粘结有一层腐蚀产物的涂覆层采用丙酮溶解，待涂覆层溶解完成后，腐蚀产物的块体和粉体悬浮或沉淀在广口玻璃瓶中的溶液中，按照玻璃瓶中的编号，逐层分析腐蚀产物，对各个编号玻璃瓶中的腐蚀产物的块体或粉体均进行分析，研究腐蚀产物、腐蚀结构以及腐蚀机理，有利于提高天然气原料气管线内壁防腐性能。

本实施例中采用的丙酮为化学纯试剂，其质量浓度为98.5％。

实施例3

本实施例的油田污水回注井油套管内壁的铁基材料腐蚀产物的层状采集方法包括以下步骤：

步骤一、首先选定油田污水回注井油套管内壁的腐蚀产物采集区域，然后采用毛刷对油田污水回注井油套管的腐蚀产物采集区域进行表面清理；所述油田污水回注井油套管为J55油管；

步骤二、将步骤一中经表面清理后的醋酸纤维素的丙酮溶液反复涂覆在腐蚀产物表面采集区域，形成1mm厚的涂覆层，待涂覆层经3h自然固化后，揭下粘结有一层腐蚀产物的涂覆层，置于广口玻璃瓶中密封保存，并进行编号；

反复涂覆1mm厚的涂覆层的具体过程为：采用软毛刷先在腐蚀产物表面涂覆一层醋酸纤维素的丙酮溶液，待15min后，再进行第二层的涂覆，直到涂覆层的厚度达到1mm；

步骤三、重复步骤二，收集粘结有下一层腐蚀产物的涂覆层，进行编号，直至腐蚀产物逐层被采集完毕。

本实施例中，所述醋酸纤维素的丙酮溶液的配制过程为：将20g絮片状醋酸纤维素逐步加入250mL丙酮中进行搅拌，直至完全溶解，得到醋酸纤维素的丙酮溶液；所述醋酸纤维素中乙酰基质量含量为37％～40％。

本实施例中，将收集在广口玻璃瓶中的粘结有一层腐蚀产物的涂覆层采用丙酮溶解，待涂覆层溶解完成后，腐蚀产物的块体和粉体悬浮或沉淀在广口玻璃瓶中的溶液中，按照玻璃瓶中的编号，逐层分析腐蚀产物，对各个编号玻璃瓶中的腐蚀产物的块体或粉体均进行分析，研究腐蚀产物、腐蚀结构以及腐蚀机理，有利于提高油田污水回注井油套管内壁防腐性能。

本实施例中采用的丙酮为化学纯试剂，其质量浓度为98.5％。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种逐层采集铁基材料腐蚀产物的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将醋酸纤维素的丙酮溶液反复涂覆在铁基材料腐蚀产物表面，形成0.5mm～1mm厚的涂覆层，待涂覆层自然固化后，揭下粘结有一层腐蚀产物的涂覆层，置于收集瓶中密封保存；

步骤二、重复步骤一，收集粘结有下一层腐蚀产物的涂覆层，直至腐蚀产物逐层被采集完毕。

2.根据权利要求1所述的一种逐层采集铁基材料腐蚀产物的方法，其特征在于，步骤一中所述醋酸纤维素的丙酮溶液的配制过程为：将15g～20g絮片状醋酸纤维素逐步加入250mL丙酮中进行搅拌，直至完全溶解；所述醋酸纤维素中乙酰基质量含量为37％～40％。

3.根据权利要求1所述的一种逐层采集铁基材料腐蚀产物的方法，其特征在于，步骤一中反复涂覆0.5mm～1mm厚的涂覆层的具体过程为：先在铁基材料腐蚀产物表面涂覆一层醋酸纤维素的丙酮溶液，待10min～15min后，再进行第二层的涂覆，直到涂覆层的厚度达到0.5mm～1mm。

4.根据权利要求1所述的一种逐层采集铁基材料腐蚀产物的方法，其特征在于，步骤一中所述腐蚀产物表面被涂覆醋酸纤维素的丙酮溶液前，先采用毛刷对腐蚀产物表面进行表面清理。

5.根据权利要求1所述的一种逐层采集铁基材料腐蚀产物的方法，其特征在于，步骤一中所述自然固化的时间为2h～3h。

6.根据权利要求1所述的一种逐层采集铁基材料腐蚀产物的方法，其特征在于，步骤一中所述收集瓶为广口玻璃瓶。