工程科学学报.第42卷，第2期：225-232.2020年2月 Chinese Journal of Engineering,Vol.42,No.2:225-232,February 2020 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.01.11.001;http://cje.ustb.edu.cn 油水两相界面处缓蚀剂的作用效果及机理 贾巧燕”，王贝少，王 赟)，孟凡娟，王清》，张雷)姚海元2， 路民旭”，李清平) 1)北京科技大学新材料技术研究院，北京1000832)中海油研究总院.北京100028 ☒通信作者，E-mail:hanglei@ustb.edu.cn 摘要利用旋转圆柱电极，结合电化学方法（电化学交流阻抗、极化曲线）、激光扫描共聚焦显微镜、扫描电子显微镜和紫 外，可见分光光度法研究了流动工况下油水分层介质中缓蚀剂在油水两相界面处的作用效果及机理.结果表明.该工况下， 100gL!十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐缓蚀剂对碳钢在油水两相分层介质中的水区具有良好的缓蚀效果，缓蚀效率高达 99%.但在油水两相界面区域，由于油相的大量存在，导致缓蚀剂的有效质量分数降为混合前的31%，缓蚀效率仅为83%.缓 蚀效果较差，碳钢腐蚀未得到有效抑制，甚至出现了沟槽腐蚀.因此，在油区试样腐蚀轻微，并且缓蚀剂的加入有效抑制了水 区X65钢的腐蚀. 关键词碳钢：旋转圆柱电极：CO,腐蚀：油水界面：缓蚀剂 分类号TG172.9 Inhibition effect and mechanism of corrosion inhibitor at oil-water interface region JIA Qiao-yan,WANG Bei,WANG Yun,MENG Fan-juan,WANG Qing?),ZHANG Lei,YAO Hai-yuan,LU Min-xu,LI Qing- ping? 1)Institute for Advanced Materials and Technology,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)China National Offshore Oil Corporation Research Institute,Beijing 100028.China Corresponding author,E-mail:zhanglei@ustb.edu.cn ABSTRACT With the development of offshore oil and gas fields,the oil-water two-phase mixing flow-transmission technology has been widely used in subsea pipelines.The high water cut and multiphase flow regime induce harsh and complex corrosion conditions, hence,mild steels combined with corrosion inhibitors are used in the construction of offshore pipelines for corrosion control.However, corrosion failure cases show that severe localized corrosion constantly occurs at the oil-water interface in oil-water mixed transmission pipelines,and the understanding of the mechanism and inhibition effect of corrosion inhibitors is limited.Moreover,laboratory studies on CO corrosion problems in oil-water mixed transmission pipelines usually consider only pure-water systems to simulate the corrosive environment.These studies seldom regard the effect of the oil phase on the corrosion process even though the actual production and transportation of fluids often involves multiphase mixed media.The oil phase is one of the important factors that affect corrosion behavior.Studies on the impact of the oil phase on the inhibition effect of corrosion inhibitor are still relatively lacking.Further studies on the inhibition effect of corrosion inhibitor in oily corrosive environments of oil-water mixed transmission pipelines are needed.In this study,the inhibition effect and mechanism of a corrosion inhibitor at the oil-water two-phase interface under flow conditions were investigated using the rotating cylindrical electrode (RCE)technique combined with electrochemical methods (electrochemical impedance spectroscopy and polarization curve analysis),laser scanning confocal microscopy,scanning electron microscopy,and UV- 收稿日期：2019-01-11 基金项目：国家科技重大专项资助项目(2016ZX05028-004)油水两相界面处缓蚀剂的作用效果及机理 贾巧燕1)，王    贝1)，王    赟1)，孟凡娟1)，王    清2)，张    雷1) 苣，姚海元2)， 路民旭1)，李清平2) 1) 北京科技大学新材料技术研究院，北京 100083    2) 中海油研究总院，北京 100028 苣通信作者，E-mail：zhanglei@ustb.edu.cn 摘    要    利用旋转圆柱电极，结合电化学方法（电化学交流阻抗、极化曲线）、激光扫描共聚焦显微镜、扫描电子显微镜和紫 外-可见分光光度法研究了流动工况下油水分层介质中缓蚀剂在油水两相界面处的作用效果及机理. 结果表明，该工况下， 100 mg·L−1 十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐缓蚀剂对碳钢在油水两相分层介质中的水区具有良好的缓蚀效果，缓蚀效率高达 99%，但在油水两相界面区域，由于油相的大量存在，导致缓蚀剂的有效质量分数降为混合前的 31%，缓蚀效率仅为 83%，缓 蚀效果较差，碳钢腐蚀未得到有效抑制，甚至出现了沟槽腐蚀. 因此，在油区试样腐蚀轻微，并且缓蚀剂的加入有效抑制了水 区 X65 钢的腐蚀. 关键词    碳钢；旋转圆柱电极；CO2 腐蚀；油水界面；缓蚀剂 分类号    TG172.9 Inhibition effect and mechanism of corrosion inhibitor at oil-water interface region JIA Qiao-yan1) ，WANG Bei1) ，WANG Yun1) ，MENG Fan-juan1) ，WANG Qing2) ，ZHANG Lei1) 苣 ，YAO Hai-yuan2) ，LU Min-xu1) ，LI Qing￾ping2) 1) Institute for Advanced Materials and Technology, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 2) China National Offshore Oil Corporation Research Institute, Beijing 100028, China 苣 Corresponding author, E-mail: zhanglei@ustb.edu.cn ABSTRACT    With the development of offshore oil and gas fields, the oil–water two-phase mixing flow-transmission technology has been widely used in subsea pipelines. The high water cut and multiphase flow regime induce harsh and complex corrosion conditions; hence, mild steels combined with corrosion inhibitors are used in the construction of offshore pipelines for corrosion control. However, corrosion failure cases show that severe localized corrosion constantly occurs at the oil–water interface in oil–water mixed transmission pipelines, and the understanding of the mechanism and inhibition effect of corrosion inhibitors is limited. Moreover, laboratory studies on CO2 corrosion problems in oil–water mixed transmission pipelines usually consider only pure-water systems to simulate the corrosive environment. These studies seldom regard the effect of the oil phase on the corrosion process even though the actual production and transportation  of  fluids  often  involves  multiphase  mixed  media.  The  oil  phase  is  one  of  the  important  factors  that  affect  corrosion behavior. Studies on the impact of the oil phase on the inhibition effect of corrosion inhibitor are still relatively lacking. Further studies on the inhibition effect of corrosion inhibitor in oily corrosive environments of oil–water mixed transmission pipelines are needed. In this study,  the  inhibition  effect  and  mechanism  of  a  corrosion  inhibitor  at  the  oil –water  two-phase  interface  under  flow  conditions  were investigated  using  the  rotating  cylindrical  electrode  (RCE)  technique  combined  with  electrochemical  methods  (electrochemical impedance spectroscopy and polarization curve analysis), laser scanning confocal microscopy, scanning electron microscopy, and UV- 收稿日期: 2019−01−11 基金项目: 国家科技重大专项资助项目 (2016ZX05028-004) 工程科学学报，第 42 卷，第 2 期：225−232，2020 年 2 月 Chinese Journal of Engineering, Vol. 42, No. 2: 225−232, February 2020 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.01.11.001; http://cje.ustb.edu.cn