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2020-09-14 15:54:30 作者:夸克能源来源:夸克能源工程实验室 分享至:

概 述


目前在役海底管道主要以碳钢材质为主,管道的腐蚀过程中铁会失电子转化为Fe2+、Fe3+,因此,通过监控海管出入口介质的铁离子浓度差,可以较直观地反应出该管道的内腐蚀情况、赛程措施的有效性等。


然而,由于海管内部温度、压力、流速、其它介质组分等条件的复杂性,造成腐蚀掉的铁会以各种化学和物理形态组合存在(例如二价、三价或者两者均有,悬浮的、胶体的、不溶解的等),这使得其检测过程复杂化,并造成结果的偏差。


本文根据现场实际经验的总结提炼,尝试对海管介质组分的铁离子检测进行综述,以期能提供一定的帮助和建议。

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检测方法与标准


一 铁离子检测方法


测定海底管道介质中铁离子的浓度有很多种方法,然而都大多数方法存在着受其它离子干扰的问题。


目前,国内外石油行业标准中推荐的方法有原子吸收光谱法(AAS)、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP)、邻菲啰啉分光光度法等。海洋油气田由于受到实验条件、物流时间等限制一般采用邻菲啰啉分光光度法进行铁离子浓度的现场测试。


二 邻菲啰啉分光光度法参照标准


●  SY/T5523-2016 《油田水分析方法》


●  HJ/T345-2007《水质  铁的测定  邻菲啰啉分光光度法(试行)》


●  ASTM  D1068-15《Standard Test Methods for Iron In Water》

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影响检测精度的因素


在还原条件下,铁离子以亚铁态存在。当不存在形成络合物的物质时,除pH值很低,否则三价铁的溶解度很小。暴露于大气或加入氧化剂后,二价铁易被氧化成三价铁,并且水解成不溶的水合氧化铁。铁离子的存在状态很不稳定,以下几种因素均可对检测精度造成影响。


一 样品采集和存放


    采集方法


●  样品采集过程可能暴露于空气,形成不溶物质;


●  取样时未冲出取样点的死水,造成数据偏高。


     采集位置


●  取样位置在管道的不同点钟方向,会测得不同的数据;


●  同一条管道在水平段、爬坡立管、下坡立管段取样,会测得不同的数据。


     存放时间和环境


●  样品超过最长存放时间未检测;


●  样品未按照标准要求加酸存放、暴晒等。


二 样品油水分离


样品采用离心机或电脱等方法进行油水分离时可能暴露于空气。


三 检测温度


检测温度较低,将不能除去氰化物和硝酸盐的干扰。


四 样品pH值


pH值偏中性只能测到游离态的铁离子,pH值过低又会亚铁离子与邻菲啰啉螯合。


五 检测设备


不合格或未经标定的检测设备、试剂。


六 检测流程


消解、过滤、煮沸等方法未按照标准或顺序颠倒。

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铁离子现场检测操作方法和注意事项


一 取样


●  取样前打开取样点,液体高速流动3min;


●  使用不锈钢或特制玻璃树脂等容器取样,连接取样口前对取样容器内通入氮气或其它惰性气体置换出取样容器内部的空气;


●  保证取样容器和海管取样点连接处密封;


●  海底管道入口和出口的取样时间间隔为海管长度除以流速;


●  出入口取样位置最好同为水平段的5~7点钟方向。


二 分离


●  分离尽量和取样在一个容器内完成,避免转移过程中暴露空气;


●  现场可选择的分离方式为静置、离心、电脱等,但静置时间不宜太长避免阳光直射,离心和电脱需尽量绝氧,如无绝氧条件,需要在操作前将样品pH调至2以下。


三 消解(酸化)


用HCl或HNO3将分离水的pH值调至2以下,并将样煮沸(如有条件)。


四 调节pH值


邻菲啰啉分光光度法的合适螯合pH值为3~5,检测前需将酸化消解的样品pH值调至3~5之间。


五 过滤


用0.45μm膜过滤纸进行过滤,过滤后的样品需清澈无悬浮物和沉淀物,过滤过程要尽可能绝氧。


六 检测


按照选用分光光度计的说明书进行检测作业,需注意该方法的检测范围0.03mg/L~5mg/L,超过此范围需用去离子水对样品进行稀释。

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END

 

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