Page 83 - 理化检验-物理分册2023年第十一期

张艳华, 等: 某注水海管腐蚀原因

计算, 可知试样的含水率为 7.80% , 有机物含量为 1.3 XRD 分析
36.57% , 无机物含量为55.63% 。 在腐蚀海管内取样, 对试样进行焙烧处理, 用
1.2 化学成分分析 XRD 对焙烧前后的试样进行分析, 扫描角度 2 θ 为

在腐蚀管道内取样, 对试样进行化学成分分析, 15°~75° , 扫描电压为45kV , 扫描电流为200mA ,
结果如表2所示。由表2可知: 试样中 Fe 、 O 、 Si 、 S 、 测试结果如图1所示。由图1可知: 焙烧前试样主
Al 等元素含量较高。推测试样中含有大量铁的腐 要由 FeCO 3 Fe 2O 3 SiO 2 等物质组成; 焙烧后试样
,
,
蚀产物和泥沙。 主要由Fe 2O 3 组成, 因为FeCO 3 在高温环境下会转
表1 腐蚀管道的组分含量测试结果 g 。以上结果表明, 焙烧前试样中的无机
化为 Fe 2O 3
试样状态 质量 , , 其 中
物主 要 为 FeCO 3 Fe 2O 3 和 微 量 的 SiO 2

原始 10.4147
,
的来源为油
烘干后 9.6027 FeCO 3 Fe 2O 3 为管道腐蚀产物, SiO 2

焙烧后 5.7942 藏中的微量泥砂。
表2 腐蚀管道的化学成分分析结果 %
质量分数
项目
Fe O Si S Al Ca Mn Zn M g P Na V Ti Cl Cr
实测值 53.766 34.689 6.116 1.523 1.350 0.919 0.601 0.212 0.173 0.158 0.211 0.105 0.076 0.060 0.027
; 第二个阶段的温
NH 3 气态分子, 并存在微量的 SO 2

度主要为 300~550 ℃ , 该阶段试样的失重率达到
气态分子外, 还分
34.43% , 除了分解出 H 2O 和 NH 3
、 ,
解出了 CO 2 气态分子以及微量的 SO 3 NO 和 NO 2
随后试样热解达到结构稳定状态。
综上分析, 试样可能存在 C 、 H 、 O 、 S 、 N 等元
, 推测油气
素。部分有机物热解氧化为 SO 2 和 SO 3
, 经热分解氧化
中的硫化物腐蚀管道, 并产生 FeS x
产生硫氧化物, 其中含 N 、 C元素的有机化合物为其
图1 焙烧前后腐蚀管道试样的 XRD分析结果
1.4 热重 - 质谱分析 主要组成部分, 试样中存在 NH x 官能团。
在腐蚀管道内取样, 利用热重 - 质谱联用仪测定试 1.5 红外光谱分析
样在空气气氛下的热解特性和气体释放情况, 测试条 在腐蚀管道内取样, 将试样进行烘干处理, 烘干
前后试样的 FTIR 分析结果如图3所示。由图3可

件为: 保护气为氦气, 吹扫气为合成空气, 在10℃ / min

-1 处出现醇类或酚类
的升温速率下将试样由50℃升温至1000℃ 。试样 知: 烘干前试样在约1020cm
的 TG-MS测试结果如图2所示。由图2可知: 在温 的 C — O 键的拉伸振动峰、 C — O — C 键的拉伸振动
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度为50~1000℃时, 试样的热解主要可分为两个阶 峰 ; 在约950cm -1 处出现 C — O — C键的对称拉

段, 第一阶段的温度主要为50~200℃ , 该阶段试样 伸峰; 烘干后试样在 3841cm -1 处存在弱峰, 在

的失重率较小, 热解出的气态污染物主要为 H 2O 和 2920cm -1 和 2851cm -1 处存在中等强度峰( 双

图2 试样的 TG-MS测试结果

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