ASTM G205-16
Стандартное руководство по определению свойств эмульсии, смачивающих свойств и коррозионно-ингибирующих свойств сырой нефти

Стандартный №

ASTM G205-16

Дата публикации

2016

Разместил

American Society for Testing and Materials (ASTM)

состояние

быть заменен

быть заменен

ASTM G205-23

Последняя версия

ASTM G205-23

сфера применения

Техническая структура и основные принципы стандарта ASTM G205-16

ASTM G205-16, являясь ключевой технической спецификацией для оценки коррозионной активности сырой нефти, предоставляет систематическую лабораторную методологию. Этот стандарт фокусируется на трёх ключевых свойствах сырой нефти в присутствии воды: склонности к образованию эмульсии, смачиваемости поверхности и эффективности ингибирования коррозии, обеспечивая научную основу для оценки коррозионного риска при добыче, хранении и транспортировке нефти по трубопроводам.

---

Анализ технологической системы испытаний свойств эмульсии

В стандарте подробно описаны экспериментальные методы определения типа эмульсии с акцентом на различение эмульсий типа «вода в масле» (В/М) и «масло в воде» (М/В) посредством измерения электропроводности. Эмульсии типа «вода в масле», в которых непрерывная фаза — нефть, обладают низкой электропроводностью и менее коррозионны; напротив, эмульсии типа «масло в воде», в которых непрерывная фаза — вода, обладают более высокой электропроводностью и более коррозионны.

Параметры испытания	Характеристики эмульсии В/М	Характеристики эмульсии М/В	Метод испытания
Значение проводимости	<100 мкСм/см	>1000 мкСм/см	ASTM D1125
Тип непрерывной фазы	Масляная фаза	Водная фаза	Определение проводимости
Риск коррозии	Низкий	Высокий	Электрохимический Оценка
Точка инверсии эмульсии (EIP)	Критическое соотношение водной фазы	Точка фазового перехода	Обнаружение внезапного изменения проводимости

Точка инверсии эмульсии (EIP) определяется путем постепенного увеличения соотношения водной фазы и мониторинга изменения проводимости. Значительное увеличение проводимости указывает на фазовый переход из W/O в O/W. Соответствующий процент водной фазы в этой точке и есть значение EIP.

---

Методика оценки смачиваемости поверхности

Измерение угла контакта

Стандарт предусматривает две последовательности измерения угла контакта: Последовательность № 1 (сначала вода, затем масло) и Последовательность № 2 (сначала масло, затем вода). Гистерезис угла контакта требует измерения максимального и минимального угла контакта и их усреднения для устранения влияния шероховатости поверхности и адсорбции поверхностно-активного вещества.

На основании результатов измерений смачиваемость поверхности классифицируется следующим образом:

• Поверхность, смоченная маслом: Угол контакта > 120°
• Поверхность, смешанно смачиваемая: Угол контакта 60-120°
• Поверхность, смоченная водой: Угол контакта < 60°

Метод распределения

Используя матрицу зондов с 21 штырьком, смачиваемость оценивается путем измерения изменения сопротивления между штырьками. Когда проводящая фаза (вода) покрывает расстояние между иглами, проводимость увеличивается; когда непроводящая фаза (масло) покрывает его, проводимость уменьшается.

Результаты эксперимента показывают, что: количество проводящих игл составляет менее 5, что указывает на то, что поверхность преимущественно смачивается нефтью, и более 15, что указывает на то, что поверхность преимущественно смачивается водой, а смоченная водой поверхность более подвержена коррозии.

---

Система оценки коррозионного воздействия сырой нефти

Стандарт предусматривает два метода оценки воздействия сырой нефти на водную коррозионность:

1. Сравнением скорости коррозии стали в исходном рассоле и в рассоле после контакта с сырой нефтью
2. Сравнением скорости коррозии необработанных и предварительно обработанных сырой нефтью образцов в рассоле

На основании результатов сравнения скорости коррозии сырую нефть можно разделить на три категории:

Тип сырой нефти	Изменение скорости коррозии	Эффект защиты	Значение применения
Коррозионная сырая нефть	Значительно увеличивает	Способствует Коррозия	Требуется усиленная защита
Нейтральная сырая нефть	В основном без изменений	Никакого эффекта	Требуется обычная защита
Ингибирование сырой нефти	Значительно снижает	Ингибирует коррозию	Обеспечивает некоторую защиту

---

Требования к экспериментальной безопасности и контролю качества

Стандарт уделяет особое внимание мерам экспериментальной безопасности, особенно пожарной безопасности при работе с легковоспламеняющимися жидкостями и электрическим током. Все эксперименты должны проводиться в среде инертного газа с концентрацией кислорода ниже 10 ppm. Точность контроля температуры должна составлять ±2°C, а точность контроля давления — ±10%. Для подготовки материала образцы должны быть изготовлены из того же материала (например, углеродистой стали) и иметь ту же металлографическую структуру, что и образцы, используемые на месте, с зернистостью поверхности 600. В качестве экспериментального раствора следует использовать синтетический рассол, приготовленный на основе анализа качества воды на месте, или 3%-ный раствор NaCl.

---

Рекомендации по внедрению стандартов и технические перспективы

Ключевые моменты для внедрения в лаборатории

При внедрении стандарта ASTM G205-16 сосредоточьтесь на следующих технических аспектах:

• Создание полной системы деоксигенации и газонасыщения раствора для обеспечения постоянства условий эксперимента
• Оптимизация параметров приготовления эмульсии, включая скорость перемешивания (≥1000 об/мин) и время (≤30 минут)
• Стандартизация процедур измерения проводимости для предотвращения эффектов поляризации электрода, влияющих на точность измерений
• Создание стандартизированных форматов регистрации и отчетности данных для обеспечения сопоставимости и прослеживаемости результатов

Перспективы применения в отрасли

Поскольку разработка нефтяных и газовых месторождений перемещается в глубоководные, высокотемпературные и высоконапорные среды, важность оценки коррозионной активности сырой нефти становится все более заметной. Системный подход, предусмотренный стандартом ASTM G205-16:

1. Обеспечивает техническую поддержку для оценки коррозионного риска систем добычи нефти
2. Обеспечивает научную основу для оценки безопасности трубопроводного транспорта
3. Обеспечивает стандартизированную платформу для разработки и скрининга ингибиторов коррозии сырой нефти
4. Обеспечивает единый стандарт для оценки качества в международной торговле сырой нефтью

Будущие направления технологического развития включают расширение методов испытаний в условиях высоких температур и высокого давления, комплексное применение технологий онлайн-мониторинга, а также интеграцию и инновации технологии цифровых двойников в прогнозировании коррозии.

---

Благодаря полному внедрению стандарта ASTM G205-16 нефтяная промышленность сможет создать научную систему оценки коррозионной активности сырой нефти, оказать ключевую техническую поддержку для безопасного производства и управления целостностью объектов и в конечном итоге добиться двойного улучшения экономических выгод и показателей безопасности.

ASTM G205-16 Ссылочный документ

• ASTM D1125  Стандартные методы испытаний электропроводности и удельного сопротивления воды
• ASTM D1129 Стандартная терминология, касающаяся воды
• ASTM D1141 Стандартная практика приготовления заменителя океанской воды
• ASTM D1193 Стандартные спецификации для реагентной воды
• ASTM D4006 Стандартный метод определения воды в сырой нефти путем перегонки
• ASTM D4057 Стандартная практика ручного отбора проб нефти и нефтепродуктов
• ASTM D4377 Стандартный метод определения содержания воды в сырой нефти с помощью потенциометрического титрования по Карлу Фишеру
• ASTM D473 Стандартный метод определения отложений в сырой нефти и мазуте методом экстракции
• ASTM D665 Стандартный метод испытания антикоррозионных свойств ингибированного минерального масла в присутствии воды
• ASTM D724 Стандартный метод испытания смачиваемости поверхности бумаги (метод угла контакта)
• ASTM D96 Лабораторный метод определения степени растекания краски для разметки дорог
• ASTM G1 Стандартная практика подготовки, очистки и оценки образцов для испытаний на коррозию
• ASTM G111 Стандартное руководство по испытаниям на коррозию в условиях высокой температуры или высокого давления, или в обоих случаях*， 2018-10-01 Обновление
• ASTM G170 Стандартное руководство по оценке и квалификации коррозионных ингибиторов для нефтегазовой промышленности и нефтеперерабатывающих заводов в лаборатории*， 2024-11-01 Обновление
• ASTM G184 Стандартная практика оценки и квалификации ингибиторов коррозии для нефтяных месторождений и нефтеперерабатывающих заводов с использованием вращающейся клетки*， 2024-11-01 Обновление
• ASTM G185 Стандартная практика оценки и квалификации ингибиторов коррозии на нефтяных месторождениях и нефтеперерабатывающих заводах с использованием вращающегося цилиндрического электрода*， 2024-11-01 Обновление
• ASTM G193 Стандартная терминология и сокращения, относящиеся к коррозии*， 2022-08-01 Обновление
• ASTM G202 Стандартный метод испытания с использованием атмосферного давления вращающейся клетки*， 2025-05-15 Обновление
• ASTM G31 Стандартная практика лабораторных иммерсионных испытаний металлов на коррозию
• ISO 6614 Нефтепродукты. Определение водоотделения нефтяных масел и синтетических жидкостей. Поправка 1.*， 2019-12-06 Обновление

ASTM G205-16 История

• 2023 ASTM G205-23 Стандартное руководство по определению свойств эмульсии, смачивающих свойств и коррозионно-ингибирующих свойств сырой нефти
• 2016 ASTM G205-16 Стандартное руководство по определению свойств эмульсии, смачивающих свойств и коррозионно-ингибирующих свойств сырой нефти
• 2010 ASTM G205-10 Стандартное руководство по определению коррозионной активности сырой нефти

стандарты и спецификации