Synergy of novel solid inhibitor system on N80 steel in Maleic–NH 4 HF 2 acid: Experimental and theoretical study
Source abstract
Abstract
This study presents a systematic investigation into the design, optimization and mechanism of high-performance solid inhibitors for low-carbon steel in a high-temperature maleic-acid (ML)–ammonium hydrogen fluoride (FRC) solid mud-acid system. Multiple approaches were used, including weight-loss tests, controlled-variable method, orthogonal response surface methodology, electrochemical analysis, SEM–EDS characterization, and molecular-dynamics (MD) simulations. The results show that, at 120 °C in a 17% ML + 1.5% FRC solution, a composite inhibitor with the composition hexamethylenetetramine (HMTA):potassium iodide (KI):sulfonate (HS):tetradecyltrimethylammonium chloride (JA) = 0.5%:0.3%:0.25%:0.3% reduces the corrosion rate of N80 steel to 1.98 g/m 2 ·h and achieves an inhibition efficiency of 99.44%, meeting relevant industry requirements. Electrochemical data, SEM–EDS analyses and MD simulations jointly indicate that promoters addition lowered steric hindrance among HMTA molecules and increased the density of the adsorption film at the interface; a complex, compact adsorption layer composed of HMTA, promoter molecules and ML-species forms on the steel surface and suppresses corrosion processes. The combined experimental and theoretical evidence demonstrates effective metal protection and provides a novel solid corrosion inhibition system with sufficient potential for ML–FRC acidification.
Source: crossref · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Corrosion Behavior and Inhibition · Hydrogen embrittlement and corrosion behaviors in metals · Concrete Corrosion and Durability
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Southwest Petroleum University
PetroChina Zhejiang Oilfield Company, Zhejiang, Hangzhou, China
Funding
National Natural Science Foundation of China
References (80)
Show source-provided references
1. 10.1016/j.cej.2021.13148010.1016/j.cej.2021.131480 ↗
2. 10.1016/j.jcis.2018.01.08810.1016/j.jcis.2018.01.088 ↗
3. 10.1016/j.corsci.2013.01.00310.1016/j.corsci.2013.01.003 ↗
4. 10.1016/j.indcrop.2024.11932010.1016/j.indcrop.2024.119320 ↗
5. 10.1016/j.electacta.2024.14381810.1016/j.electacta.2024.143818 ↗
6. 10.1016/j.jmst.2025.05.00410.1016/j.jmst.2025.05.004 ↗
7. 10.1016/j.surfin.2021.10104610.1016/j.surfin.2021.101046 ↗
8. 10.1149/1945-7111/ad09f610.1149/1945-7111/ad09f6 ↗
9. 10.1016/j.electacta.2017.11.10910.1016/j.electacta.2017.11.109 ↗
10. Li B. A high effective acid system to stimulate sandstone reservoirs. Geofluids 2022; 2022: 1–10.
11. 10.1016/j.petrol.2020.10745910.1016/j.petrol.2020.107459 ↗
12. 10.2118/164472-PA10.2118/164472-PA ↗
13. 10.1007/s13202-018-0496-610.1007/s13202-018-0496-6 ↗
14. 10.1007/s13202-021-01213-210.1007/s13202-021-01213-2 ↗
15. 10.1088/1757-899X/217/1/01201810.1088/1757-899X/217/1/012018 ↗
16. 10.1080/15567036.2021.196388610.1080/15567036.2021.1963886 ↗
17. 10.1016/j.geoen.2025.21404410.1016/j.geoen.2025.214044 ↗
18. 10.1016/j.geothermics.2024.10320010.1016/j.geothermics.2024.103200 ↗
19. 10.24887/0028-2448-2021-1-44-4710.24887/0028-2448-2021-1-44-47 ↗
20. 10.1007/s10553-022-01386-410.1007/s10553-022-01386-4 ↗
21. 10.1016/j.jiec.2026.01.02310.1016/j.jiec.2026.01.023 ↗
22. 10.1016/j.molstruc.2024.13974510.1016/j.molstruc.2024.139745 ↗
23. 10.1016/j.jece.2023.10964210.1016/j.jece.2023.109642 ↗
24. 10.1016/j.molliq.2025.12799310.1016/j.molliq.2025.127993 ↗
25. 10.1016/j.molliq.2025.12796210.1016/j.molliq.2025.127962 ↗
26. 10.1007/s11998-021-00547-010.1007/s11998-021-00547-0 ↗
27. 10.1039/D4RA05662K10.1039/D4RA05662K ↗
28. 10.1016/j.corsci.2013.07.02310.1016/j.corsci.2013.07.023 ↗
29. 10.3390/lubricants1104017410.3390/lubricants11040174 ↗
30. 10.1016/j.molliq.2021.11551410.1016/j.molliq.2021.115514 ↗
31. 10.1504/IJOGCT.2022.12538110.1504/IJOGCT.2022.125381 ↗
32. 10.1016/j.jtice.2024.10576610.1016/j.jtice.2024.105766 ↗
33. 10.1038/s41598-023-36222-010.1038/s41598-023-36222-0 ↗
34. 10.1016/j.corsci.2010.12.02410.1016/j.corsci.2010.12.024 ↗
35. 10.1016/j.corsci.2022.11092210.1016/j.corsci.2022.110922 ↗
36. 10.1016/j.molliq.2018.02.08210.1016/j.molliq.2018.02.082 ↗
37. 10.1016/j.apsusc.2022.15255910.1016/j.apsusc.2022.152559 ↗
38. 10.33961/jecst.2021.0068210.33961/jecst.2021.00682 ↗
39. 10.1038/s41598-025-87482-x10.1038/s41598-025-87482-x ↗
40. 10.1016/j.corsci.2022.11019910.1016/j.corsci.2022.110199 ↗
41. 10.1016/j.porgcoat.2022.10683510.1016/j.porgcoat.2022.106835 ↗
42. 10.2118/231186-PA10.2118/231186-PA ↗
43. 10.1007/s13202-025-02080-x10.1007/s13202-025-02080-x ↗
44. 10.1016/j.colsurfa.2026.14028710.1016/j.colsurfa.2026.140287 ↗
45. 10.1016/j.geoen.2023.21166310.1016/j.geoen.2023.211663 ↗
46. 10.1002/maco.20241462410.1002/maco.202414624 ↗
47. 10.1016/j.corsci.2021.10941410.1016/j.corsci.2021.109414 ↗
48. 10.1016/j.electacta.2023.14362910.1016/j.electacta.2023.143629 ↗
49. 10.1016/j.jtice.2020.06.01110.1016/j.jtice.2020.06.011 ↗
50. 10.1016/j.jaubas.2013.06.00410.1016/j.jaubas.2013.06.004 ↗
51. 10.1007/s40735-016-0052-110.1007/s40735-016-0052-1 ↗
52. 10.1039/D0RA02011G10.1039/D0RA02011G ↗
53. 10.1016/j.crci.2019.03.00610.1016/j.crci.2019.03.006 ↗
54. 10.1016/j.poly.2017.02.00610.1016/j.poly.2017.02.006 ↗
55. 10.1016/j.chemosphere.2014.09.01910.1016/j.chemosphere.2014.09.019 ↗
56. 10.1016/j.jcis.2017.07.08210.1016/j.jcis.2017.07.082 ↗
57. 10.1016/j.scitotenv.2023.16840710.1016/j.scitotenv.2023.168407 ↗
58. 10.1016/j.pmatsci.2017.07.00610.1016/j.pmatsci.2017.07.006 ↗
59. Zhu Y, Free ML, Yi G. Experimental investigation and modeling of the performance of pure and mixed surfactant inhibitors: aggregation, adsorption, and corrosion inhibition on steel pipe in aqueous phase. J. Electrochem. Soc 2015; 162: C582.
60. 10.1016/j.molliq.2019.11133010.1016/j.molliq.2019.111330 ↗
61. 10.1016/j.electacta.2018.10.01810.1016/j.electacta.2018.10.018 ↗
62. 10.1016/j.electacta.2018.06.05210.1016/j.electacta.2018.06.052 ↗
63. 10.1016/j.molliq.2016.11.01510.1016/j.molliq.2016.11.015 ↗
64. 10.1016/j.inoche.2023.11130910.1016/j.inoche.2023.111309 ↗
65. 10.1016/j.colsurfa.2025.13767010.1016/j.colsurfa.2025.137670 ↗
66. 10.1016/j.molliq.2020.11323910.1016/j.molliq.2020.113239 ↗
67. 10.1016/j.porgcoat.2019.10532910.1016/j.porgcoat.2019.105329 ↗
68. 10.1016/j.mtcomm.2020.10099610.1016/j.mtcomm.2020.100996 ↗
69. 10.1016/j.colsurfa.2024.13581610.1016/j.colsurfa.2024.135816 ↗
70. 10.1016/j.corsci.2025.11294910.1016/j.corsci.2025.112949 ↗
71. 10.1016/j.corsci.2021.10993910.1016/j.corsci.2021.109939 ↗
72. 10.3390/surfaces801001010.3390/surfaces8010010 ↗
73. 10.1016/j.apsusc.2025.16406010.1016/j.apsusc.2025.164060 ↗
74. 10.1021/acsomega.4c1155510.1021/acsomega.4c11555 ↗
75. 10.1016/j.jmrt.2024.03.15610.1016/j.jmrt.2024.03.156 ↗
76. 10.1038/s41529-021-00201-510.1038/s41529-021-00201-5 ↗
77. 10.3390/coatings1401007710.3390/coatings14010077 ↗
78. 10.1016/j.colsurfa.2025.13735510.1016/j.colsurfa.2025.137355 ↗
79. 10.1016/j.jtice.2018.06.00710.1016/j.jtice.2018.06.007 ↗
80. 10.1016/j.molliq.2020.11482510.1016/j.molliq.2020.114825 ↗