L80油管钢在CO2/H2S环境中的腐蚀行为

目的：研究L80油管在CO2/H2S环境中的腐蚀行为。方法利用扫描电镜（SEM）、EDAX能谱分析L80油管内壁腐蚀产物形貌特征和化学组成,采用高温高压反应釜,以实际油水分离的水样为腐蚀介质进行模拟实验,研究原油含水率、CO2/H2S 分压和温度对 L80油管腐蚀速率的影响规律。结果在CO2/H2S环境中,L80油管内壁呈现明显的局部腐蚀特征,部分表面点蚀坑深度超过100μm,形成FeS、FeCO3等腐蚀产物。随着含水率的增加,L80油管腐蚀速率逐渐增大,含水率为30%时的腐蚀速率为0.0377 mm/a,含水率为100%时的腐蚀速率为0.0952 mm/a。CO2分压不变时,随着 H2S分压的增加,L80钢的腐蚀速率增大,H2S分压为0.04 MPa时的腐蚀速率为0.0377 mm/a,H2S分压为0.3 MPa时的腐蚀速率为0.0952 mm/a;H2S分压不变时,随着CO2分压的增大,L80钢腐蚀速率变化不明显且腐蚀速率较小。随着温度的升高,腐蚀速率先以较大幅度增大,再以较小幅度减小,从40℃增加至100℃时,腐蚀速率由0.0083 mm/a升至0.1264 mm/a,100℃左右时的腐蚀速率最大,120℃对应的腐蚀速率为0.106 mm/a。结论 L80油管在CO2/H2S环境中以均匀腐蚀和局部点蚀为主。L80油管腐蚀速率对H2S分压比CO2分压更敏感,CO2分压增大促使具有良好保护性的FeCO3保护膜的形成,降低了腐蚀速率。温度升高至一定范围,导致碳酸盐等难溶性盐溶解度降低,并覆盖在钢表面形成保护层,从而使腐蚀速率下降。     

温度对三种Cr钢腐蚀行为的影响

利用高温高压釜模拟油田高CO_2分压和高矿化度的生产环境进行腐蚀试验,测定在不同温度条件下1Cr、3Cr和13Cr钢的腐蚀速率,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等手段分析了腐蚀产物形貌和成分。结果表明:1Cr、3Cr钢的腐蚀速率随温度升高先增大后减小,二者的腐蚀速率均在80℃达到最大值,分别为7.515mm/a和4.339mm/a;13Cr钢的腐蚀速率在温度低于110℃时随温度的升高缓慢增大,在温度高于110℃时腐蚀速率迅速增大;1Cr、3Cr油管钢在试验温度范围内均出现局部腐蚀,13Cr油管钢在整个试验的温度区间表现出优秀的耐蚀性。     

渤海油田注水井油套管的腐蚀机理

渤海油田注水井下环境复杂，管柱多次发生穿孔，套管腐蚀严重。在渤海某油田实际注水井取水样，分析其水质和细菌类型，并以现场水样为腐蚀介质进行模拟试验，开展了注水井水样中的微生物腐蚀性评价，对比分析了加入杀菌剂或缓蚀剂前后N80钢、3Cr钢和13Cr钢等在对应环境中的腐蚀速率，并建立了长期腐蚀速率预测模型。结果表明：微生物腐蚀是造成渤海油田注水井管柱腐蚀的主要原因，注入水中的细菌以硫酸盐还原菌(SRB)和铁氧化细菌(IOB)为主，杀菌剂可有效降低油套管的腐蚀速率；N80钢和3Cr钢在微生物环境中的均匀腐蚀速率分别为0.58 mm·a^-1和0.27 mm·a^-1,加入杀菌剂后的均匀腐蚀速率分别为0.18 mm·a^-1和0.13 mm·a^-1,N80钢在不加杀菌剂的环境中无法满足生产要求；低浓度杀菌剂对注水井油套管的微生物腐蚀具有明显的抑制作用，选用3Cr材质并加入低浓度杀菌剂能够满足注水井的防腐蚀要求。     

温度对N80钢在饱和CO2模拟地层水下腐蚀行为的影响及机理

目的 研究N80钢在饱和CO2模拟油田地层水中于不同温度下的腐蚀行为及腐蚀特征,探究N80钢在饱和CO2模拟油田地层水中的腐蚀规律及机理。方法 利用高温高压釜对N80钢在不同温度(60、90、120 ℃)的饱和CO2模拟油田地层水中浸泡96 h的失重腐蚀进行测试,并用电化学分析仪对其进行相同条件下的宏观电化学测试。采用XRD、SEM、EDS对N80钢腐蚀后的腐蚀产物物相结构、表面形貌、元素组成及腐蚀产物去除后基体表面的腐蚀形貌进行分析。结果 N80钢在饱和CO2模拟油田地层水中所形成的腐蚀产物主要由FeCO3和溶液介质中的结晶盐CaCO3组成。温度影响腐蚀产物膜的形貌特征、晶粒尺寸及其致密度变化,导致基体发生不同程度的腐蚀。60 ℃时,表面生成的腐蚀产物膜均匀覆盖于基体表面,产物膜膜层平整、致密,去除腐蚀产物后,表面有少量点蚀坑;温度升至90 ℃时,基体表面覆盖的腐蚀产物凹凸不平,晶粒粗大,排列较乱,规则性差于60 ℃下的腐蚀产物,腐蚀产物去除后,发现基体表面有大片蚀坑群,发生连片腐蚀;120 ℃时,腐蚀产物晶粒减少,覆盖不均,具有明显蚀孔和裂纹,部分腐蚀产物脱落,去除腐蚀产物后的基体表面出现大面积蚀坑,发生严重腐蚀。N80钢的腐蚀速率由60 ℃时的0.021 0 g/(m².h)增至90 ℃时的0.036 0 g/(m².h),至120 ℃时的0.044 4 g/(m².h)。N80钢的自腐蚀电流密度由60 ℃时的1.362 3× 10^?6 A/cm²增至90 ℃时的1.427 3×10^?6 A/cm²,至120 ℃时的1.785 1×10^?6 A/cm²,但其自腐蚀电位则随温度的增加而减小。结论 随腐蚀温度增加,N80钢表面所生成的腐蚀产物膜变得较疏松,且膜层含较多微孔与裂纹,腐蚀速率持续增加,N80钢腐蚀加重。     

高含CO2低含H2S条件下温度对P110碳钢腐蚀规律的影响

为了明确高含CO₂及少量H₂S条件下，温度变化对石油管材P110钢腐蚀速率的影响，利用高温高压硫化氢反应釜开展了腐蚀模拟试验，利用失重法记录腐蚀速率。应用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和激光共聚焦显微镜等，研究并分析了P110钢表面的腐蚀形貌和产物。结果表明：在1 MPa CO₂分压、20 kPa H₂S分压和流速1 m/s条件下，P110钢管材均匀腐蚀速率随温度升高先增大后减小，在100℃附近达到峰值。当温度超过80℃时，P110钢表面腐蚀形态由全面腐蚀转变为局部腐蚀。随着温度的升高，P110钢表面腐蚀产物由富铁结构转变为富硫结构，致密的陨硫铁矿和磁黄铁矿阻碍腐蚀反应的离子扩散。此外，在60～100℃,温度升高会同时促进阴极反应和阳极反应，导致P110钢自腐蚀电流密度增加，腐蚀速率提高，而当温度继续由100℃升高至120℃时，P110钢自腐蚀电流密度减小，腐蚀过程逐渐受到抑制。     

交流电对X80钢腐蚀行为影响研究

目的 明确交流电对X80钢的腐蚀电化学动力学参数、腐蚀发展历程和腐蚀速率的影响规律。方法 利用交流电流密度作用下X80钢试样的动电位极化测试,分析交流电对X80钢腐蚀电化学动力学参数的影响。搭建室内腐蚀质量损失模拟试验,并对试验过程中试样的阴极保护和交流干扰参数进行监测,分析交流电对X80钢试样腐蚀速率、扩散电阻和直流电流密度的影响规律。利用拉曼光谱测试和微观形貌相结合的方法,对交流电作用下X80钢试样的腐蚀形貌和腐蚀产物成分变化过程进行分析。结果 交流电使X80钢的自腐蚀电位负向偏移,交流电流密度小于100A/m²时,负移幅度随交流电流密度的增加而明显增大;交流电流密度大于100A/m²时,腐蚀电位则整体接近。自腐蚀电流密度呈现同样的规律,阴极和阳极塔菲尔斜率无明显变化。试样极化电位从–0.428 V（vs. SCE）负移至–0.928 V时,面积为6.5、1.0 cm²试样的扩散电阻分别从约0.063、0.048?·m²减小至0.051、0.036?·m²。交流电流密度从0...     

船舶用Ti70合金在人工海水中的腐蚀行为研究

采用全浸腐蚀和电偶腐蚀实验,研究了Ti70合金的均匀腐蚀行为,以及与945钢的电偶腐蚀行为。结果表明：Ti70合金耐蚀性能极好,在60 ℃人工海水浸泡30 d后试样出现了轻微增重,腐蚀速率为-5.857×10^-4 mm/a,达到了I级完全耐蚀级别;Ti70合金自腐蚀电位远高于945钢,两者偶联时945钢将作为阳极被加速腐蚀;随着Ti70/945钢偶对面积比增加,945钢质量损失、以及电偶腐蚀电流和电偶腐蚀系数均逐渐增加,当两者偶对面积比为1∶1时,电偶腐蚀敏感等级达到了D级,因此当Ti70合金与945钢接触使用时需对945钢进行阴极保护。     

温度对N80钢在CO_2/O_2共存环境中腐蚀行为的影响

采用高温高压反应釜、失重法、X射线衍射法、扫描电镜观察及能谱分析等方法研究了N80钢在CO2与O2共存环境中不同温度下的腐蚀行为。结果表明,在CO2与O2共存环境中,N80钢的腐蚀速率随温度的升高呈现先急剧增大后缓慢减小的趋势,在90℃时腐蚀速率最大。XRD结果表明,三个温度条件下腐蚀产物均由FeCO3,Fe3O4和Fe2O3多种腐蚀产物共同组成。在低温时,N80钢表面主要由FeCO3紧密地覆盖在试样表面,阻碍腐蚀过程的进行;随着温度的升高,腐蚀产物中氧化物逐渐增多,且疏松多孔,保护作用减弱;温度达到120℃时,高温氧化铁产物逐渐变得致密,具有一定保护作用。     

陕北某天然气处理厂回注水处理系统腐蚀影响因素研究

目的考察陕北某天然气处理厂回注系统的腐蚀情况,保证系统安全生产。方法在水质分析的基础上,用现场材质20#钢和计划替换钢材L316研究回注水处理系统的腐蚀现状,随后选择腐蚀最严重环节的水样为介质,采用静态失重法考察温度、pH值、溶解氧、细菌对20#钢材腐蚀速率的影响。结果陕北某气田气井产出水的总矿化度较高(30 000 mg/L左右),其中Ca²⁺、Mg²⁺等金属阳离子的含量较高,腐蚀速率随水介质中溶解氧含量的增加均呈上升趋势,在80℃、溶解氧为5.07 mg/L时,腐蚀速率最大,达到0.4001mm/a。随着细菌含量的增大,腐蚀速率上升,腐蚀速率由0.1065 mm/a(TGB 60个/m L,SRB 6个/m L)增加到0.2155 mm/a(TGB 6×10~4个/m L,SRB 6×10~3个/m L)。pH值为5.9时,腐蚀速率为0.3039 mm/a;当pH值为8.5时,腐蚀速率降至0.0710 mm/a。结论通过做好回注水处理系统pH调节、杀菌和隔氧等工作,可以减轻系统的腐蚀。     

封隔器以下140钢级套管材质在完井过程中的腐蚀行为研究

通过高温高压鲜酸(10%HCl+1.5%HF+3%HAc+5.1%TG201缓蚀剂)、残酸、地层水CO2腐蚀实验及电化学分析,研究TP140钢在苛刻工况条件下的耐蚀性。结果表明:TP140钢在鲜酸、残酸和地层水CO2腐蚀实验条件下,其均匀腐蚀速率分别为3.7490,0.4361和0.5524 mm/a。残酸实验后,试样表面存在不完整Cu膜。未去除Cu膜的TP140钢试样的自腐蚀电位(-658 m V)高于去除Cu膜的TP140钢试样的(-692 m V),腐蚀驱动力小,但其自腐蚀电流密度(3.1141×10-5A/cm2)明显高于去除Cu膜的(1.0926×10-5A/cm2)。相比于TP140钢基体(Fe),Cu为正电性金属,膜的覆盖不致密形成典型的大阴极-小阳极结构,导致严重的局部腐蚀。TP140钢在鲜酸、残酸和地层水CO2腐蚀实验条件下,试样表面最大点蚀深度可达150μm。     

高温多元热流体注采液中N80钢的腐蚀行为

采用高温高压釜失重法和扫描电子显微镜(SEM)对多元热流体中N80钢的高温腐蚀行为进行了研究。结果表明,在高压CO2和有少量O2的介质中,温度40～280℃范围内,N80钢的腐蚀速率出现两个极大值,分别在60℃和180℃,这与钢表面碳酸亚铁膜和氧化膜的生成及变化有关。240℃时N80钢的静态腐蚀速率最大,动态下流速增大对腐蚀速率的影响较小,高温下动态腐蚀主要由氧传质控制,O2加速了N80钢的高温CO2腐蚀。     

人工海水溶液中系泊链钢的腐蚀磨损行为

目的 以CM490钢为研究对象,定量探究海洋环境下系泊链钢摩擦磨损和电化学腐蚀之间的耦合作用。方法 利用科斯特CS2350电化学工作站和Rtec摩擦磨损试验机开展CM490系泊链钢在人工海水环境下的腐蚀摩擦磨损实验。通过分析极化曲线、开路电位、摩擦因数、表面形貌及元素分布,定量分析电化学腐蚀体积损失量和摩擦磨损体积损失量,揭示腐蚀、摩擦磨损之间的交互作用机理。结果 CM490钢材料总体积损失速率随载荷增加而提高,在20、50、80N下分别为4.2×10^-2、6.5×10^-2、7.9×10^-2mm³/h;开路电位峰值随着载荷增加而增高,80 N下峰值最大,增幅约为0.095 V,表明腐蚀磨损产物与基体间存在电位差,形成电偶腐蚀以致加深材料的腐蚀程度;磨痕区域腐蚀磨损损失为材料失重主体,其损失量约占总损失量的95.80%～96.82%;腐蚀和磨损的交互作用显著促进材料损失,占磨痕区总失重量的47.14%～49.37%;腐蚀对摩擦磨损损失的促进量占腐蚀磨损交互作用量的98.32%～98.65%,表明交互作...     

高含H2S/CO2环境中套管钢腐蚀行为与腐蚀产物膜关系

研究了在高含H1S/CO2环境中腐蚀产物膜在套管钢腐蚀过程中作用.通过模拟某气田井下腐蚀环境,采用失重腐蚀方法研究了NT80ss和L80钢钢在1.5MPu、30～120℃环境中腐蚀规律,并采用电化学交流阻抗(EIS)技术和扫描电镜(SEM)分析了腐蚀产物膜和腐蚀行为的关系.结果表明:60℃为NT80ss和L80钢腐蚀的临界温度,低于60℃时.随温度增加,腐蚀速率降低,高于60℃时,腐蚀速率随温度增加而增大;与其它温度相比,在60℃环境中NT80ss和L80钢腐蚀产物膜的阻抗能力最强、膜的致密性最好,相应腐蚀速率最低.     

3 Cr 钢和碳钢在含 CO2环境中的腐蚀速率对比

模拟长庆苏里格油田的液体环境,并通入CO2,采用腐蚀失重法,对比研究了普通3Cr钢和碳钢在高温高压和常温常压两种条件下的腐蚀行为。结果表明:该模拟腐蚀环境中,3Cr钢和碳钢在常温常压条件下的腐蚀速率分别为0.118 mm/a及0.408 mm/a,碳钢的腐蚀速率是3Cr钢的3倍多;当温度和压力提高后,3Cr钢的腐蚀速率为1.59 mm/a,与碳钢的1.54 mm/a相当。     

温度对P110钢腐蚀行为的影响

模拟油气田环境,采用高温高压釜进行失重法腐蚀实验,用扫描电子显微镜(SEM)、能散X射线谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)技术研究油管钢P110在不同温度下的CO₂ 腐蚀产物。结果表明：静态和流速为5 m/s时,随着温度的升高,P110钢的腐蚀速率先增大后减小,前者在100 ℃时达到最大,后者在60 ℃时达到最大,且在160 ℃时,两者腐蚀速率趋同;温度大于140 ℃时,流速对腐蚀速率的影响已不再明显,随着温度的继续升高,腐蚀速率变化趋于平缓。温度通过影响腐蚀产物膜的形貌、结构、化学组成、产物膜因子和膜的厚度等,进而影响材料的腐蚀速率。     

L80钢的H2S腐蚀行为及H2S缓蚀剂的性能

通过高温高压动态反应釜研究了温度、H₂S分压、流速对L80钢H₂S腐蚀行为的影响，对腐蚀产物进行SEM和EDS元素分析，优选了耐高温的H₂S缓蚀剂LH-11,并对其缓蚀性能进行研究。结果表明：L80钢的H₂S腐蚀速率在80℃达到最大值，在140℃达到最小值；L80钢的腐蚀速率随H₂S分压的升高而增大，随流速的增大逐渐增大，腐蚀产物主要为硫铁化合物，结构疏松不规则，且有孔隙。缓蚀剂LH-11对L80钢的缓蚀率可达到87.05%,耐温180℃;添加缓蚀剂后，L80钢的腐蚀速率可降至0.1 mm/a以内，该缓蚀剂适用于不同H₂S分压和不同流速条件，可对热采管柱起到较好的保护作用。     

NT80SS钢在高含H2S／CO2环境中的腐蚀行为

模拟罗家寨气田高含H2S/CO2腐蚀环境,研究NT80SS套管钢的腐蚀规律及环境因素(总压、温度、腐蚀时间、Cl-、流速)对其腐蚀的影响;并采用动电位扫描、电化学交流阻抗谱(EIS)和扫描电镜(ESM)等手段分析了腐蚀产物膜的电化学特性和形貌.结果表明,在所研究的温度范围内,NT80SS钢在60℃腐蚀速率最低;当总压≥9MPa时,在120℃下的腐蚀速率比90℃的小,而总压<9MPa时,情况则相反;腐蚀速率随时间的延长而降低;Cl-能促进钢的腐蚀;介质流速增加,钢的腐蚀速率增大.电化学实验结果指出,在30℃～120℃的温度范围内,60℃时钢腐蚀产物膜的阻抗能力强、阳极极化率高,腐蚀产物膜的致密性最好,因而NTSOSS钢在60℃时腐蚀速率最低.     

温度对Fe-0.21C-25Mn-5Cr-2Al-2Ni TWIP钢CO2腐蚀的影响

在CO₂压力2 MPa条件下,通过不同温度下的腐蚀速率计算、腐蚀产物形貌SEM观察以及腐蚀产物元素和成分的EDS、XPS分析,研究了Fe-..21C-25Mn-5Cr-2Al-2Ni TWIP钢在不同温度下的腐蚀情况,讨论了不同温度下的腐蚀机理。结果表明,腐蚀速率随温度升高先上升后下降;温度在60℃时,腐蚀产物膜很薄,整体均匀,有小面积点蚀,腐蚀产物主要是含铬物质;当温度达到90℃时产物膜呈片状,排列松散,腐蚀均匀,主要腐蚀产物为铬、铝生成的氢氧化物;当温度达到120℃时产物膜呈方型颗粒状,堆垛紧密,均匀腐蚀,有晶体生长痕迹,主要腐蚀产物为铁,锰碳酸盐。     

介质温度对35CrMo钢在CO2环境下腐蚀的影响及其机理

为了研究35CrMo钢钻采工具的井下腐蚀行为,模拟了油田地层水环境,通过腐蚀质量损失、交流阻抗等试验方法,测试了该钢材在30、60、80和100 ℃等不同温度下的耐腐蚀性,用SEM、EDS、XRD手段对腐蚀产物膜的形貌、成分、结构进行了分析,对钢材在不同温度下的腐蚀机理进行探讨。结果表明,温度可以改变35CrMo钢的腐蚀产物膜结构,在30～60 ℃温度范围内,随温度升高,腐蚀速率变大,35CrMo钢表面的腐蚀产物膜为片层状、较薄且结构松散,主要成分为FeCO₃和Cr(OH)₃;在60～100 ℃温度范围内,随温度升高,腐蚀产物膜致密性变好,晶粒变细,腐蚀速率变小,腐蚀产物膜上层为晶体,主要成分为FeCO₃,下层为片状生成物,成分为Cr(OH)₃。     

N80钢动态和静态CO2腐蚀行为对比研究

通过模拟油气田井下腐蚀环境进行CO2腐蚀试验， 研究N80油井管钢在动态和静态条件下的腐蚀行为.结果表明：在所模拟的油田腐蚀环境中，N80钢在静态条件下的平均腐蚀速率略高于动态条件下的平均腐蚀速率，而其局部腐蚀在动态条件下则比静态时严重得多，检测到的最大腐蚀速率达到了35 mm/a，这和试样表面腐蚀产物膜的破损有关.O、C、Cl-在坑内富集，表明Cl-仍是引起试样局部腐蚀加剧的主要原因之一.