825合金在高温高压H_2S/CO_2环境中的应力腐蚀研究

825合金在高温高压H2S/CO2腐蚀介质中,经过了720 h的应力腐蚀。试验结果表明:其腐蚀层增厚仅几十微米,试样未产生开裂现象,其耐SSCC性能优异。825合金可自钝化,钝化膜由Cr2O3和Ni O组成,钝化膜的破坏是由于Cl-等复杂介质的联合作用。腐蚀层主要由氧化物和硫化物组成,由于试验温度较低(170℃),反应较为缓慢,腐蚀层很薄,对其力学性能影响很小。     

高温高压H_2S/CO_2环境中镍基合金825的腐蚀行为

针对高含硫油气田开发过程中所面临的材料腐蚀问题,采用高温高压哈氏合金反应釜,对镍基合金825在高含量H2S/CO2环境中的腐蚀行为进行了研究,利用SEM、EDS、电化学等手段分析了腐蚀试样的微观形貌和结构特征,探讨了腐蚀机理。结果表明,在高温高压H2S/CO2环境中825合金腐蚀很轻微,其最大腐蚀速率仅为0.068mm/a,应力腐蚀试样表面没有出现裂纹,但有点蚀,点蚀在晶界处形核,表明镍基合金的晶面为其薄弱环节,容易遭到破坏。     

H_2S分压对SM 80SS套管钢在CO_2/H_2S共存环境中高温高压腐蚀行为的影响

用失重法、扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)及X射线衍射(XRD)等方法,就H2S分压对SM80SS特级抗硫套管钢在CO2/H2S共存条件下的腐蚀行为的影响进行了试验研究。结果表明:在试验条件下,低PH2S时,以CO2腐蚀为主,腐蚀产物膜由FeS0.9和FeCO3组成,腐蚀产物膜颗粒细小、致密,平均腐蚀速率较低;随着PH2S的增大,反应逐渐变为以H2S为主,FeS0.9逐渐转变为FeS,腐蚀产物膜颗粒粗大、疏松,随后又变得细小、致密,腐蚀速率呈现先增大后逐渐减小的趋势;高PH2S时,FeS的生成较大程度阻碍了FeCO3的生成。腐蚀产物有较好的局部腐蚀阻碍作用,腐蚀形式均为均匀腐蚀。     

P110钢在不同温度含饱和H_2S/CO_2腐蚀溶液中的腐蚀行为

利用腐蚀失重试验,电化学试验和扫描电子显微镜等方法研究了不同温度下P110钢在含饱和H_2S/CO_2气体的5%NaCl溶液中的腐蚀行为。研究表明:随着温度的升高,P110钢的腐蚀速率呈现出了先增大后减小的规律;在含饱和H_2S/CO_2气体的5%NaCl溶液中,由于温度升高促进了点蚀的发生,在较高温度时形成全面腐蚀,但温度的升高导致H_2S、CO_2气体的溶解度降低,抑制了点蚀的发生,形成厚而致密的腐蚀产物膜,使腐蚀速率随温度升高而降低。     

油气井高温高压CO_2/O_2腐蚀研究进展

油气井中产生的高温高压CO2/O2环境会对钢材产生严重的腐蚀。综述了高温高压CO2/O2腐蚀的机理,介绍了影响CO2/O2腐蚀的主要影响因素及作用特点。     

含低H_2S和中等CO_2气井的电化学腐蚀问题研究

对近年来某气田低含H2S、中含CO2气井在不同产水量和产出水矿化度下的井筒碳钢管柱的腐蚀情况进行了分类分析,通过理论和室内试验研究了影响油管腐蚀的主要参数条件,明确电化学腐蚀特征.发现导致油管严重腐蚀和局部穿孔的主因是高矿化度的地层产出水、复杂的井下环境参数和特定的H2S/CO2分压,为今后减缓和控制腐蚀提出了研究方向.     

油管钢在CO_2/H_2S环境中的腐蚀产物及腐蚀行为

对CO_2/H_2S环境中常规油管钢的腐蚀产物的已有研究成果进行了归纳分析,结果表明,在100℃附近,CO_2/H_2S共存环境中,油管钢表面形成的FeS膜的保护性优于FeCO_3,对金属腐蚀有抑制作用。总结出了油管钢的两类分压比规律:第一类分压比,体系中的CO_2分压保持不变,逐渐增加H_2S的分压,腐蚀速率会出现极值;第二类分压比,体系中的H_2S分压保持恒定,腐蚀速率会随着CO_2分压的升高而增加。这对于进一步完善CO_2/H_2S腐蚀理论以及油气田合理选择油套管材料均有一定指导意义。     

高含H_2S/CO_2环境中P110钢应力腐蚀

用恒载荷拉伸法,结合腐蚀电化学测试技术和断口扫描电镜(SEM)分析技术,研究了P110钢在H_2S/CO_2NACE标准溶液中的硫化物应力腐蚀(SSCC)行为。结果表明,随着溶液中的H_2S含量增高,P110钢的自腐蚀电位(E_(corr))急剧下降,至极小值后缓慢升高,约5 h后达到稳定值直至断裂,试样呈解理状脆性断口;随溶液中通入CO_2量的增大,P110钢的自腐蚀电位(E_(corr))稍有增高,自腐蚀电流(I_(corr))减小,试样断裂时间延长,断口由脆性解理向韧窝状韧性转化。这种现象的产生与H_2S/CO_2在钢表面的竞争吸附及P110钢在应力腐蚀环境中表面膜的拉伸破裂与再生有关。     

CO_2/H_2S腐蚀速率测试除氧方法的改进

对动态CO_2/H_2S腐蚀测试除氧操作进行了改进,建立了新的测试溶液预除氧装置和方法。采用测试溶液先外部预除氧,然后液体由真空负压吸入测试釜内,进一步除氧1h的操作流程,并通过平行试验验证。结果表明:该方案可确保腐蚀测试溶液除氧完全,保证了腐蚀试验的准确性与可重复性。     

X52钢在含H_2S/CO_2混合气体的三甘醇溶液中的腐蚀行为

借助静态常温常压釜和CHI660D电化学工作站,研究了X52钢在含H_2S/CO_2混合气体的80%(质量分数)三甘醇溶液中的腐蚀行为,同时借助JC2000C1接触角/界面张力测量仪研究了冷凝水及三甘醇对X52钢的浸润性。结果表明:在含H_2S/CO_2混合气体的三甘醇溶液中X52钢的腐蚀速率比在同样含H_2S/CO_2混合气体的冷凝水中的低;在三甘醇溶液浸泡后的X52钢表面几乎无腐蚀产物堆积,但存在局部点蚀坑;80%三甘醇溶液对管壁造成的腐蚀面积比相同体积的冷凝水的更大。     

防喷器用718合金在CO_2、H_2S/CO_2环境中的腐蚀行为研究

通过腐蚀失重、应力腐蚀开裂(SCC)性能评价实验以及电化学测试研究了镍基合金718在模拟苛刻H2S/CO2环境和CO2环境中的腐蚀行为。结果表明:在模拟高温高压H2S/CO2腐蚀环境中,镍基合金718具有极其优越的抗均匀腐蚀、局部腐蚀和SCC性能;在饱和CO2腐蚀体系中,718合金的阳极极化曲线存在明显的钝化区,加入H2S后,极化电阻减小,钝化膜的保护作用减弱;镍基合金718在饱和CO2溶液体系中均具有较好的钝化和再钝化能力,且在50℃时,其点蚀电位最高,滞后环最小,耐缝隙腐蚀性能良好。     

H_2S/CO_2环境下两种镍基合金的腐蚀行为

应用电化学极化法和溶液浸泡法对两种耐蚀合金(G3和Incoloy 825)在50℃氯化铁溶液中的点蚀敏感性进行了研究;采用高温高压釜研究了在含H2S/CO2气体介质中材料的高温腐蚀性能以及试验温度的影响。利用能谱分析仪(EDS)、扫描电镜(SEM)等分析了腐蚀后试样表面的微观形貌及组成。结果表明,Incoloy 825合金极化曲线中阳极曲线部分很平缓,无钝化区出现,极化度较低,G3阳极区有钝化区,点蚀电位相对较高;G3耐点蚀性能优于Incoloy825,其点蚀临界温度高于50℃;随着温度升高,两种材料的腐蚀程度加剧,其中Incoloy 825在高温下出现点蚀现象。     

自制缓蚀剂对井下管材CO_2/H_2S腐蚀的缓蚀行为

利用高温高压硫化氢腐蚀测试仪研究了自制缓蚀剂MSY-1对不同井下管材的缓蚀行为,并从静态、动态、CO2和H2S分压变化等方面评价了缓蚀剂的缓蚀能力。结果表明,CO2,H2S共存时,在相同试验条件下,动态腐蚀速率明显高于静态腐蚀速率,前者为后者的1.5~2倍;0.02%的MSY-1可明显降低静、动态腐蚀速率,缓蚀率达90%以上;CO2、H2S共存时,H2S的存在一定程度上减缓了CO2对钢材的腐蚀,且随着H2S分压的增大,腐蚀速率降低,而CO2分压增大使腐蚀速率增加。     

模拟油田CO_2/H_2S环境15Cr油管腐蚀行为研究

利用电化学动电位测试技术和高温高压失重法研究了15Cr合金油管在CO_2以及与H_2S共存环境下的腐蚀行为和变化趋势,分析了H_2S与CO_2不同时间间隔共存后对材料腐蚀性能的影响。结果表明:在实验溶液中先加入CO_2,当腐蚀电位稳定后再加入H_2S腐蚀介质时,材料阳极钝化区不稳定;当先加入CO_2且时间间隔10 min后加入H_2S介质时,材料阳极钝化区域呈现相对较稳定的状态,维钝电流密度相对减小。材料在应力状态下的腐蚀电位相对非应力状态明显下降,并且腐蚀电流密度右移,耐蚀性相对下降。高温高压实验结果表明,应力的存在促进了腐蚀程度的加剧,平均腐蚀速率明显增大。材料在加载80%σs应力且当H_2S浓度达1 MPa时,试样表面出现明显的点蚀坑,试样发生应力腐蚀断裂。     

H_2S/CO_2腐蚀环境中原油对缓蚀剂缓蚀性能的影响

采用动态失重法和动电位极化技术研究了含H_2S/CO_2的盐水溶液中原油对3种不同类型缓蚀剂缓蚀性能的影响。结果表明:对水溶型缓蚀剂而言,当其在低浓度投加时,原油的存在可使缓蚀剂的缓蚀率显著降低,而在高浓度时,未产生影响。原油对各浓度的油溶水分散型缓蚀剂的缓蚀效果均有不同程度的减弱作用;原油使各浓度的油溶型缓蚀剂的缓蚀率均有明显的降低。通过缓蚀剂浓度测定发现,含有缓蚀剂的水溶液与原油混合之后,水溶型缓蚀剂大部分存于水相;油溶水分散型缓蚀剂大部分进入油相,少量留于水相;油溶型缓蚀剂几乎全部存于油相。     

L360钢在H_2S/CO_2共存体系中的腐蚀行为及腐蚀预测模型

以H_2S分压、CO_2分压、温度和流速为变量,采用高温高压反应釜模拟了L360天然气管道的腐蚀过程。进行了9组正交试验,采用SEM、EDS、XRD表征腐蚀产物。结果表明:当CO_2/H_2S分压比为33～300时,腐蚀产物主要为FeS,反应由H_2S主导且以均匀腐蚀为主,各影响因素排序为H_2S分压温度流速CO_2分压。建立了H_2S/CO_2分压比为33～300的腐蚀预测模型,考虑上述4个因素的影响,并采用MATLAB多元线性回归求得各参数值,验证可知建立的腐蚀预测模型精确度较好。     

高温高压CO_2腐蚀环境中含Cr低合金钢耐蚀机理的研究进展

阐述了含Cr低合金钢耐CO_2腐蚀的机理,并介绍了如何通过极化曲线来确定含Cr低合金钢是否耐蚀的方法,同时也列举了含Cr低合金钢腐蚀产物膜沉积机制的最新进展,并提出了含Cr低合金钢耐蚀机理研究中亟待解决的问题。     

X65管线钢材在H_2S/CO_2共存环境中的腐蚀研究

利用室内模拟实验、腐蚀产物的扫描电镜和EDS能谱分析,本文考察了温度、H_2S分压、CO_2分压以及流速对X65管线钢腐蚀在H_2S/CO_2共存环境中的影响规律。     

模拟油田H_2S/CO_2环境中油管钢的动态腐蚀行为研究

在模拟油田CO2/H2S共存的腐蚀环境中,研究了温度、CO2分压、H2S分压对N80、P110两种油管钢动态腐蚀行为的影响。结果表明,在实验参数范围内,随着温度、CO2分压、H2S分压的变化,两种材质的动态腐蚀速率都呈现了先增大后减小的变化趋势,且P110钢的腐蚀速率大于N80钢的腐蚀速率。     

氯离子浓度和温度对Cr3钢CO_2/H_2S腐蚀的影响

研究了25℃下不同Cl~-浓度和5g/L Cl~-浓度下不同温度对Cr3钢CO_2/H_2S腐蚀的影响。通过极化试验、失重试验、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)等方法分析了腐蚀速率和腐蚀产物的形貌、成分和结构。结果表明,在25℃时,Cr3钢的腐蚀速率随着Cl~-浓度的增加大体呈降低的趋势;而随着温度的升高,Cr3钢的腐蚀速率逐渐增加;低温时的腐蚀产物主要是FeS,高温时主要是FeS_(1-x)。