X80管线钢在力电化学耦合作用下CO2腐蚀行为的研究

以典型的管线钢材料X80钢为对象,采用动电位极化和电化学阻抗谱技术,研究了在弹性拉伸应力(60%σ_(ys))和塑性拉伸应力(108%σ_(ys))状态下,不同CO_2分压和Cl~-质量分数对材料腐蚀的影响规律。结果表明:受拉伸应力作用的X80钢腐蚀速率随CO_2分压的增大而增大,但并非单纯正相关关系;随Cl~-质量分数的增大,呈现先升高后降低的规律,当Cl~-质量分数为3.5%时,X80钢的腐蚀速率达到最大值。此外,塑性应力状态下X80钢的腐蚀速率明显高于弹性应力状态下的值,原因是塑性应力提高了金属表面的电化学反应活性。     

锅炉尾部受热面低温腐蚀的实验研究

锅炉尾部设备易发生低温腐蚀。20钢和ND钢为锅炉尾部设备的常用材料,采用线性极化法测量两种钢材在不同温度和不同硫酸浓度下的腐蚀速率。由实验结果可知:常温下,当硫酸浓度较低时,20钢的腐蚀速率远大于ND钢。当硫酸浓度大于60%时,两种钢材的腐蚀速率相近。保持硫酸浓度为50%,当温度小于50℃时,随着温度的变化,20钢的腐蚀速率波动远大于ND钢,当温度升至50℃以上时,温度变化对ND钢的腐蚀速率影响较大,对20钢腐蚀速率的影响较小。保持硫酸浓度为70%时,同样的温度变化,20钢和ND钢的腐蚀速率差别不大。ND钢为首选的抗低温腐蚀专用钢。     

高温环境下管线最小阴保电位分析

阴极保护是保障埋地管道腐蚀防护的关键方法之一,而阴保电位的设置受到管道温度影响.通过电化学测试、腐蚀速率计算和腐蚀形貌表征相结合,分析了NS4近中性溶液中X80钢的最小阴极保护电位.结果表明:随着阴保水平的增大,20℃时X80钢全面腐蚀速率和点蚀速率基本保持不变,表现为全面腐蚀状态;而在50℃和80℃时全面腐蚀速率和点...     

加氢处理装置湿硫化氢环境管道选材探讨

加氢处理装置中经过加氢反应后生成的腐蚀介质H_2S,由于液相水的存在就形成了湿硫化氢腐蚀环境。湿硫化氢环境下钢材腐蚀是多种形式破坏的综合效应,包括均匀腐蚀和局部腐蚀。其中湿硫化氢应力腐蚀开裂是局部腐蚀的一种腐蚀形态,其具有极大的危害性。本文简要的介绍了湿硫化氢应力腐蚀开裂的机理及影响因素。通过对国内外标准及大型工程公司对湿硫化氢环境下管道材料的选择、焊接及热处理等方面的比较,总结归纳了湿硫化氢环境中管道材料的选用原则及要求。     

Cr23Mo1N奥氏体不锈钢的耐点蚀性能研究

通过Mott-Schottky曲线、动电位极化、循环极化以及电化学阻抗谱等方法研究了温度对Cr23Mo1N奥氏体不锈钢(HNSS)在3.5%Na Cl溶液中耐点蚀性能的影响。结果表明:随着温度的不断升高,高氮钢的自腐蚀电位和点蚀电位呈下降趋势,腐蚀电流密度逐渐增大,钝化膜阻抗降低,高氮钢钝化膜的半导体性质在不同温度下发生改变,高氮钢随温度的升高点蚀敏感性增大,已发生点蚀的试样不能自修复。并与普通316L不锈钢进行对比,高氮钢表现出更加优越的耐蚀性。     

电化学氢通量法用于油气管线在线腐蚀监测

通过恒电位阳极极化和失重法考察了不同pH、温度和H2S浓度下Q235A钢在弱酸性介质中的氢渗透电流密度与腐蚀速率的变化情况,着重探讨了各影响因素下氢渗透电流与失重腐蚀速率之间的相关性,为氢通量技术用于油气管道非侵入式腐蚀监测提供依据。研究发现:随着pH降低或介质温度升高,Q235A钢的腐蚀速率与氢渗透电流均逐步增大,且二者之间具有良好的线性相关性。随着H2S浓度增加,Q235A钢的腐蚀速率呈现先增大后降低的趋势,但氢渗透电流则先增大而后趋于稳定;当H2S浓度在5~200 mg·L-1范围内,腐蚀速率与氢电流符合二阶多项式函数关系。通过自制的氢通量探针监测实验管道内腐蚀时,发现过厚的管壁降低了氢电流测量灵敏度,但采用恒电位阶跃法得到的氢渗透电量(氢通量)则与失重腐蚀速率之间具有良好相关性,表明渗氢电量法可用于测量油气管道的内腐蚀速率。     

2Cr13不锈钢在含饱和CO_2盐溶液中的缝隙腐蚀行为研究

通过电化学动电位极化方法研究了2Cr13不锈钢在含饱和CO2盐溶液中的缝隙腐蚀行为。考察了温度、NaCl浓度以及HAc浓度对缝隙腐蚀的影响规律,结果表明:2Cr13钢缝隙腐蚀击破电位低于点蚀击破电位,同条件下更易引发缝隙腐蚀,且随温度、NaCl浓度、HAc浓度升高,缝隙腐蚀击破电位逐渐下降,缝隙腐蚀诱发阻力减小,缝隙腐蚀倾向增大,2Cr13钢耐缝隙腐蚀性能降低。在该介质中,腐蚀发生时,缝隙部位作为阳极加速腐蚀,缝隙外部作为阴极而得到保护。     

长输管道输油换热设备的腐蚀特性研究

长输管道输油换热设备主要受到由CO_2-H_2O引起的均匀腐蚀、应力腐蚀开裂,由处理引起的点蚀等的影响。本文对目前常用的3种换热设备材料20#钢、304不锈钢、316不锈钢进行腐蚀行为研究,在不同pH值及温度条件下测得其极化曲线,对3种材料进行腐蚀性能对比,确定此3种材料的腐蚀性能,总结出在不同pH值下的规律。     

长庆长输油气管道X80钢腐蚀调查分析

油气管道腐蚀防护分析对油气储运安全管理具有重要意义,目前大口径长输油气管道采用X80钢材质较多,特别是针对含硫油气介质管道,对此类管道腐蚀仍然需要进一步分析。探讨了X80钢材常见了两种腐蚀情况,即硫酸盐还原菌和土壤腐蚀,分析了腐蚀的机理。并利用室内试验分析了X80钢抗硫管道腐蚀情况,研究表明,腐蚀速率在0.88mm/a,未见局部腐蚀产生。     

电化学氢通量法用于油气管线在线腐蚀监测

通过恒电位阳极极化和失重法考察了不同pH、温度和H₂S浓度下Q235A钢在弱酸性介质中的氢渗透电流密度与腐蚀速率的变化情况,着重探讨了各影响因素下氢渗透电流与失重腐蚀速率之间的相关性,为氢通量技术用于油气管道非侵入式腐蚀监测提供依据。研究发现：随着pH降低或介质温度升高,Q235A钢的腐蚀速率与氢渗透电流均逐步增大,且二者之间具有良好的线性相关性。随着H₂S浓度增加,Q235A钢的腐蚀速率呈现先增大后降低的趋势,但氢渗透电流则先增大而后趋于稳定;当H₂S浓度在5～200 mg·L^-1范围内,腐蚀速率与氢电流符合二阶多项式函数关系。通过自制的氢通量探针监测实验管道内腐蚀时,发现过厚的管壁降低了氢电流测量灵敏度,但采用恒电位阶跃法得到的氢渗透电量（氢通量）则与失重腐蚀速率之间具有良好相关性,表明渗氢电量法可用于测量油气管道的内腐蚀速率。     

X70钢在高pH溶液中的应力腐蚀研究

许多油气管道断裂事故与高p H值应力腐蚀开裂(SCC)有关。X70钢是油气管道常用的管材。采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究在不同电位下X70管线钢母材和和焊缝在高p H值溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)行为。实验结果表明:当外加电位位于钝化区,因存在完整钝化膜,X70钢应变值、伸长率和断面收缩率最大;在自腐蚀电位下,因为阴极反应和阳极反应平衡,所以X70钢应变值、伸长率和断面收缩率位居其次;当位于活化钝化转变区时,由于钝化膜不完整,阳极活化反应仍占主导地位,应变值、伸长率和断面收缩率小于自腐蚀电位下的试样;位于活化区的试样,由于以阳极反应为主,所以应变值、伸长率和断面收缩率最小。     

考虑广域地形条件的油气管道阴极保护电位分布特性研究

为了研究在山区丘陵等广域地形条件下牺牲阳极法对埋地油气碳钢管道的保护特性,对法兰无防腐层及法兰带防腐层而管道防腐层局部破损两种工况分别建立了有限元模型,分析了阳极布置方式与运行时间、土壤电阻率及管道防腐层破损面积对管道腐蚀与阴极保护电位分布的影响。仿真结果表明：在上述两种工况下,缩减阳极间距和增加阳极长度均可使法兰与管体部分的保护电位及泄漏电流密度降低,而阳极与管道的水平距离基本无影响;阳极运行时间越长,阳极表面沉淀越厚,阳极腐蚀速率越低且与其所处地势条件相关,而阴极保护电位基本不变;随着土壤电阻率的增大,阴极保护电位升高,法兰和防腐层破损区域管道的腐蚀加剧;随着管道防腐层破损面积增大,所有防腐层破损处的管道电位均升高且变化规律一致。     

高矿化度环境介质及温度对P110钢电化学腐蚀的影响

根据油气田管道易腐蚀、影响因素较多且复杂的特点,本文模拟油气田井下的水环境,利用电化学腐蚀法分别测试了在各种不同矿化度和温度两种条件结合下的P110试样的腐蚀电位和极化曲线。结论显示,在较低矿化度的时候,将温度逐渐增加到最大,试样的腐蚀受到了很大的影响;继续加大矿化度,温度也从最低提高到最大,P110试样受到的腐蚀程度仍然在扩大,但是腐蚀速率明显没有低矿化度时大。继续加大矿化度,在把温度逐渐增加到最大的过程中,发现这些温度点使得P110钢的腐蚀速率反而有了下降的趋势;继续再增加矿化度,温度的变化已经不会对其腐蚀速率产生较大的波动,甚至对腐蚀几乎没有影响。造成这种影响的主要原因是过高的温度和矿化度使P110钢表面产生了腐蚀钝化膜,阻挡了腐蚀的进一步扩大。     

海底管道测温探头的研制

温度对于金属在不同环境下的腐蚀都有着直接或者间接的影响,对于海底管道而言,不仅管道内的流体性质影响腐蚀,流体的温度更是一个不容忽视的因素。本文采用TMP35作为温度敏感元件,研制开发了海底管道测温探头。利用该测温探头采集的数据,绘制了温度与电位关系变化曲线,并依据温度与电位关系变化曲线:E=9.0159 T-87.139或者T=0.1109 E+9.665,编译了测温应用软件。目前该管道测温探头已在海底管道腐蚀检测中得到了应用。     

电力工程中金属接地引下线的腐蚀行为研究

研究土壤中Cl-质量分数对金属材料的腐蚀影响,选出在不同环境下与石墨基柔性接地装置搭配使用的金属材料接地引下线的最优材料种类.进行土壤埋片试验和电化学试验,研究镀锌钢、304不锈钢、铜金属材料在不同Cl-离子质量分数的土壤中以及在与石墨基柔性接地带偶接后的腐蚀行为.在腐蚀发生后利用金相显微镜观察金属材料腐蚀前后的形貌.结果表明:随着土壤介质中Cl-质量分数的增加,土壤介质的导电性逐渐增大,金属材料的腐蚀速度逐渐加快,石墨材料与金属材料偶接后,高电位的石墨材料对镀锌钢金属材料的腐蚀影响较为显著,而对304不锈钢的腐蚀影响较小.因此,在石墨基柔性接地装置中不宜选用镀锌钢材料用作接地引下线,可选用304不锈钢或不锈钢与石墨材料复合接地引下线.     

氯离子对催化裂化分馏塔顶冷却系统腐蚀的研究

针对延安炼油厂年产量200万t催化裂化装置分馏塔顶空冷器内侧腐蚀问题,进行现场取样检测,配制模拟溶液,研究氯离子单一因素的变化对腐蚀结果的影响,选用了空冷管束常用的10钢、20钢和304不锈钢三种材料进行腐蚀试验。通过对试验的极化曲线和电化学阻抗的分析,得到氯离子对10#钢和20#钢的腐蚀机理相同;三种材料都会随着氯离子的加入,出现局部腐蚀点蚀,且随着氯离子浓度的增大都有腐蚀加剧的趋势;304钢随着氯离子浓度的变大,点蚀电位下降不明显,钝化膜变的不稳定。综合对比,304钢抗腐蚀性表现优于10#钢,10#钢优于20#钢,但10#钢对于氯离子变化更敏感。     

多因素影响下的X80管道钢两相流冲蚀腐蚀特性

长距离油气输运管道运行工况复杂,事故频发,冲蚀腐蚀是导致管道局部失效的典型问题之一,受多因素作用影响。为探究管道钢冲蚀腐蚀多因素影响机制,通过全因子实验设计方法,量化比较了包含不同颗粒浓度、冲击角度、氯离子浓度和pH的多变量系统中单一因素和因素间相互作用对X80管道钢冲蚀腐蚀损失的影响效应,并分析了它们的显著性与方向性。统计学分析结果表明,4个单一因素对冲蚀腐蚀损失均有显著影响,其中颗粒浓度和氯离子浓度与冲蚀腐蚀损失正相关,pH和冲击角度与冲蚀腐蚀损失负相关;因素间协同作用中只有颗粒浓度与氯离子浓度之间的协同作用以及颗粒浓度与冲击角度之间的协同作用效应显著,其余交叉因素效应不显著。此外,根据这些因子对X80管道钢冲蚀腐蚀质量损失速率影响的显著性,给出了作用大小排序,并通过显微照片分析了不同条件下材料损失模式,讨论了因素间协同作用机制,用示意图对因素作用效果和作用机理进行了解释。     

聚合物驱采油污水管道腐蚀与结垢分析

模拟采油厂污水管道循环系统,对结垢产物和腐蚀产物成分采用表面分析技术进行分析,研究三元复合驱油过程中管道的腐蚀和结垢特点以及结垢对腐蚀的影响.结果表明,管道钢材在污水中为局部腐蚀,伴有腐蚀坑和腐蚀沟;管道内壁沉积大量以CaCO<,3>为主的垢物;垢物夹杂腐蚀产物附着在管道内壁,产生垢下腐蚀现象,最终造成腐蚀穿孔.     

含全面积均匀腐蚀缺陷高强钢管道的剩余强度分析

为探求全面积均匀腐蚀缺陷对高强钢管道剩余强度的影响规律,根据X80管钢实测参数,利用ABAQUS软件建立不同腐蚀条件下的管道模型,对其剩余强度进行模拟分析,将结果与DNV RP-F101准则评估结果进行比较,验证其准确性并回归出一种根据腐蚀深度计算高强管钢剩余强度的公式.结果表明:腐蚀长度在一定范围内对高强钢管道的剩余强度有影响;腐蚀深度对高强管钢剩余强度的影响显著,是引起管道发生破坏的主要因素.     

油气管道组合缺陷等效应力

以20号钢椭圆形环向组合缺陷和轴向组合缺陷管道为研究对象,借助ANSYS Workbench 16.0有限元分析软件,首先考察组合缺陷管道应力云图分布特点,其次,考察缺陷间距和缺陷尺寸如腐蚀长度、宽度、深度对其最大等效应力的影响规律。结果表明,在无缺陷管壁上,等效应力分布比较均匀;越靠近缺陷,其等效应力突变越大;当缺陷尺寸不变时,随着缺陷间距的增大,最大等效应力呈减小的趋势,并出现临界点;对于轴向组合缺陷,当缺陷间距不变时,随着缺陷长轴长度的增大,最大等效应力随之增大;随着缺陷短轴长度的增大,最大等效应力随之减小;随着缺陷深度的增大,最大等效应力随之增大;缺陷深度的影响程度最大。所得结论对油气管道腐蚀与防护有一定的指导意义和参考价值。