H_2S/CO_2共存条件下油井管材及工具腐蚀试验研究

针对H2S/CO2共存条件下油井管材及工具材料腐蚀试验研究相对较少的情况,以常用的N80、P110、C90、P110SS管材、常用井下工具、常用井口制造材料35CrMo、40Cr、常用地面管汇制造材料20号钢、45号钢为研究对象进行试验研究,以了解上述材料的腐蚀性能,供选材、现场施工及腐蚀控制参考。试验所用腐蚀介质模拟塔里木油田克拉2气田气层水配制。试验结果表明,常规P110管材腐蚀速率高于N80,而P110SS的腐蚀速率远远低于P110,表明采用抗硫管材确实可以有效地预防管材的均匀腐蚀;随着温度的升高,腐蚀速率增加;随着H2S含量的增加,腐蚀速率先增大,后降低。     

Q235B、L245油气钢管外部土壤腐蚀效果的对比

本文以Q235B钢与L245钢为例,使用电化学方案对两种材质钢外部土壤腐蚀效果进行试验对比分析.其中QL245钢平均腐蚀速率是0.01770mm/a,而Q2358是0.01897mm/a;L245钢与Q2358钢相比,其热力学稳定性较差,但是在耐蚀性方面,却明显比Q2358钢好;L245钢的腐蚀速率先是慢慢变小然后迅速...     

枯竭型酸性气藏封存CO2过程中的油管腐蚀行为及选材

为了研究不同材质油管钢在枯竭型酸性油气藏CO₂封存工况下的腐蚀行为，优选出适用性好的钢材，采用高温高压釜模拟CO₂封存工况，在不同CO₂分压(5、8、11 MPa)条件下，对N80钢、L80-13Cr钢和BG2532钢进行腐蚀失重测试，从腐蚀速率、腐蚀产物微观形貌和局部腐蚀深度进行研究，并对油管进行腐蚀寿命预测。结果表明：在模拟工况下N80钢、L80-13Cr钢和BG2532钢的腐蚀速率都随着CO₂分压的升高而增大，N80钢腐蚀速率为0.067 4～0.097 9 mm/a,L80-13Cr钢腐蚀速率为0.022 7～0.027 7 mm/a,BG2532钢腐蚀速率为0.001 3～0.002 9 mm/a;3种钢材的腐蚀产物主要为立方体状的FeCO₃和少量的FeS，且随分压的升高，腐蚀产物逐渐增多并出现融合现象；N80钢主要表现为均匀腐蚀，而L80-13Cr钢出现点蚀，穿孔年限为5 a左右；N80钢的剩余抗拉强度和抗拉安全系数随服役年限的增长而降低，安全服役年限为27 a。研...     

用于集输管线的0.5Cr钢在模拟塔里木油田环境中的H2S/CO2腐蚀行为研究

运用腐蚀失重和四点弯曲实验,参照NACE 0177-2005标准研究了用于集输管线的0.5Cr钢在模拟塔里木油田腐蚀环境中的H2S/CO2腐蚀行为.结果表明,0.5Cr钢在CO2腐蚀环境中具有极高的均匀腐蚀速率,H2S腐蚀性气体的存在显著降低了材料的均匀腐蚀速率.在CO2分压为2MPa、H2S分压为0.5MPa时,腐蚀速率仅为0.1523mm/a,表现出良好的抗均匀腐蚀和局部腐蚀能力.在H2S和CO2共存的环境条件下,0.5Cr钢表面的腐蚀产物为FeS,未出现CO2腐蚀产物成分FeCO3.在该模拟条件下,H2S的腐蚀占主导作用.同时模拟油田工况条件的抗H2S应力腐蚀开裂实验表明,0.5Cr钢具有良好的抗H2S应力腐蚀开裂能力.     

含CO2气田井筒缓蚀剂性能评价

利用高温高压腐蚀测试仪,模拟高含二氧化碳（CO2）环境,从缓蚀剂浓度、温度、腐蚀时间、模拟地层水矿化度、材质、腐蚀介质以及与阻垢剂的配伍性等方面实验并评价了室内合成缓蚀剂YHX-4的性能。结果表明：温度为90℃时,井下管材腐蚀最为严重,但此时0.02%的YHX-4对3种管材（P110E加厚油管钢、P110S抗硫油管钢、TP110SS抗硫套管钢）的液相缓蚀率均能达90%以上,气相缓蚀率达85%以上;随着腐蚀时间的延长,腐蚀速率与缓蚀率均下降;矿化度增加,腐蚀速率上升,缓蚀率下降;YHX-4与阻垢剂PESA具有较好的配伍性。     

含Cr钢油井套管CO2耐蚀性能研究

针对某油田油井套管破损严重的问题,对J55钢和3Cr、5Cr、9Cr和13Cr钢在含CO2油井模拟工况环境中的腐蚀速率进行了测试试验。结果表明:在模拟CO2腐蚀环境中,相对于J55钢,含Cr的合金钢腐蚀速率较低,且随着Cr含量的增大,腐蚀速率降低程度增大,Cr钢表面腐蚀产物膜表面Cr的富集程度增加,尤其13Cr最为明显,Cr的腐蚀产物主要为非晶态的Cr（OH）3。评价5种材质的耐蚀性能,为含CO2油井套管的选材提供理论依据。     

雅克拉气田集气管线内腐蚀分析及材质选用

塔里木盆地雅克拉气田井流物具有高含CO₂、高含Cl^-、低含H₂S、低pH值的特点,投产1年多后,集输管线距井口150 m处相继出现爆管、穿孔、管壁减薄等腐蚀现象。随着气田开发时间的延长,气井含水量上升,腐蚀环境进一步恶化,腐蚀也逐渐从井口方向延伸至进站端。为此,分析了气田集气管线腐蚀环境、腐蚀规律特征、腐蚀影响因素（温度、CO₂分压、pH值、Cl^-含量、多相流流态及流速、水蒸气冷凝率）,确定了集气管线腐蚀主要是CO₂腐蚀,同时冲击流流态下高速气流的冲刷和Cl^-的存在加剧了腐蚀进程。同时,对集气管线的管材进行了筛选,不同材质耐腐蚀性能分析表明：集气管材抗腐蚀性能由强到弱排序为22Cr、316L、玻璃钢、13Cr、1Cr13、06Cr13、3Cr、16Mn、L360;弯头抗腐蚀性能由强到弱排序为1Cr13、16Mn渗氮、15CrMo、16Mn。最后从技术可行、经济合理的角度分析认为：集气管材宜选用316L+20号钢的双金属管材和富含环氧树脂内衬高压玻璃管材,弯头宜选用1Cr13和16 Mn渗氮高压直角弯头。     

高含硫条件下天然气管道材质适应性评价及选材标准修改建议

川东气田从20世纪70年代开发含硫气田至今,投运天然气管道超过4 000 km,大部分管道采用湿气输送。随着管道投运时间增长,输送介质腐蚀性流体含量逐渐增高,部分在役天然气管道迫切需要更换。但大规模改造成本高,企业负担重。为此,按照SY/T 0599-2006《天然气地面设施抗硫化物应力开裂和抗应力腐蚀开裂的金属材料要求》,根据川东气田天然气输送管道材质使用情况,选用在役的20#、ST45、L245NB和20G、L245NB新管材,从取样管段的肉眼观察、仪器测厚到室内实验评价等进行对标分析,评价高含硫条件下天然气管道材质的适应性,判断在役天然气管道能否继续安全运行。评价结果表明:20#、ST45、L245NB、带附加技术条件的L245NB、L245NCS在役管材是适应现有生产环境的,建议将20#钢列入SY/T0599-2006标准的管材选择范围,但是当天然气中CO_2含量超过60 g/m~3时应避免使用。     

天然气深冷装置CO_2腐蚀研究

大庆油田某深冷装置运行7年,三级压缩出口管线腐蚀失效破裂,造成较大的经济损失。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)等设备及技术手段,观察分析了腐蚀产物的形貌和成分,管道腐蚀主要为CO_2腐蚀。随着油田的持续开发,油田伴生气中的CO_2含量上升,使深冷装置三级压缩出口的CO_2分压超过0.21 MPa,管道处于重度腐蚀区域。采用高压动态模拟实验,研究了20#碳钢、316L不锈钢、5Cr低合金钢、16Mn低合金高强钢等4种管材在装置运行条件下的腐蚀速率,结果表明,20#钢的腐蚀速率为1.016 68 mm/a,316L不锈钢的腐蚀速率为0.002 13 mm/a;4种材料耐蚀性能由高到低的排序为316L不锈钢、5Cr低合金钢、16Mn低合金高强钢、20#钢,采用316L不锈钢可以降低天然气深冷装置的CO_2腐蚀速率。     

H2S分压对Q245R钢在H2S-CO2共存环境中腐蚀行为的影响

为研究H₂S-CO₂共存环境下H₂S含量对Q245R钢腐蚀行为的影响机制,通过模拟某油气田现场工况,利用高温高压釜设备开展不同P_H2S下Q245R钢在H₂S-CO₂环境中腐蚀性能试验,并采用金相显微镜、XRD、SEM和EDS等手段来分析Q245R钢的点蚀、腐蚀形貌和腐蚀产物组成等。结果表明：随着P_H2S由0.001 MPa增至0.11 MPa, Q245R钢均匀腐蚀速率增幅达196%,均匀腐蚀速率最大值为0.892 1 mm/a;腐蚀主控因素由CO₂腐蚀(P_H2S=0.001～0.05 MPa)转变为H₂S腐蚀(P_H2S=0.11 MPa),主要腐蚀产物由FeCO₃转变为FeS。由于腐蚀产物膜中的裂纹与孔洞等腐蚀微观通道的增加,以及反应溶液...     

X70厚壁海底管线钢管研制

根据我国南海深海管线用钢管的技术要求,开发出了厚壁X70钢级φ765.2 mm×31.8 mm海底管线钢管。通过对钢管进行检测:钢管管体纵向和横向屈服强度≥550 MPa,抗拉强度≥660 MPa,屈强比最低达到0.81,焊缝抗拉强度达695 MPa,均匀延伸率达到了7.6%,断后伸长率达到54%;在-20 ℃下管体冲击功平均值为340 J,焊接接头冲击功平均值最低为168 J;在0 ℃下管体CTOD特征值δm最高达到0.688 mm,焊接接头最小为0.222 mm,热影响区最小为0.280 mm。钢管管体母材、热影响区、焊缝部位的抗氢致开裂、硫化物应力腐蚀及盐雾腐蚀性能良好。试验结果表明研制的X70钢管具有优良的强塑性、低温韧性、断裂韧性及耐腐蚀性能,适用于海洋服役环境的油气输送。     

耐湿硫化氢腐蚀的新材料07/09Cr2AlMoRE

介绍了耐湿硫化氢腐蚀用 0 9Cr2AlMoRE钢无缝管和 0 7Cr2AlMoRE钢板材的化学成分、力学性能、耐腐蚀机理以及焊接材料研制的试验数据。分析了稀土在钢中微观行为的作用。试验与应用结果显示 ,0 7/ 0 9Cr2AlMoRE钢具有良好的耐应力腐蚀和耐均匀腐蚀性能 ,以及较强的耐湿H2 S腐蚀能力 ,因此 ,特别适用于在H2 S腐蚀环境中工作的部分炼油设备及油田集输设备     

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根据国内某高含硫气田集输管线内高含H₂S（8%～16%）、CO₂（5%～10%）的高压腐蚀环境，分析了可能存在的腐蚀影响因素，并采用静态高温高压釜研究了H₂S、CO₂、温度、Cl-以及元素硫等不同腐蚀影响因素对20#钢的作用规律。结果表明，在试验研究的范围内，20#钢的腐蚀比较严重，腐蚀速率在0.348～2.559 mm/a之间，但温度、水中Cl-含量以及元素硫是影响20#钢腐蚀程度的主要因素：水中Cl-含量越高，20#钢的腐蚀速率越大；温度为40 ℃时20#钢的腐蚀速率相对较大；元素硫的存在会加速20#钢的失重腐蚀和点蚀，最大点蚀深度为4.867 mm/a。通过室内研究，建议现场采取适当的措施清除集输管线内沉积的元素硫，而且最好不要让集输管线的温度停留在40 ℃左右，以减轻对管线的腐蚀；此外，还要加强对高Cl-含量地层水汇集的集输管线的防腐蚀工作。     

用于集输管线的0.5Cr 钢在模拟塔里木油田环境中的H2S/CO2 腐蚀行为研究

运用腐蚀失重和四点弯曲实验,参照NACE 0177-2005标准研究了用于集输管线的0.5Cr 钢在模拟塔里木油田腐蚀环境中的H₂S/CO₂腐蚀行为。结果表明,0.5Cr 钢在CO₂腐蚀环境中具有极高的均匀腐蚀速率,H₂S腐蚀性气体的存在显著降低了材料的均匀腐蚀速率。在CO₂分压为2MPa、H₂S分压为0.5MPa 时,腐蚀速率仅为0.1523 mm/a,表现出良好的抗均匀腐蚀和局部腐蚀能力。在H₂S和CO₂共存的环境条件下,0.5Cr 钢表面的腐蚀产物为FeS,未出现CO₂腐蚀产物成分FeCO₃。在该模拟条件下,H₂S的腐蚀占主导作用。同时模拟油田工况条件的抗H₂S应力腐蚀开裂实验表明,0.5Cr 钢具有良好的抗H₂S应力腐蚀开裂能力。     

一种新型集输管线用内衬钢管螺纹接头密封性能研究

目前油田集输管线采用焊接方式连接,管道运行较长时间后其内壁会发生较严重的腐蚀,焊接处焊缝会出现各类缺陷。为了解决钢管内部腐蚀和管道焊接所带来的问题,设计了一种新内衬钢管接头,并通过静水压试验测试其接头的密封性能。选取3组新型Φ73 mm×5.51 mm J55钢管螺纹接头和镀镍接箍,进行静水压试验。试验结果为:三组试样未发生泄漏,螺纹未发生变形最高压力57.8 MPa。经过静水压试验,所设计接头的密封性符合API Spec 5CT-2018的要求。     

Cr5Mo钢在高温环烷酸中的腐蚀研究

采用CJF-2L型高温高压反应釜进行旋转挂片试验,通过腐蚀失重法和腐蚀形貌分析研究了Cr5Mo钢在高温环烷酸介质中的腐蚀行为规律.试验结果表明：实验酸值、温度及流速均显著影响Cr5Mo钢的腐蚀速率.Cr5Mo钢的腐蚀速率随着介质酸值的增加而增大,与介质酸值平方根呈线性关系,但增加酸值对Cr5Mo钢的腐蚀速率影响有限;随着温度的升高,腐蚀速率先增大后减小,在280℃时腐蚀速率达到最大值,为0.262 3 mm/a,不符合Arrhenius公式;腐蚀速率随流速增加而变大,流速对腐蚀速率影响较大.Cr5Mo钢在高温环烷酸介质中出现严重点蚀,点蚀坑的数量随酸值、温度及流速增大而增大,严重威胁安全生产,因此建议Cr5Mo钢在高温环烷酸介质中应监护使用.     

合成氨装置中主甲醇换热器的腐蚀与防护

介绍了合成氨装置中主甲醇换热器EA-206的工艺和设备情况,并对其腐蚀机理进行了分析。对4种材料(08Cr2AlMo,16MnR,0Cr18Ni9Ti,20钢)做腐蚀测试可知:20钢做为管束材质已不适于当前工艺条件,应选用0Cr18Ni9Ti或08Cr2AlMo。同时介绍了金属材料的化学成分和力学性能与耐腐蚀性能的关系,并从设备和工艺方面提出了改进措施。     

采用印度焊接材料焊接国产珠光体耐热钢12Cr1MoVG

印度西孟加拉邦加尔各答Sagardighi电厂和Durgapur电厂建设工程3×300 MW机组锅炉高温过热器出口集箱,规格?准 609.6 mm×110 mm,采用国产钢材12Cr1MoVG钢,现场安装焊接采用印度焊接材料。结合该集箱厚壁、大直径管焊接的工艺特点,强调了12Cr1MoVG钢采用印度焊接材料焊接时,应注意充氩气保护、预热、层间温度及焊接线能量的控制,并采用多层多道焊和焊后热处理。实践证明,根据此焊接工艺能获得良好的焊接接头。     

X80钢级φ1219×18.4mm螺旋焊管的研制与应用

X80钢级φ1219mm×18.4mm螺旋埋弧焊管、X80管线钢焊接材料(焊丝、焊剂)等新产品,是为满足西气东输二线工程的急需而开发的。该产品应用了低碳、高铌钢的合金体系,实现了18.4mm热轧卷板的大批量工业化生产。研制成功的X80钢级φ1219mm×18.4mm螺旋埋弧焊管,各项技术指标均满足Q/SYGJX0102-2007《西气东输二线工程用螺旋埋弧焊管技术条件》要求。目前,该产品已应用于西气东输二线管道工程。