不同温度火烧驱油工况下油套管用钢的腐蚀行为

通过模拟火烧驱油工况,研究了油套管用N80钢、BG80-3Cr钢、P110钢、BG90H钢、BG90H-9Cr钢和BG90H-13Cr钢在不同温度下的腐蚀行为,分析了其腐蚀机制。结果表明:在较低温度(50℃)下,试验钢主要发生CO_2和氧腐蚀,腐蚀产物为FeCO_3,腐蚀产物膜的保护性较差,均匀腐蚀速率较高;在较高(150℃)温度下,氧腐蚀占主导作用,腐蚀产物为Fe_3O_4和FeCO_3,腐蚀产物膜的保护性下降,均匀腐蚀速率增大;在高温(250℃)条件下,腐蚀机制为氧腐蚀,腐蚀产物为Fe_3O_4,Fe_3O_4水化物膜的保护性较强,均匀腐蚀速率降低;N80钢、BG80-3Cr钢、P110钢、BG90H钢的均匀腐蚀速率均明显高于BG90H-9Cr钢和BG90H-13Cr钢的,且在50,150℃时的均高于0.2 mm·a~(-1);BG90H-9Cr钢和BG90H-13Cr钢在试验条件下的均匀腐蚀速率都低于0.2mm·a~(-1),在火烧驱油工况下具有良好的耐均匀腐蚀性能。     

模拟多元热流体采油温度循环、CO2-O2环境中 3Cr钢的腐蚀行为

在模拟不同多元热流体采油温度循环条件(100℃×72h→60℃×72h→100℃×72h→60℃×72h,100℃×72h→60℃×72h→100℃×144h,100℃×72h→60℃×216h,分别记为1~#,2~#,3~#方案)、CO_2-O_2环境中对3Cr钢进行浸泡腐蚀试验,研究了试验钢的腐蚀速率、腐蚀形貌及腐蚀产物物相组成。结果表明:在1#和2#方案下试验钢的腐蚀速率相近,3~#方案下的腐蚀速率最小,较前二者分别下降了15.0%和14.74%;在3种方案下,试验钢表面均存在点蚀坑,其腐蚀产物膜分为两层,内层膜较致密,但存在许多微小的裂纹,外层膜疏松,存在许多孔洞;腐蚀产物均主要由Fe_2O_3、FeCO_3、FeOOH和Cr(OH)_3组成。     

油田集输系统中不同CO_2分压下16Mn钢的腐蚀行为

采用浸泡试验、电化学试验等方法研究了16Mn钢在模拟油田集输系统中不同CO_2分压(0,0.15,0.3 MPa)下的腐蚀行为。结果表明:16Mn钢的腐蚀速率随CO_2分压的增加呈先增大后减小的变化趋势;当CO_2分压为0时,16Mn钢表面未形成腐蚀产物膜,为均匀腐蚀;当CO_2分压为0.15 MPa时,腐蚀产物膜较完整致密,为均匀腐蚀;当CO_2分压为0.30 MPa时,腐蚀产物膜变薄并有明显缺陷,为典型的台地腐蚀;16Mn钢表面的腐蚀产物主要是FeCO_3;16Mn钢的腐蚀反应主要以阳极活化溶解为主,电化学阻抗谱的中频感抗弧与腐蚀产物的溶解吸收有关,低频容抗弧与腐蚀产物膜覆盖区的活化溶解有关。     

CO_2-Cl~-共存腐蚀介质中油管钢腐蚀疲劳裂纹扩展性能研究

油管服役环境中常存在Cl~-、CO_2等腐蚀性介质,它们会导致油管壁面产生点蚀坑。这些点蚀坑成为受交变载荷油管发生疲劳损伤的疲劳源。以现场用油管钢13Cr为研究对象,选取CO_2-Cl~-腐蚀介质为环境工况,在标准CT试样上进行腐蚀疲劳裂纹扩展实验。分别测量大气环境下、含有Cl~-溶液中及含有CO_2-Cl~-共存环境下的油管钢13Cr的腐蚀疲劳裂纹扩展速率。对比分析这三种腐蚀工况下油管钢13Cr疲劳裂纹扩展速率的变化规律。结合断口形貌分析,探索CO_2-Cl~-共存腐蚀介质中,油管钢13Cr的腐蚀疲劳失效机理。     

超级13Cr油管钢在含Cl-溶液中的腐蚀行为及其表面腐蚀膜的电化学特性

在室温不同质量分数(5%～35%)NaCl溶液中对超级13Cr油管钢进行浸泡腐蚀试验,研究了该钢的腐蚀形貌、腐蚀速率、腐蚀产物及其表面腐蚀膜的电化学特性。结果表明:试验钢在NaCl溶液中具有较好的耐蚀性;随NaCl质量分数的增加,其耐蚀性降低,当NaCl质量分数大于25%时变化尤为显著,腐蚀形式由局部腐蚀发展为全面腐蚀,腐蚀产物主要为Fe_3O_4,腐蚀膜疏松不致密;腐蚀膜的极化曲线存在钝化区,具有钝化特性,在低频区的电极过程为扩散控制,在高频区则为电荷传递控制,其阻抗由一个时间常数确定。     

20G钢在高含Cl~-乙二醇溶液中的腐蚀机理研究

通过高压釜试验研究了20G钢在高含Cl-乙二醇溶液中的腐蚀行为,用能谱(EDS)及X射线光电子能谱(XPS)对腐蚀产物膜进行成分分析,试验结果表明:20G在乙二醇溶液中生成的钝化膜较薄,其主要成分为Fe2O3,FeOOH。在溶液中水的作用下,由于氧化膜溶解,形成阳离子层促使钝化膜形成。在闭塞区,当孔内溶解的电流密度大于溶解产物由孔内向孔外的传质速度,腐蚀性加强。     

0Cr15Ni5Cu3Nb不锈钢在Cl~-介质中的点蚀行为

用动电位极化技术和化学浸泡法研究0Cr15Ni5Cu3Nb马氏体沉淀硬化不锈钢在Cl-介质中的点蚀行为,并用SEM观察了不锈钢钝化膜的形貌。结果表明:硝酸钝化有效清除了0Cr15Ni5Cu3Nb不锈钢表面微观凸起部分,减少Cl-产生的点蚀。该不锈钢在腐蚀初期的腐蚀速率较快,富集Cl-不仅促进初生蚀孔自身长大,还会在蚀孔内壁形成核并产生新的点蚀小孔。     

超级13Cr与高强15Cr马氏体不锈钢在酸化液中的耐蚀性能对比

通过在高温(120℃)、高压(10MPa)和鲜酸(10%HCl+1.5%HF+3%HAc+5.1%TG201缓蚀剂)条件下的腐蚀试验,对超级13Cr和高强15Cr马氏体不锈钢在此苛刻工况条件下的耐蚀性及其与酸化缓蚀剂的匹配性进行对比试验。结果表明:超级13Cr和高强15Cr马氏体不锈钢在此条件下的均匀腐蚀速率分别为14.551 6,13.495 4mm·a-1,远低于相关标准要求;酸化缓蚀剂与两种试验钢的匹配性均较好,但并不能防止点蚀的发生,与高强15Cr钢相比,超级13Cr钢的点蚀速率较高,点蚀密度大;高强15Cr钢在鲜酸中的耐蚀性要优于超级13Cr钢的。     

Q235钢在冀北地区的大气腐蚀行为

对Q235钢在冀北地区(唐山市、秦皇岛市、廊坊市、承德市和张家口市)进行暴露1 a的大气腐蚀试验,对比了Q235钢在不同城市的腐蚀速率,研究了5个城市中心位置(安各庄、天马、霸州、隆城、万全)大气环境中的Cl-沉积率、SO2含量及湿度对Q235钢腐蚀速率的影响,并观察了腐蚀产物形貌.结果表明:Q235钢的腐蚀速率从东南方向至西北方向逐渐降低;Cl-沉积率较低,对腐蚀速率的影响较小,SO2含量对腐蚀速率的影响大于Cl-的,空气相对湿度的影响最大;Q235钢在安各庄站的腐蚀速率较快,表面腐蚀产物主要为对基体保护作用较小的片状γ-FeOOH,在霸州和天马站的腐蚀速率次之,腐蚀产物主要为团簇状α-FeOOH,在万全和隆城站的腐蚀速率较慢,表面腐蚀产物主要为棉絮状的α-FeOOH,对基体的保护作用较大.     

SO_2质量分数对污染海洋大气环境中高强钢E690腐蚀行为的影响

采用干湿交替腐蚀试验方法,结合电化学测试、锈层截面和腐蚀产物X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)分析,研究SO_2质量分数对E690钢在模拟污染海洋大气环境中腐蚀行为的影响。结果表明,海洋大气环境中的SO_2改变了E690钢海洋大气腐蚀的电化学机制,使得极化曲线的阳极分支由弱钝化特征转变为活性溶解特征,阴极分支由氧扩散过程控制转变为氧扩散和析氢反应共同控制,因而大大促进了阳极和阴极的电化学反应过程。同时,SO_2又显著促进α-Fe OOH的生成和Ni、Cr合金元素在内锈层中的富集,大大促进锈层的致密化,使均匀腐蚀速率逐渐减低,并促进锈层底部点蚀坑的生长。随着模拟溶液中Na HSO_3浓度的增加,E690钢在60 d内的平均腐蚀速率逐渐增加,当Na HSO_3浓度达到0.03 mol/L时,又出现一定程度的降低;同时,锈层底部的点蚀坑随Na HSO_3浓度的增加显著长大。     

温度对UNS N08825合金在高含H2S环境中耐腐蚀性能的影响

在不同温度(80,90,110,132℃)、高压、高含H₂S和高含氯离子环境中对UNS N08825合金进行了72 h浸泡和电化学腐蚀试验,研究了温度对合金耐腐蚀性能的影响,分析了其影响机理。结果表明：在80℃下试验合金几乎不发生腐蚀,90,110,132℃下合金表面出现黑色腐蚀产物,并且110,132℃下的腐蚀产物增多且呈疏松多孔特征;随着温度升高,合金表面的点蚀坑数量增多且深度增加,最大点蚀速率和均匀腐蚀速率均增大;随着温度升高,试验合金的自腐蚀电位、电荷转移电阻和钝化膜电阻减小,自腐蚀电流密度增大。当温度低于90℃时,合金表面钝化膜均匀致密,点蚀敏感性低,具有较好的耐腐蚀性能;当温度不低于90℃时,元素硫的水解加剧,合金表面钝化膜发生破坏,点蚀更易发生,耐腐蚀性能变差。     

45钢表面激光熔覆Ni20合金粉末的组织及耐腐蚀性能研究

利用激光熔覆技术,在45钢表面制备了Ni20合金粉末熔覆层,通过SEM、XRD等方法分析表明研究涂层相及组织。利用CHI660B电化学测试系统,测试膜层及基体的开路电位及极化曲线,采用SY/Q-750型盐雾腐蚀试验箱,对熔覆层的耐腐蚀性能进行研究。结果表明:熔覆层与基体形成良好的冶金结合;熔覆层组织具有定向凝固特征且晶粒生长方向垂直于界面;熔覆层主要由CrNiFeC,Fe3Ni2,Ni3Cr2等相组成;Ni20合金合金粉末激光熔覆层在3.5%NaCl盐雾中的腐蚀为局部点蚀,45钢为均匀腐蚀,熔覆层腐蚀速率仅为45钢的一半;电化学测试表明熔覆层的自腐蚀电位较45钢正移,具有更小腐蚀电流密度。     

钼元素对2Cr13型高氮耐蚀塑料模具钢组织与性能的影响

在2Cr13型高氮耐蚀塑料模具钢中添加质量分数0.5%的钼元素,研究了钼元素对淬火和回火后该钢显微组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明：钼的添加缩小了试验钢的奥氏体相区,淬火后的残余奥氏体体积分数为8.49%,低于不含钼试验钢(9.05%);钼的添加使得回火态试验钢的强度、硬度以及冲击吸收能量均得到提高,其中屈服强度提高了12%。盐雾腐蚀试验后回火态试验钢主要发生点蚀,含钼试验钢表面的点蚀坑数量较少,尺寸较小,其腐蚀速率为0.072 1 g·m^-2·h^-1,远小于不含钼试验钢(0.161 2 g·m^-2·h^-1);含钼试验钢的极化曲线中存在明显的钝化区,而不含钼试验钢不存在钝化区。含钼试验钢的耐腐蚀性能优于不含钼试验钢。     

38CrMoAlA钢表面多弧离子镀CrN涂层的制备及其耐摩擦腐蚀性能研究

为提高酸性条件下38CrMoAlA钢的耐摩擦腐蚀性能,采用多弧离子镀技术在38CrMoAlA钢和渗氮38CrMoAlA钢基体上沉积CrN、Cr/CrN涂层,通过XRD、SEM等方法对涂层的微观结构进行表征,通过硬度和结合力测试、开路电位和极化性能测试、摩擦磨损试验,研究涂层的力学、电化学以及摩擦学性能。结果表明:CrN和Cr/CrN涂层开路电位较高,腐蚀电流密度小,涂层表面处于轻微钝化态,可提高酸性条件下38CrMoAlA钢的耐腐蚀性能;CrN和Cr/CrN涂层的摩擦因数和磨损率均小于38CrMoAlA钢基体,表明2种涂层均可提高38CrMoAlA钢基体的摩擦学性能;以渗氮38CrMoAlA钢为基体的Cr/CrN涂层的硬度虽略小于以38CrMoAlA钢为基体的CrN涂层,但其具有更高的膜基结合力和更优的耐摩擦腐蚀性能。     

Q235钢在3种典型土壤环境中的腐蚀行为

选择取自武汉的近中性黄棕壤、取自天津的碱性盐碱土和取自南昌的酸性红壤作为腐蚀介质,对Q235钢进行室内模拟加速腐蚀试验,对比研究了试验钢的腐蚀速率、腐蚀形貌和腐蚀产物组成,分析了其腐蚀机理。结果表明:在3种土壤中试验钢均发生了不均匀的全面腐蚀和局部点蚀。腐蚀产物外层结构疏松,主要由Fe_2O_3、FeOOH组成;内层结构致密,主要由Fe_3O_4组成。在碱性盐碱土中,试验钢表面形成了结构完整的腐蚀产物层,抑制了阴极的耗氧反应,腐蚀速率最低;酸性红壤中较高浓度的H~+促进了阴极析氢反应的进行以及裂纹的产生,试验钢腐蚀速率最高;在腐蚀后期,试验钢表面形成了致密的Fe_3O_4内锈层,因此腐蚀15d时的腐蚀速率大于腐蚀30d时的。     

四种常用管线钢在满洲里土壤模拟溶液中的腐蚀行为

采用动电位极化和交流阻抗技术研究了四种常用管线钢(Q235钢、20钢、X70钢和X80钢)在满洲里土壤模拟溶液中的腐蚀行为,并观察了它们的腐蚀形貌。结果表明:四种管线钢的极化曲线均呈典型的活化溶解特征;Q235钢、20钢、X70钢和X80钢的电极极化电阻和弥散指数均依次增大,氧化膜完整性和致密性依次增强,腐蚀速率依次减小;Q235钢发生了显著的全面腐蚀,腐蚀最严重;20钢同时发生全面腐蚀和局部腐蚀,腐蚀程度较Q235钢轻;X70钢和X80钢均以点蚀为主,前者腐蚀轻微,后者的腐蚀现象不明显。     

P110钢和TP110SS钢在含不同饱和气体NaCl溶液中的腐蚀行为

采用挂片浸泡试验和电化学试验研究了P110钢和TP110SS钢在分别含有饱和H_2S、CO_2以及H_2S+CO_2气体NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明:两种试验钢在含饱和H_2S的NaCl溶液中的腐蚀最为严重,腐蚀产物主要为易脱落的铁硫化合物,其对金属基体的保护作用较弱;在含饱和CO_2的NaCl饱和溶液中的腐蚀速率最低,试验钢表面呈典型的"台地"和"癣状"腐蚀形貌,腐蚀产物主要为碳酸亚铁;在含饱和H_2S+CO_2的NaCl溶液中的腐蚀速率介于前两者之间,主要以H_2S腐蚀为主,腐蚀产物疏松、不致密,试验钢表面的局部腐蚀形貌显著;试验钢在含3种饱和气体NaCl溶液中的腐蚀反应均属于典型的阳极溶解型。     

高频淬火1Cr12Ni2W1Mo1V钢点蚀萌生机理探讨

测定了高频淬火后经不同温度回火的1Cr12Ni2W1Mo1V钢试样在不同腐蚀环境以及有外加应力作用下的点蚀电位。结果表明，1Cr12Ni2W1Mo1V钢的点蚀萌生不仅与材料的热处理工艺、微观组织以及腐蚀环境有关，而且与外加应力有很大的关系。点蚀电位Eb随氯离子浓度CCl^-增大而降低，且Eb与log CCl^-吴直线关系。对于高频淬火＋低温回火试样，在一定氯离子浓度（4．373mol/L Cl^-) 下，pH值对点蚀电位影响不大；而对调质试样，pH值对Eb影响较大。高频淬火后试样的点蚀电位随外加应力变化可分为三个区：在应力小于50MPa时，点蚀电位随应力增加而急剧下降；在50－400MP范围，点蚀电位随应力增加而缓慢减小；当应力大于400MPa时，点蚀电位基本趋于稳定。在此基础上提出了1Cr12Ni2W1Mo1V钢在外加应力作用下的钝化膜破裂机理。     

20G钢锅炉弯管蚀孔的失效分析

对20G钢锅炉弯管的点蚀孔洞，用光学显微镜观察其显微组织，用直读光谱仪和电子探针对腐蚀前、后20G钢的成分和腐蚀产物进行了分析，讨论了产生点蚀孔洞的原因，并提出了提高弯管使用寿命的措施。     

32Cr3Mo1VA钢表面电火花沉积Cr的两极质量过渡机制

研究了32Cr3Mo1VA钢表面电火花沉积Cr的两极质量过渡机制,从基体的角度将32Cr3Mo1VA钢电火花表面强化分为三个阶段:即电极与基体放电;强化层中第二相逐渐形成到完全建立;强化层中的第二相成为"电极电蚀的对象".