20/316L双金属管的腐蚀失效原因分析

随着20/316L双金属管在油气生产中的推广应用,关于内衬316L不锈钢的腐蚀失效问题日益突出,尤其是条件苛刻的酸性集输环境下,目前相关研究不多.利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等测试手段对20/316L双金属管在含H2S-Cl-的酸性集输环境中出现的腐蚀失效问题进行了系统分析,探讨了腐蚀失效的原因.结果表明:20/316L双金属管腐蚀类型为局部腐蚀,主要分布于内衬管316L的底部.腐蚀失效的主要原因是腐蚀介质中存在高浓度的H2S与Cl-,共同促进了钝化膜的破裂与点蚀的发展.当存在较高浓度的H2S与Cl-时,钝化膜薄弱处与电位较低的非金属夹杂物处易发生钝化膜的破裂与金属基体的快速溶解而成为点蚀源,形成点蚀.     

316L不锈钢在氯离子环境中的腐蚀行为

为了研究316L不锈钢在含Cl-环境中的腐蚀行为,采用浸泡和电化学相结合的方法,研究了其在不同Cl-浓度溶液中不同浸泡时间的腐蚀行为,采用扫描电镜(SEM)观察了腐蚀形貌.结果表明:316L不锈钢在含Cl-环境中的点蚀程度与Cl-浓度密切相关,随着Cl-浓度的增加,点蚀程度先增大后减弱,当Cl-浓度为3％时,点蚀最严重,当Cl-浓度超过3％时,点蚀减缓;316L不锈钢在NaCl溶液中钝化膜的形成是缓慢的,膜结构具有不完整性,为点蚀的孕育、萌生提供了结构条件,而点蚀一旦形成,在自催化作用下继续发展;316L不锈钢在含Cl-体系中的腐蚀行为是Cl-浓度与溶解氧含量两因素共同作用的结果,溶液中Cl-含量的增加一方面为加速腐蚀提供了物质条件,促进腐蚀;另一方面减少了介质中溶解氧的含量,抑制了腐蚀,两者的综合作用使腐蚀得以控制.     

Cl~-和H_2S对不锈钢电化学行为的协同影响

目前,对Cl~-和H_2S共存条件下不锈钢的腐蚀尤其是点蚀行为鲜有研究。采用动电位扫描和交流阻抗测试研究了304,316L和2205 3种不锈钢在含有不同浓度Cl~-和H_2S的溶液中的电化学行为。结果表明:在含有1 200 mg/L Cl~-的溶液中,随H_2S浓度增大,304和316L的点蚀敏感性均增大,但此条件下的H_2S浓度并未对2205双相不锈钢产生影响。当Cl~-浓度增大到1 500 mg/L时,2205产生了点蚀现象,说明虽然H_2S促进了不锈钢点蚀的发生,但Cl~-是诱导不锈钢产生点蚀的关键因素。     

316L不锈钢在不同环境中点蚀形核研究

通过人工海水中长期浸泡实验和循环伏安极化曲线测试,研究了温度、Cl-浓度、溶解氧浓度对抛光后的316L不锈钢点蚀形核的影响,确定了不锈钢在不同环境的人工海水中点蚀的萌生时间和位置。结果表明:与温度和Cl-浓度的影响不同,溶解氧浓度的增加对不锈钢点蚀形核具有抑制作用。316L不锈钢在4℃,8×10-6溶解氧浓度,10%(质量分数)NaCl溶液中浸泡后表面出现钝化膜局部破坏,点蚀形核时间为60~70天,形核位置存在MgO-Al2O3系和CaO-SiO2系非金属夹杂物。不锈钢在4℃人工海水和0.02×10-6溶氧量浓度下浸泡后,表面出现点蚀的时间为70~80天。     

316L不锈钢焊缝的点蚀行为

采用数显恒温水浴锅HH-4静态模拟点腐蚀的试验方法,研究316L奥氏体不锈钢焊缝在不同Cl^-浓度和温度下的三氯化铁溶液中点腐蚀行为,探讨不同的Cl^-浓度和温度变化对焊缝耐蚀性能的影响。结果表明：在三氯化铁溶液中,Cl^-浓度增加、温度升高,316L奥氏体不锈钢焊缝的耐点蚀性能下降,腐蚀速率增加,腐蚀后的表面形貌为不均匀点腐蚀。     

温度对718镍基合金在高酸性环境下耐腐蚀性能的影响

718镍基合金是高酸性油气井中常用的金属材料,但目前对其腐蚀机理和影响因素的研究较少。利用高温高压反应釜进行腐蚀模拟,采用失重法、扫描电镜(SEM)等手段研究了温度对718镍基合金在高含H_2S/CO_2环境下腐蚀行为的影响。结果表明:在CO_2分压3.5 MPa、H_2S分压3.5 MPa、Cl~-含量150 000 mg/L的模拟环境下,718镍基合金在150,175,205℃下均呈现全面腐蚀,未出现点蚀和局部腐蚀。但随温度升高,镍基合金718的均匀腐蚀速率逐渐增加,材料表面钝化膜出现硫化,并逐渐向腐蚀产物膜转变,质地由致密变得疏松。     

城市污水作冷却水时影响316L不锈钢耐蚀性的因素

用电化学方法研究了水质中的Cl-、NH4 -N、化学需氧量(COD)和pH值对316L不锈钢耐蚀性的影响.试验表明:在测试水质条件下,Cl-浓度达到300 mg/L时316L不锈钢点蚀电位有明显的下降;NH4 -N浓度的增加使点蚀电位显著降低;COD的增大使钝化电流有所增大;pH值增大到9时使316L不锈钢钝化电流有明显的增加.     

温度对镍基合金718在高含H_2S/CO_2环境下应力腐蚀行为的影响

镍基合金718是一种高酸性油气井中常用的金属材料,但对其应力腐蚀开裂敏感性及其影响因素的研究较少。利用高温高压反应釜进行应力腐蚀开裂模拟试验,结合扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)等分析手段研究了温度对718镍基合金在高含H_2S/CO_2环境下应力腐蚀行为的影响。结果表明:在CO_2分压3.5 MPa、H_2S分压3.5 MPa、Cl~-含量150 000 mg/L的模拟环境下,镍基合金718在150,175,205℃下均未发现点蚀和裂纹,应力腐蚀开裂敏感性较低;但随温度升高,镍基合金718的C环应力腐蚀试样表面的钝化膜出现明显的硫化和颗粒状的腐蚀产物,并逐步团聚形成点蚀源。     

元素S对镍基合金718在含H2S和CO2盐溶液中腐蚀行为的影响

目前就元素S对高酸性油气井中常用的金属材料镍基合金718腐蚀行为影响的研究较少。在模拟高温、高含H2S/CO2和高Cl-浓度的腐蚀环境中,通过高温高压腐蚀模拟试验,结合失重测量、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱分析(EDS)等技术手段研究了元素S对镍基合金718腐蚀行为的影响。试验表明:在205℃,CO2分压3.5 MPa、H2S分压3.5 MPa、Cl-浓度200 g/L环境下,1 g/L元素S的加入加剧了镍基合金718的腐蚀,增加了应力腐蚀开裂的敏感性。点蚀主要源于Cl-参与的歧化反应,而均匀腐蚀是高温下的单质S直接或间接与金属发生反应导致的。开裂的成因是单质S的加入加速了点蚀坑的形成和发展,导致多个点蚀坑连通构成长条状的腐蚀坑,最终形成裂纹导致开裂。     

8367、904L和316L奥氏体不锈钢的耐点蚀性能研究

为了研究8367、904L和316L奥氏体不锈钢在不同环境下的的耐点蚀性能,采用电化学试验和浸泡腐蚀试验,从点蚀当量、临界点蚀温度、点蚀电位和腐蚀速率等方面进行了分析。结果表明：8367、904L和316L不锈钢在3.5%NaCl溶液中的临界点蚀温度分别为66,50,15℃;随着介质温度的升高,8367的临界点蚀点位无明显变化,904L和316L的临界点蚀点位则逐渐降低,且E_b（8367）>E_b（904L）>E_b（316L）;8367不锈钢在20℃和50℃的4%FeCl₃溶液中均具有较低的腐蚀速率,且随着温度升高,腐蚀速率无明显变化;904L和316L在20℃和50℃的4%FeCl₃溶液中的腐蚀速率均大于8367,且随着温度升高,904L和316L的腐蚀速率大幅度增大。     

铸造双相不锈钢点腐蚀行为研究

采用化学浸泡腐蚀试验及微观组织和化学成分分析研究了5种铸造双相不锈钢在6%Fe Cl3溶液中的点腐蚀行为,并与316L奥氏体不锈钢进行了对比。结果表明,铸造双相不锈钢的抗点腐蚀性能均优于316L的,腐蚀速率和点腐蚀深度均小于316L奥氏体不锈钢的;双相不锈钢主要耐点蚀能力合金元素在奥氏体和铁素体相内分布不均匀,铬、钼更多地分配于铁素体相内,而镍、氮则更多地分配于奥氏体相内,铁素体相的耐点蚀指数PRE(Cr%+3.3Mo%+16N%)大于奥氏体相;双相不锈钢的耐点腐蚀性能与化学成分有关,随着PRE的增加,双相不锈钢的耐点腐蚀性能提高,铜元素在铁素体内析出的富铜相导致点蚀优先在铁素体内发生和发展。     

几种超级不锈钢在模拟烟气脱硫环境中的点蚀行为

目前,针对904L,254s Mo和2507等几种主要备选超级不锈钢在烟气脱硫环境中的耐点蚀性能缺乏系统研究。在温度分别为20、40、70℃的死亡绿液溶液中,利用循环伏安曲线和扫描电镜(SEM)法,对316不锈钢和超级不锈钢904L、254s Mo及2507的极化行为和点蚀形貌进行了研究。结果表明:在该环境中,升高温度可降低4种不锈钢表面钝化膜稳定性并提高其点蚀敏感性;在不同温度环境下,316不锈钢均有严重的点蚀现象发生,而254s Mo和2507不锈钢表面均无明显点蚀迹象;在20℃时,904L不锈钢表面无明显点蚀迹象,40℃时,其表面出现典型的点蚀形貌,但点蚀坑尺寸较小,在70℃的高温下,其点蚀坑尺寸明显增大,点蚀损伤严重;254s Mo和2507均适合作烟气脱硫设备材料,而316、904L在该环境中需谨慎使用。     

Compatibility of ferritic and duplex stainless steels as implant materials: in vitro corrosion performance

The pitting corrosion, crevice corrosion and accelerated leaching of iron, chromium and nickel of super-ferritic and duplex stainless steels, and for effective comparison the presently used 316L stainless steel, have been studied in an artificial physiological solution (Hank's solution) by the potentiodynamic anodic polarization method. The results of the above studies have shown the new super-ferritic stainless steel to be immune to pitting and crevice corrosion attack. The pitting and crevice corrosion resistances of duplex stainless steel were found to be superior to those of the commonly used type 316L stainless steel implant materials. The accelerated leaching study conducted for the above alloys showed very little tendency for the leaching of metal ions when compared with 316L stainless steel. Thus the present study indicated that super-ferritic and duplex stainless steels can be adopted as implant materials due to their higher pitting and crevice corrosion resistance.     

烧结烟气有机胺脱硫系统的腐蚀状况及防护对策

为考察316L不锈钢在攀钢烧结烟气有机胺法脱硫的适用性,采用动电位极化曲线、现场挂片试验及实验室挂片浸泡试验的分析方法,研究了有机胺法脱硫工艺及腐蚀介质特点。结果表明:316L不锈钢在洗涤液腐蚀性最强,腐蚀速率高达1.520 mm/a,Cl~-和低pH值促进点蚀,属欠耐蚀材料;在脱硫富液中有中等点蚀,在贫液中有轻微点蚀,属于耐蚀材料。为此,结合现场工艺运行,对洗涤段进行了多层外衬及工艺改进、再生塔主部件更换为奥氏体不锈钢254SMO及工艺控制优化,稳定了系统的运行,对工程实际应用有指导意义。     

Corrosion and stress corrosion cracking behavior of 316L austenitic stainless steel in high H2S–CO2–Cl− environment

In oil and gas production environments, H₂S and Cl^? can coordinate to cause pitting or stress corrosion cracking (SCC) of stainless steels. There has been limited work conducted on corrosion and SCC of autenitic stainless steels in high H₂S–CO₂–Cl^? environments. In this paper, by four-point bending test method and scanning electron microscopy analysis, SCC of 316L steel was investigated under high H₂S–CO₂ pressures with 150,000 ppm Cl^? at 60 °C. The effect of high H₂S–CO₂ pressure was discussed. The results indicated that the higher H₂S–CO₂ pressure can accelerate anodic dissolution process, deteriorate passive films, and aggravate SCC sensitivity. Using cyclic potentiodynamic polarization measurements, the corrosion behavior of 316L steel was studied in high H₂S–CO₂–Cl^? environments. The effect of pH on pitting corrosion was discussed. Lower pH can promote both cathodic and anodic actions on 316L steel and facilitate passive film breakdown.     

热网换热站不锈钢换热板点蚀的临界条件

热网二级换热站一般采用板式换热器,在其使役过程中不锈钢换热板一旦出现腐蚀穿孔,不但影响一次水水质,而且干扰换热器稳定运行,甚至影响居民供热,因此阐明换热板发生点蚀的临界条件对于科学设定水质控制标准和防止点蚀发生具有重要意义。为此,通过材料化学分析、XRD、SEM及电化学测试等方法对这一问题进行研究。结果表明:在65℃条件下,304不锈钢点蚀的临界Cl;浓度为125 mg/L,316L不锈钢点蚀的临界Cl;浓度为230 mg/L;不锈钢表面一旦形成垢层,表面会发生局部酸化,此时不锈钢更容易发生点蚀;运行过程中为了防止不锈钢换热板点蚀,不仅要严格控制循环水中Cl;浓度,还应防止换热板表面结垢或附着腐蚀产物。     

MHB4新型合金抗蚀性能研究

用中频感应炉熔炼了新型超低碳高合金奥氏体不锈钢ＭＨＢ４和３１６Ｌ不锈钢,研究了它们在不同介质中的抗腐蚀性能。结果表明,由于ＭＨＢ４增加了Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ的含量,并加入Ｗ,极大地提高了抵抗Ｃｌ＾－离子引起的点蚀能力,因此ＭＨＢ４的耐点蚀、耐缝隙腐蚀以及在合成海水中的抗蚀性均优于３１６Ｌ不锈钢。     

Effect of Cl- on the Properties of the Passive Films Formed on 316L Stainless Steel in Acidic Solution

The corrosion behavior of 316L stainless steel （31 6L SS） has been investigated in solutions containing various concentrations of chloride ions by using potentiodynamic polarization, capacitance measurement and Mott- Schottky relationship analysis （M-S）. The result indicates that passive currents change slightly with the addition of chloride ions. The pitting potential （Epit） decreases linearly with Iog[CI-]. Correspondingly, the point defect diffusion coefficient （Do） of the passive film increases linearly with increasing Iog[CI-]. The results also indicate that the pitting corrosion of 316L SS follows the adsorption mechanism in NaCI solution.