温度对N80碳钢CO_2腐蚀产物膜性能的影响

用电化学阻抗谱技术研究了不同温度下N80油套管钢在饱和CO2模拟地层水中的腐蚀电化学性能,并观察了腐蚀产物膜的形貌.结果表明,中、低温条件下,温度升高,膜的致密性增加,离子在膜内的扩散过程减弱;当温度达到200℃时,扩散阻抗下降,扩散过程变得相对容易.腐蚀产物膜呈双层结构,其厚度随温度的升高而逐渐减小.去除腐蚀产物膜后的试样表面形貌显示,随着温度的升高,腐蚀坑逐渐变小,直至最后转变为均匀腐蚀;当温度达到200℃时,点蚀坑又变大,表明腐蚀有进一步加剧的迹象.     

超临界CO2环境中温度和流速对N80碳钢腐蚀行为的影响

目的研究超临界CO2环境中温度和流速对N80碳钢腐蚀行为的影响,探讨N80碳钢在超临界CO2环境中的腐蚀机制。方法利用高压釜进行失重和电化学测试,同时利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)进行腐蚀形貌观察和腐蚀产物成分分析。结果当温度为40℃时,腐蚀速率最小,电化学阻抗随时间延长持续减小,此条件下并没形成FeCO3保护膜。升高温度导致腐蚀初期的腐蚀速率明显增大,然而腐蚀某个时刻后,电化学阻抗突然增大,意味着FeCO3保护膜的形成。温度越高,腐蚀24 h后的阻抗越大,产物膜越致密,保护性越好。另外,腐蚀失重速率随流速的增加而增大,电化学测试也表明流速越大,阻抗越小,腐蚀电流密度越大。SEM形貌分析表明,流体流动破坏了FeCO3膜的致密度,降低了其对N80碳钢基体的保护作用。结论尽管升高温度加速了N80碳钢的腐蚀,但却有利于保护性FeCO3膜的形成。温度越高,FeCO3膜越致密。流体流动破坏了保护性FeCO3膜的致密性,加速了N80碳钢腐蚀。     

时效对2205不锈钢在模拟气田地层水中的电化学性能影响

采用极化曲线法和交流阻抗法,分析了经1040℃(40 min)固溶处理后的2205双相不锈钢经不同时效温度和时间处理后在85℃饱和CO2地层水溶液中的电化学腐蚀特性,并借助金相显微镜、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察其显微组织的变化。结果表明,当800～900℃时效后,双相不锈钢的自腐蚀电位随着时效温度的升高向正向移动,电流密度先增大后减小,在850℃时,钝化区间已不明显,腐蚀速率达到最大;在相同的时效温度下,随着时效时间的延长,自腐蚀电位愈正,钝化区间逐渐缩小直至消失,腐蚀速率随时间的延长逐渐增大。通过微观分析表明,时效析出相σ相是产生点蚀导致高温时效双相不锈钢耐电化学腐蚀能力下降的主要原因。     

N80套管在热采条件下的腐蚀电化学研究

目的 针对热采过程中生产阶段和焖井阶段的典型温度工况条件,研究80 ℃与140 ℃温度下N80套管钢在不同CO2分压下的腐蚀电化学行为。方法 利用高温高压电化学设备,采用三电极体系进行动电位极化曲线和电化学阻抗谱（EIS）的测试,并采用ZSIMPWIN软件对电化学阻抗谱测试结果进行拟合分析。利用高温高压反应釜进行腐蚀模拟实验,并使用扫描电子显微镜（SEM）进行腐蚀产物微观形貌观察。结果 在80 ℃与140 ℃条件下,N80钢在CO2分压0.5~4.0 MPa条件下的腐蚀均为阴极控制,随CO2分压的增大,腐蚀电位Ecorr正移,腐蚀电流密度Jcorr增大。80 ℃下N80钢的电化学阻抗谱呈现3个时间常数,为高频容抗弧、中低频感抗弧和低频容抗弧;温度升至140 ℃后,N80钢电化学阻抗谱中感抗弧消失,呈现2个时间常数,为高频容抗弧与低频容抗弧。结论 通过阻抗谱拟合结果对比及对浸泡实验试样腐蚀产物的微观形貌观察发现,温度升高后,腐蚀产物膜电阻Rc与电荷传递电阻Rt增大,孔隙率降低,对基体的保护性增强。     

不同温度下X80钢在高pH土壤模拟溶液中的腐蚀电化学行为

采用动电位极化、金相显微镜及电化学阻抗谱等方法研究了X80钢在不同温度(25℃,45℃和65℃)的高pH土壤模拟溶液(0.5mol.L-1 Na2CO3+1.0mol.L-1 NaHCO3)中的腐蚀电化学行为。动电位极化及金相显微镜结果表明,随着温度的升高,X80钢腐蚀速率增加,钝化膜耐蚀性降低,且65℃时最为严重;不同温度下钝化膜的电化学阻抗谱均呈现高、中频段容抗弧和低频段Warburg阻抗特征,随着温度的升高,X80钢表面钝化膜致密性逐渐变差,对基体的保护作用逐渐降低。     

挤压态Mg-2Zn-0.4Zr-0.6Ce生物镁合金组织与性能

利用OM、SEM、质量损失测试、电化学测试与拉伸试验研究了挤压温度对Mg-2Zn-0.4Zr-0.6Ce生物镁合金组织与性能的影响。结果表明,热挤压后合金发生动态再结晶,合金的组织均由细小的再结晶晶粒与原始晶粒组成。在470~510℃范围内随着挤压温度的升高,合金再结晶晶粒体积分数逐渐增大,晶粒尺寸变化不明显,合金的腐蚀速率与腐蚀电流密度Icorr先减小后增大,容抗弧半径先增大后减小。挤压温度为490℃时,合金的耐蚀性最好,腐蚀速率为0.9337 mm·a~(-1),腐蚀电流密度为4.67μA·cm~(-2)。由于细晶强化与位错强化作用,热挤压后合金的强度得到提高,随着挤压温度的升高,合金的抗拉强度和伸长率先增大后减小。挤压温度为490℃时,合金的综合力学性能最好,合金的抗拉强度与伸长率分别为259.1 MPa与14.1%。     

L80油管钢在CO2/H2S环境中的腐蚀行为

目的：研究L80油管在CO2/H2S环境中的腐蚀行为。方法利用扫描电镜（SEM）、EDAX能谱分析L80油管内壁腐蚀产物形貌特征和化学组成,采用高温高压反应釜,以实际油水分离的水样为腐蚀介质进行模拟实验,研究原油含水率、CO2/H2S 分压和温度对 L80油管腐蚀速率的影响规律。结果在CO2/H2S环境中,L80油管内壁呈现明显的局部腐蚀特征,部分表面点蚀坑深度超过100μm,形成FeS、FeCO3等腐蚀产物。随着含水率的增加,L80油管腐蚀速率逐渐增大,含水率为30%时的腐蚀速率为0.0377 mm/a,含水率为100%时的腐蚀速率为0.0952 mm/a。CO2分压不变时,随着 H2S分压的增加,L80钢的腐蚀速率增大,H2S分压为0.04 MPa时的腐蚀速率为0.0377 mm/a,H2S分压为0.3 MPa时的腐蚀速率为0.0952 mm/a;H2S分压不变时,随着CO2分压的增大,L80钢腐蚀速率变化不明显且腐蚀速率较小。随着温度的升高,腐蚀速率先以较大幅度增大,再以较小幅度减小,从40℃增加至100℃时,腐蚀速率由0.0083 mm/a升至0.1264 mm/a,100℃左右时的腐蚀速率最大,120℃对应的腐蚀速率为0.106 mm/a。结论 L80油管在CO2/H2S环境中以均匀腐蚀和局部点蚀为主。L80油管腐蚀速率对H2S分压比CO2分压更敏感,CO2分压增大促使具有良好保护性的FeCO3保护膜的形成,降低了腐蚀速率。温度升高至一定范围,导致碳酸盐等难溶性盐溶解度降低,并覆盖在钢表面形成保护层,从而使腐蚀速率下降。     

碳钢在含硫化氢及高压二氧化碳饱和的NaCl溶液中的腐蚀行为

利用自制的高温、高压腐蚀试验及电化学测试装置,通过失重法、电化学极化曲线法及电子探针微观分析等方法,研究了温度、硫化氢浓度对碳钢在高压二氧化碳饱和的39％NaCl溶液中腐蚀的影响．结果表明较低温度(80℃)下,升高温度及增大硫化氢浓度均加速腐蚀反应的阴、阳极过程,失重腐蚀速率增大;高浓度的硫化氢抑制了腐蚀反应的阴极过程;120℃时碳钢CO2腐蚀产物膜对金属基体起很好的保护作用,失重腐蚀速率减小了3～4倍,随硫化氢浓度的增大,失重腐蚀速率缓慢增长,腐蚀产物FeCO3膜逐渐转变为以硫铁化合物为主的腐蚀产物膜．     

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。     

温度对904L不锈钢耐点蚀性能的影响

采用FeCl3溶液浸泡试验、动电位极化、电化学阻抗谱及体式显微镜研究了904L超级奥氏体不锈钢在不同温度下的点蚀行为。结果表明:溶液温度为25℃时,904L不锈钢具有优异的耐点蚀性能,随着溶液温度的升高,其耐点蚀性能下降,在65℃FeCl3溶液中基体表面产生严重的点蚀坑。在不同温度模拟海水溶液中的电化学测试结果同样表明:随着试验温度的提高,自腐蚀电流密度增大,点蚀电位下降,点蚀敏感性提高;EIS均为单一的容抗弧,温度升高,容抗弧半径减小,材料腐蚀速率增大,耐蚀性降低。     

环境因素诱导入井管具的腐蚀

对于同一口油井来说,腐蚀介质基本一致,但是井下油井管各部位的腐蚀差异却较大,这主要是环境因素造成的.本文讨论环境因素引起的杂散电流腐蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀和应力腐蚀.这些腐蚀现象在油气田开发过程普遍存在.入井管具较多,因材质存在一定的差异,电位差较大的局部区域出现较严重的电偶腐蚀.在其连接处可能发生缝隙腐蚀,钻杆加厚过渡带的残余应力将诱发应力腐蚀.希望本文的讨论为油田开发的相关设计和决策提供一定的参考依据.     

原油高温腐蚀性能研究

本文综述了国内外原油高温腐蚀性能的研发现状,分别归纳分析了高温硫腐蚀和高温环烷酸腐蚀在腐蚀机理及其影响因素、腐蚀预测、以及腐蚀控制措施方面的研究进展。同时探讨了存在的问题和可能的重点研究方向。     

CO2驱油田注采井油套管腐蚀速率控制值

腐蚀控制是CO2驱的关键技术,国内外CO2驱油田普遍采用普通碳钢(J-55、N-80等)油套管通过添加缓蚀剂的措施来控制腐蚀.国内普遍采用0.076mm/a作为腐蚀速率控制值,而国外则没有统一的标准.0.076mm/a来自于标准《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》,从测试环境、腐蚀源和腐蚀环境来看,直接把它作为CO2驱油田腐蚀环境条件下的选材与腐蚀控制衡量指标是不合理的.通过最危险工况条件下油套管的强度计算所获得的寿命周期内允许的平均腐蚀速率可以作为发生均匀腐蚀材料的选材依据.没有必要设定一个平均腐蚀速率标准值来作为CO2驱油田腐蚀环境条件下优选和评价缓蚀剂的衡量指标.     

壳牌长北气田1井钻杆腐蚀原因分析

针对壳牌长北气田水平分支井出现的钻杆腐蚀问题,现场测定钻井液中溶解氧含量和钻井液性能参数,分析钻井液中腐蚀成分。采用腐蚀环进行监测,测定腐蚀速率、分析腐蚀产物,确定钻杆主要腐蚀类型为钻井液中的Cl-和溶解氧协同作用引起的局部腐蚀。结合现场生产情况,建议定期向钻井液中添加高效除氧剂和缓蚀剂,控制钻井液pH值,有效减缓钻杆腐蚀。     

温度对三种Cr钢腐蚀行为的影响

利用高温高压釜模拟油田高CO_2分压和高矿化度的生产环境进行腐蚀试验,测定在不同温度条件下1Cr、3Cr和13Cr钢的腐蚀速率,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等手段分析了腐蚀产物形貌和成分。结果表明:1Cr、3Cr钢的腐蚀速率随温度升高先增大后减小,二者的腐蚀速率均在80℃达到最大值,分别为7.515mm/a和4.339mm/a;13Cr钢的腐蚀速率在温度低于110℃时随温度的升高缓慢增大,在温度高于110℃时腐蚀速率迅速增大;1Cr、3Cr油管钢在试验温度范围内均出现局部腐蚀,13Cr油管钢在整个试验的温度区间表现出优秀的耐蚀性。     

A new perspective on measuring the corrosion rate of localized corrosion

Many corrosion phenomena are nonuniform, which means that anodic and cathodic locations are spatially separated. An example is macrocell corrosion of steel in concrete. Under these conditions, determining the corrosion rate from polarization resistance measurements and using the Stern–Geary equation is fundamentally not possible. We present a novel theoretical approach for the interpretation of galvanostatic pulse measurements, to make them applicable as a method for corrosion rate measurements in situations of localized corrosion. Experiments show that it is important to consider that (a) only a fraction of the applied current flows through the anode of the macrocell, and (b) this current is not constant over time. We propose an approach to quantify and consider these two effects, based on information generally accessible in condition assessment of concrete structures. Our results show that galvanostatic pulse measurements are a robust method to determine the corrosion current. With the traditional empirical approach, the measurement error was generally below factor 3, and occasionally up to factor 10. With the novel approach, this error could be reduced to a factor of maximum 2 in all cases.     

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 针对某炼铁高炉1Cr18Ni9Ti材质的炉顶布料溜槽局部损坏,采用光学显微镜及扫描电子显微镜等设备解剖分析了承力外壳的损坏特征及其原因。分析结果认为：应力腐蚀和晶间腐蚀的共同作用是溜槽承力外壳锈蚀、减薄、开裂的主要原因。     

土壤宏电池腐蚀的实验室研究

提出了几种土壤宏电池腐蚀的室内模拟试验方法,实验表明,金属在土壤中的宏电池腐蚀作用确实相当严重。     

不锈钢换热器失效分析

利用化学分析和X射线能量色散谱等方法，对换热器 盘管孔蚀的原因进行了分析.结果表明晶间腐蚀、氯离子腐蚀以及温差腐蚀是盘管穿孔的主要因素，并提出了一些改进措施.     

中国工业与自然环境腐蚀调查

利用Uhlig方法和Hoar方法调查了近年来中国工业和自然环境腐蚀损失和腐蚀控制的现状，其中包括能源、交通、建筑、机械、化工、基础设施、水利和军事设施等典型的行业和企业。用两种方法所得到的年腐蚀损失结果相近，分别为2048亿元和2288亿元人民币。如果包括间接损失，借鉴国外利用国民经济投入／产出表的计算结果进行对比，我国每年腐蚀总损失可达4979亿元以上，约占GNP的5％。为了降低腐蚀损失，应如同对待医学和环保一样重视防腐蚀问题，从国家的层面上加强腐蚀管理，进一步制定防腐蚀的国家规划和立法；提出了完善防腐蚀的标准和规范体系以及加强基础研究和腐蚀工程教育的建议。