Cr13钢在CO_2/H_2S环境中腐蚀规律试验研究

通过模拟腐蚀环境,采用慢应变速率拉伸方法研究Cr13钢在CO2/H2S环境中的力学性能以及腐蚀规律;利用金相显微镜、扫描电子显微镜观察拉伸断口的微观形貌,分析其断裂机理。试验结果表明：Cr13钢在空气、50g/L的Cl-水溶液、pH为5.0的饱和CO2溶液中的应力腐蚀敏感性不高,表现为韧性开裂;介质的pH从5.0降到4.0,可使Cr13钢在Cl-水溶液中及饱和CO2溶液中的应力腐蚀开裂敏感性增强,使Cr13钢从韧性断裂变为脆性断裂;H2S促进了Cr13钢在水溶液和饱和CO2溶液中的应力腐蚀开裂的敏感性。     

油管钢在高温高压H_2S/CO_2环境中的二次腐蚀行为研究

利用美国CORTEST公司高温高压反应釜模拟高含S油气田H2S/CO2腐蚀环境,在流动高矿化度饱和H2S/CO2介质中进行试验,辅以SEM、XRD、动电位扫描及交流阻抗等表面分析和电化学技术,探讨了油管钢在高温高压H2S/CO2环境中的二次腐蚀行为。结果表明,普通N80油管钢单一CO2腐蚀速率较高,为1.89 mm/a;先CO2腐蚀后H2S腐蚀,腐蚀速率减小为1.38 mm/a,材料的腐蚀类型表现出严重的局部腐蚀,先生成的Fe CO3膜转变为Fe S膜,转变过程中腐蚀产物膜的晶格发生畸变,导致腐蚀产物膜分层、疏松且容易脱落;先H2S腐蚀后再CO2腐蚀,腐蚀速率明显减小至0.27 mm/a,腐蚀产物膜未发生转变,通过腐蚀产物膜电化学测试分析,Fe CO3膜对基体的保护性差,而Fe S膜对基体的保护性相对较好。     

X80管线钢在不同矿化度油田采出液中的腐蚀行为研究

为了研究X80管线钢在不同矿化度油田采出液中的腐蚀行为,利用高温高压釜动态模拟试验研究了在60 ℃、CO2分压1.5 MPa、流速1.5 m/s、含水率40%条件下不同矿化度对X80管线钢在模拟油田采出液中的腐蚀情况,并利用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）和X射线衍射仪（XRD）对试样表面腐蚀产物形貌和成分进行了分析。结果表明,随矿化度增加,X80钢平均腐蚀速率降低,腐蚀形态呈现严重局部点蚀、轻微点蚀和均匀腐蚀的变化规律;腐蚀产物膜厚度随矿化度降低而减小,在矿化度为20 g/L时,试验钢的腐蚀最为严重,产物膜最厚,腐蚀产物主要为FeCO3及少量Fe和CaCO3。     

高温高压下N80的CO2腐蚀

采用高温高压动态腐蚀模拟试验，研究了普通N80钢在井下腐蚀环境中的腐蚀状态。使用扫描电镜研究了腐蚀产物的结构特性。结果表明，在高温环境下，CO2分压越高，N80钢的腐蚀越严重。在流体速度为2．52m／s的情况下，温度为100℃、CO2分压为0．03MPa时。发生的局部腐蚀主要为点蚀，试样表面未能形成保护性腐蚀产物膜；温度为110℃、CO2分压为1．488MPa时，材料表面极易形成腐蚀产物膜，但腐蚀产物膜局部有缺陷，在流体湍动剪应力作用下．局部腐蚀主要为台面状侵蚀。     

H2S/CO2分压和Cl-浓度对L360QCS腐蚀行为的影响研究

通过高温高压反应釜模拟普光气田集输环境,研究H2 S/CO2分压、Cl浓度对普光气田用集输管线钢L360QCS腐蚀行为的影响.采用失重法计算腐蚀速率,四点弯曲法进行应力腐蚀试验,宏观形貌观察和扫描电镜( SEM)微观观察及能谱(EDS)分析进行综合研究.在H2S/CO2分压比固定的情况下,随着H2S压力升高腐蚀速率呈现先降后升.压力较低时,L360QCS应力腐蚀试样表面均出现不同程度的氢鼓泡,当压力升高时,氢鼓泡很少或者消失.腐蚀速率随着Cl-浓度的升高而增加,达到临界值后,腐蚀速率随着Cl-浓度的增加而降低;在低浓度条件下,Cl-浓度的增加会促进点蚀的发生,进而诱发裂纹的产生;而当Cl-浓度增加到临界值时,抑制点蚀的生成,从而使材料的应力腐蚀开裂敏感性降低.     

Cl-对L245钢在CO2/H2S环境中腐蚀的影响研究

石油天然气集输用L245钢管道在输送介质含有CO₂/H₂S及Cl^-的环境中使用时经常发生腐蚀穿孔现象。采用高温高压反应釜、扫描电镜和电化学工作站进行质量损失试验和电化学试验，对L245钢在该环境中的腐蚀行为进行了研究，主要研究了CO₂/H₂S环境中，Cl^-对钢的腐蚀速率、点蚀深度、腐蚀产物膜和点蚀电位的影响。研究结果表明：当Cl^-浓度不断提高时，L245钢的腐蚀速率和点蚀深度呈倒“V”形变化；提高Cl^-浓度时，钢的阳极溶解加速，自腐蚀电流密度增大，交流阻抗谱曲线半径减小，同时，Cl^-抑制硫化物产物膜的生成，使得钢的表面形成的产物膜呈现疏松状，对钢的腐蚀起促进作用；当Cl^-浓度达到临界值时，L245钢的自腐蚀电流密度减小，交流阻抗谱曲线半径增大，Cl^-优先吸附在钢的表面，使得产物膜的表面空隙减小，对钢的腐蚀起抑制作用。     

模拟地面集输环境下温度对2205双相钢均匀腐蚀及点蚀行为的影响

针对油气集输管线在CO2和含高浓度的Cl-地层水环境中易发生腐蚀失效的问题,通过腐蚀失重试验和电化学测试分析,研究了2205双相不锈钢在高分压CO2+高矿化度+高浓度Cl-地层水集输管线环境中的腐蚀行为。结果表明:在模拟油田集输管线环境中,升温引起的2205双相不锈钢的均匀腐蚀速率基本不变,整体表现为轻度腐蚀,但由于Cl-的存在,2205双相钢在50 ℃和70 ℃时出现明显的点蚀坑形貌;2205双相钢在3种测试温度下的阳极极化曲线存在明显的钝化区,随着温度的升高,2205双相钢的点蚀电位先升高、再下降,在30~50 ℃,存在一个临界点蚀温度CPT;交流阻抗图谱在50 ℃和70 ℃分别表现出了点蚀诱导期和点蚀发展期的特征。     

基于神经网络的高含硫气田L360钢腐蚀速率预测

高含硫气田地面集输系统广泛使用L360钢,由于腐蚀因素的多样性及协同效应,其腐蚀速率预测一直是个难题。文章介绍了不同腐蚀因素对L360钢腐蚀速率的影响。随着H2S和CO2压力的增高,腐蚀速率先降后升,在H2S和CO2压力为1.00和0.67 MPa时达到最小值;随Cl-质量浓度的升高,腐蚀速率增大,但当Cl-质量浓度高于40 g/L后,腐蚀速率反而降低;随着温度的升高,腐蚀速率增大,当温度超过70℃后,腐蚀速率反而降低。建立了三层结构BP神经网络模型,输入层有6个神经元,分别代表H2S,CO2分压、Cl-质量浓度、温度、流速和沉积硫6种腐蚀影响因素,隐层神经元数目为8个,输出层神经元数目为1个,代表腐蚀速率。结果表明,L360钢在试验水中的平均腐蚀速率的预测最大误差在15.9%以内,可以满足工程应用要求。     

模拟油田CO_2/H_2S环境下3Cr和P110钢的腐蚀行为研究

通过模拟塔里木油田现场环境,利用高温高压试验设备,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)技术,辅以失重法,研究了油套管3Cr(API 5CT LS0钢级)和P110钢在H2S分压为0.5 MPa时不同CO2分压下的腐蚀速率和腐蚀形态,并对试样表面腐蚀产物的成分进行了分析.试验结果表明,随着CO2分压的增大,3Cr钢平均腐蚀速率也随之变大,而P110钢呈现先增大后减小的趋势,且3Cr钢的腐蚀产物膜中出现了Cr的富集现象.探讨了在CO2/H2S环境下Cl-及Cr元素对P110和3Cr钢腐蚀的影响.     

Cl-对油套管用P110钢腐蚀速率的影响

通过模拟塔里木油田现场环境，利用高温高压试验设备，采用SEM、EDS和XRD技术，辅以失重法，研究了油套管用P110钢在不同Cl^-含量流动介质中的腐蚀速率和腐蚀形态，并对试样表面腐蚀产物的成分进行了分析。试验结果表明，随着Cl^-浓度的增大，P110钢的平均腐蚀速率呈现先增大后减小的趋势，且在Cl^-浓度为50 g/L时，腐蚀速率最大。探讨了P110钢在含Cl-的饱和CO2溶液中的腐蚀反应机理。     

2830/140V油套管钢的电偶腐蚀行为

为研究140V碳钢和2830镍铬合金钢之间的电偶腐蚀行为,通过模拟150 ℃、H2S分压1.5 MPa、CO2分压4.5 MPa、Cl-浓度90 000 mg/L的地层水井下环境,采用浸泡腐蚀模拟试验,并利用 XRD 结合 SEM、EDS 观察分析腐蚀产物膜特征,研究了2830镍铬合金钢与140V碳钢在模拟地层水环境中偶接前后的电偶腐蚀行为。结果表明:在模拟地层水腐蚀环境下,2830镍铬合金钢与140V碳钢偶接后,发生了明显的电偶腐蚀,其中碳钢140V作为偶对体系的阳极,平均腐蚀速率明显增长,而镍铬合金钢2830作为阴极,平均腐蚀速率有所减缓。XRD检测结果表明,2830钢试样表面生成主要是内部基体的Fe-Ni固溶体、Cr-Ni固溶体、Fe及Ni的腐蚀产物膜,140V钢试样表面则主要是FeS、FeS2、FeCO3及Fe3O4的腐蚀产物膜。电偶腐蚀评价研究表明镍铬合金钢+碳钢组合电偶腐蚀较严重,在油套管应用中应避免直接接触使用。     

X65/316L机械复合管焊接接头CO2腐蚀行为研究

在模拟CO<,2>腐蚀环境中,采用高温高压釜对复合管内层不锈钢焊接接头的CO<,2>腐蚀行为进行了试验研究.结果表明,焊接接头随着腐蚀温度的升高,腐蚀产物膜越来越多,到了95℃时,有脱落的趋势,腐蚀速率随温度升高不断增加.通过EDS分析结果可知,复合管内层发生CO<,2>的腐蚀产物可能为FeCO<,3>和Cr<,2>O...     

一种油田用咪唑啉缓蚀剂缓蚀效果评价

为了评价某区块油田在用的一种咪唑啉缓蚀剂的缓蚀性能,对J55钢在模拟工况环境中进行了腐蚀速率测试试验。通过失重法计算均匀腐蚀速率,采用EDS、XRD、SEM技术分析其腐蚀产物组分和微观形貌,用金相显微镜测量点蚀坑深度并计算点蚀速率。结果显示,该区块以CO2腐蚀为主,腐蚀产物含有FeCO3;在添加不同浓度咪唑啉衍生物类缓蚀剂时,试样表面均以均匀腐蚀为主,但表面有不同程度的点蚀坑。失重法计算结果表明,在模拟工况腐蚀条件下,该缓蚀剂对J55钢具有良好的缓蚀效果,缓蚀率随着缓蚀剂浓度增大而提高;当缓蚀剂浓度为120 mg/L时缓蚀率最高,J55钢的均匀腐蚀速率仅为0.028 1 mm/a,试样表面未见明显点蚀,该浓度下咪唑啉缓蚀剂具有最佳的缓蚀效果。     

X65／316L耐蚀合金内衬管焊接接头CO2腐蚀行为研究

在模拟CO2腐蚀环境中,采用高温高压釜对耐蚀合金内衬管内层不锈钢焊接接头的C02腐蚀行为进行了试验研究。结果表明,焊接接头随着腐蚀温度的升高,腐蚀产物膜越来越致密,温度达到120℃时,有开裂趋势,所以腐蚀速率随温度升高先降低后增加。通过EDS分析结果可知,耐蚀合金内衬管内层发生CO2腐蚀的产物可能为FeCO3和Cr2O3的混合物。经去膜后焊接接头均匀且较为光亮,没有局部腐蚀或点蚀特征,焊接接头CO2腐蚀过程均属于均匀腐蚀。     

10#碳钢在NaHCO3-Na2SO4体系中的腐蚀规律研究

研究了在NaHCO3-Na2SO4体系中，温度、pH值、侵蚀性离子(Cl-，S2-，HCO3，NO3-，CO32-)以及缓蚀性离子(MoO42-，NO2-，Cr2O72-，Zn2+)对10号碳钢年腐蚀速率的影响。研究结果表明，在60℃和80℃条件下，HCO3-离子均存在着一个临界浓度（约0.1mol/L），当HCO3-离子浓度等于0.1mol/L时，腐蚀速率很小，几乎为零；当HCO3-离子浓度低于或高于此浓度时腐蚀速率都有所增大，但当浓度达到0.2mol/L时腐蚀速率有下降趋势,说明高浓度的HCO3-离子对碳钢具有一定的保护性。侵蚀性离子对碳钢腐蚀作用由小到大的顺序为Cl-＜NO3-＜S2-＜CO32-。 MoO42- ，NO2- ，Zn2+等缓蚀性离子，可以通过提高溶液的pH值，在碳钢表面生成保护膜等对碳钢起到保护作用；而Cr2O72-却能降低溶液的pH值，促进碳钢的腐蚀。     

316L不锈钢表面电镀Pd-Ni合金膜在模拟维纶醛化液中的耐蚀性能

维纶生产中的醛化液主要含硫酸、硫酸钠和甲醛,不锈钢在高温醛化液中腐蚀速率很高。通过电镀法在316L不锈钢表面生成了Pd质量分数约为60%的Pd-Ni合金膜层,镀层均匀致密,厚度约2μm,硬度达到540 HV,与基体结合力良好。在80℃的模拟醛化液中,316L不锈钢表面电镀Pd-Ni合金膜后腐蚀速率降低了3个数量级。极化曲线测试表明,电镀Pd-Ni镀层有效促进了不锈钢基体的钝化,316L不锈钢在模拟醛化液中的自腐蚀电位从-0.3 V提高到+0.2 V,低频阻抗值提高了三个数量级。当模拟维纶醛化液中的氯离子质量分数在200μg/g以下时,镀层仍然能够保持良好的耐蚀性;随着氯离子质量分数的提高,试样的自腐蚀电位逐渐负移,腐蚀速率增大。该方法可以改善不锈钢设备在高温醛化液中的耐蚀性。     

5Cr套管钢在不同CO2分压下高温高压腐蚀特性研究

为了研究5Cr套管钢在不同CO₂分压下的腐蚀特性,进行了5Cr套管钢高温高压腐蚀失重和高温高压电化学试验,并采用XRD、SEM和EDS等手段对其腐蚀产物进行微观分析。结果表明,在高温高压腐蚀环境下随着CO₂分压从低到高,其表面点蚀坑的深度和直径均无明显变化,而点蚀速率则出现逐渐减小的趋势;其腐蚀产物膜由Cr(OH)₃、FeCO₃和CaCO₃共同组成,且随着CO₂分压的升高Cr的富集量逐渐增加;在电化学测试中,随着CO₂分压的不断升高,5Cr套管钢表现出半钝化特征,产物膜逐渐增厚且致密,且极化电阻逐渐增大,阳极反应受到抑制,电化学反应阻力增大,其抗局部腐蚀能力不断提高。