天然气集输系统用LC65-2205双相不锈钢焊管工艺及性能

针对阿曼Khazzan气田项目集输管线建设用LC65-2205双相不锈钢焊管的生产,依据项目采购标准对LC65-2205双相不锈钢焊管进行了拉伸性能、冲击韧性、显微硬度及抗点蚀性能等的研究分析,并通过定量金相技术测定了母材、焊缝和热影响区（HAZ）三个位置区域的铁素体含量。结果显示,开发的LC65-2205双相不锈钢焊管管体母材、焊缝及热影响区110 ℃高温拉伸性能、-56 ℃低温冲击韧性、显微硬度值分布、抗点腐蚀性能、铁素体含量及尺寸精度均满足且优于技术标准要求,可用于含H2S、CO2、Cl-等强腐蚀性介质的油气输送。     

2205双相不锈钢在NH_4Cl垢下腐蚀行为研究

针对NH4Cl的腐蚀环境,选择2205双相不锈钢及碳钢在NH4Cl水溶液及潮湿NH4Cl中的腐蚀进行对比试验,检测分析NH4Cl水溶液和潮湿NH4Cl介质中双相钢、碳钢均匀腐蚀及点蚀的腐蚀速率。结果表明:碳钢、双相钢在NH4Cl水溶液和潮湿盐环境下腐蚀状态均为局部腐蚀,表现为点蚀,随着温度升高腐蚀加剧。无论是碳钢还是双相钢,在潮湿NH4Cl中的腐蚀比在NH4Cl水溶液中腐蚀更严重,碳钢与双相钢在60℃温度下潮湿NH4Cl的腐蚀速率分别为6.270 mm/a和0.039 mm/a,但双相钢点蚀深度大大高于同条件下的碳钢。在实验9 d时间内潮湿NH4Cl盐环境下,碳钢点蚀深度在100μm左右,但双相钢的点蚀深度超过了450μm。因此2205双相钢在潮湿NH4Cl盐环境下可能出现在较短周期内就腐蚀穿孔的情况。     

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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。     

X70钢在不同温度下的CO_2腐蚀行为

为研究腐蚀因素与腐蚀速率的关系,通过在NACE(体积分数5%NaCl+0.5%CH3COOH)溶液中进行饱和CO2浸泡腐蚀实验,研究了X70钢在30、60和90℃条件下的CO2腐蚀行为。结果表明:X70钢在60、90℃条件下的腐蚀速率大于30℃,并高出1个数量级。30℃时试样表面无明显点蚀特征;60℃条件下试样表面出现大量点蚀,其余部分平整,点蚀周围富集Cl-;90℃条件下试样表面不仅出现严重的台地腐蚀而且出现线蚀槽,局部腐蚀严重。X70钢的CO2腐蚀受到钢的成分、显微组织等冶金因素的影响。     

双相不锈钢在非标设备设计中的应用

通过对中合金型双相不锈钢(SAF2205)性能的分析,说明该种钢在富含Cl-介质中具有良好的耐点蚀和抗应力腐蚀断裂性能.由于双相不锈钢具有优良的耐腐蚀性能、高强度和易于加工制造等性能,因而在石油化工设备的应用领域有着广泛的应用前景.     

超级13Cr油套管钢的点蚀行为研究

石油管材的点蚀穿孔是管材失效的主要原因,采用电化学测试和化学浸泡的方法,研究了超级13Cr油套管钢的点蚀行为,旨在为超级13Cr钢的研究开发提供依据。结果表明,Cl-和温度是影响超级13Cr钢点蚀发生的主要原因,材料的点蚀敏感性均随Cl-浓度和温度的升高而增加;电化学和化学浸泡两种方法测定的临界点蚀温度(CPT)分别为40.5℃和37.5℃,相差3℃。当温度低于CPT时,13Cr钢处于破钝和再钝化的平衡状态,材料表面形成少、小而浅的点蚀坑;当温度高于CPT时,13Cr钢表面则形成多、大而深的点蚀坑,点蚀全面发生。     

酸性气田集输管材的选用

酸性气田在气液混输工况下,碳钢管道腐蚀较为严重。结合腐蚀机理及现场经验,对碳钢、316L不锈钢、2205双相不锈钢、825镍基合金和双金属复合管等管材在酸性气田集输的适用性进行了分析,得出结论:316L不锈钢适用于限制条件范围内的含CO2工况,而在各类含H2S工况,316L不锈钢适用性较差;2205双相不锈钢适用于各类含CO2工况,2205双相不锈钢不适用含H2S工况;825镍基合金耐蚀性能最好,适用于各类酸性气田集输工况。最后结合经济性分析结果,按工况分类提出了酸性气田集输管材的选用建议。     

22Cr双相不锈钢耐点蚀特性的研究

利用电化学的极化曲线及交流阻抗技术研究了22Cr双相不锈钢在不同条件下耐点蚀特性。结果表明．22Cr双相不锈钢的自腐蚀和点蚀倾向随温度升高而增大，而阴阳极反应机理不变；且在模拟现场环境下具有优良的耐点蚀性能。     

制氢装置腐蚀泄漏情况分析

近年来某公司制氢装置不同部位相继发生腐蚀泄漏,给装置带来巨大的安全隐患。装置采用烃类蒸气转化法制取氢气,伴随反应生成气冷却到135℃,过剩水蒸气凝结成水并与CO2形成碳酸,使系统奥氏体不锈钢0Cr18Ni10Ti管道焊缝敏化区域内局部晶界贫铬区发生严重腐蚀,即晶间腐蚀,奥氏体不锈钢焊接产生的应力会促进腐蚀的进行。不锈钢具有良好的耐腐蚀性能,但Cl-会局部破坏不锈钢表面具有保护作用的钝化膜,发生点蚀,不锈钢发生点蚀与Cl-的浓度、Cl-与SO2-4比值及温度有关,点蚀产生的蚀坑将形成裂纹源,裂纹中富集的Cl-和H+在温差应力的作用下将加速裂纹扩展。制氢变压吸附系统原料中无明水,但吸附塔进口管线排凝管道为一死腔,在吸附塔压力周期性变化过程中,死腔内存留的解吸气将有微量的明水析出,与CO2构成酸性腐蚀环境,引起排凝管上的孔蚀泄漏。     

2205/Q235大面积双相不锈钢复合板性能分析

针对油田对集输管线用板材较高抗腐蚀性的要求,采用爆炸焊接技术,对2205双相不锈钢与碳钢Q235进行爆炸焊接,研制出了10 000 mm(长)×1 400 mm(宽)×14 mm(厚)大面积双相不锈钢复合板材,其中不锈钢层厚度为2 mm。检测结果表明:复合板材的剪切强度及其他力学性能均达到或超过标准要求;HIC试验和SSCC试验加载为72%Rt 0.5时均未出现任何裂纹;在H2S,CO2,C l-共存的气相腐蚀介质中,试样蚀速率为0.045mm/a;两种材料的复合界面SEM观察及元素分析表明,2205双相不锈钢与Q235完全实现了冶金结合。     

L360钢在SRB/CO2环境中的腐蚀行为研究

为了探究L360钢在SRB/CO2环境中的腐蚀行为,通过高温高压模拟腐蚀试验以及OM、SEM、EDS、XRD等分析技术,对L360钢的显微组织及其在SRB/CO2环境中的腐蚀速率、腐蚀形貌和腐蚀产物膜成分进行了分析。结果显示,在模拟腐蚀溶液中,L360钢属于极严重腐蚀。L360钢在含SRB的CO2腐蚀环境中SRB发生膜下腐蚀,膜层在高流速环境中受剪切力破损,使膜层对基体的保护作用降低,模拟环境溶液中的Cl-进入膜层裂缝在基体金属表面活性高的位置发生富集。试验表明,SRB腐蚀形成的点蚀坑为Cl-提供了良好的富集点,导致点蚀快速成长,腐蚀加剧,且表面腐蚀产物为FeS和少量的FeCO3。     

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。     

海洋腐蚀环境及船用不锈钢管选材备考(下)

从海水的成分和海水腐蚀因素对海洋腐蚀环境进行了分析,根据海洋船舶不锈钢管材的标准,分析并评估了海洋石油石化用不锈钢管在不同用途和环境下的选材思路,列举并分析了国内外海洋用不锈钢管的应用案例,最后对船舶用耐蚀合金的发展趋势进行了讨论。研究结果表明,Cl-孔蚀和缝隙腐蚀是海洋环境腐蚀危害的根本原因,304L钢不具备耐海洋腐蚀的性能,316L钢只能在一定环境和温度下在脱氧后的海水中使用;在自然海水中应用不锈钢管必须采用阴极保护措施;采油平台等油气生产作业船舶中各类管道的选材应先考虑其内部的油气介质成分及其腐蚀特征。     

316L和2205不锈钢腐蚀性能对比

为了深入研究316L和2205两种不锈钢材料的腐蚀行为,结合两种材料的腐蚀特点,研究了特定环境工况下两种材料的点腐蚀与时间的关系。研究结果显示,随腐蚀时间延长,两种不锈钢点蚀程度均不断增加,随后下降。对于点蚀程度而言,在同等环境工况下316L和2205不锈钢均存在点蚀风险,但2205不锈钢具有更加优秀的耐点蚀性能;通过特定工况条件下的均匀腐蚀和应力腐蚀试验对比,结果表明这两种不锈钢具有很优秀的耐应力腐蚀开裂性能,2205不锈钢优于316L不锈钢。     

海洋腐蚀环境及船用不锈钢管选材备考(上)

从海水的成分和海水腐蚀因素对海洋腐蚀环境进行了分析,根据海洋船舶不锈钢管材标准,分析并评估了海洋石油石化用不锈钢管在不同用途和环境下的选材思路,列举并分析了国内外海洋用不锈钢管的应用案例,最后对船舶用耐蚀合金的发展趋势进行了讨论。研究结果表明,Cl-孔蚀和缝隙腐蚀是海洋环境腐蚀危害的根本原因,304L钢不具备耐海洋腐蚀的性能,316L钢只能在一定环境和温度下在脱氧后的海水中使用;在自然海水中应用不锈钢管必须采用阴极保护措施;采油平台等油气生产作业船舶中各类管道的选材应先考虑其内部的油气介质成分及其腐蚀特征。     

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。