温度对超级13Cr油管钢慢拉伸应力腐蚀开裂的影响

采用慢应变速率拉伸(SSRT)应力腐蚀开裂试验方法,通过σ-ε曲线和SEM等分析了超级13Cr油管钢抗拉强度、延伸率、断裂时间、应力腐蚀开裂敏感性指数(kscc)和断口形貌;研究了温度对其在3.5%NaCl溶液中应力腐蚀开裂(SCC)的影响。结果表明:当温度<60℃时应力腐蚀的程度较轻;当温度>80℃时应力腐蚀的程度严重;随温度的升高,超级13Cr油管钢的抗拉强度降低,延伸率减小,断面收缩率减小,断裂时间减小,应力腐蚀开裂的倾向性增大,应力腐蚀开裂敏感性指数kσ和kε均呈现增大的趋势,且kε比kσ增大的趋势更显著;温度对超级13Cr油管钢的塑性变形性的影响比对抗拉强度的影响更大。     

超级13Gr油管内壁缺欠原因及对性能影响

采用管道内窥镜对超级13Cr油管内壁进行了宏观检查,对发现的疑似缺欠用超声波进行复检,对含有缺欠的油管取样进行理化试验。分析结果后认为油管内壁缺欠对其抗内压强度没有影响,但缺欠部位会首先发生腐蚀,可能诱发应力腐蚀开裂和腐蚀疲劳裂纹。油管内壁缺欠的产生原因与轧管工艺不当有关。目前,油管生产厂采用的打磨方法无法从根本上消除油管内壁的缺欠。     

超级15Cr马氏体不锈钢超深超高压高温油气井中的腐蚀行为研究

通过模拟油田超深超高压高温油气井腐蚀环境,研究超级15Cr马氏体不锈钢管材抗均匀腐蚀、点蚀、应力腐蚀开裂（SCC）及酸化液腐蚀的性能。研究结果表明：随着井深的增加,超级15Cr马氏体不锈钢的均匀腐蚀速率逐渐增大,且气相的均匀腐蚀速率要大于液相的腐蚀速率,但不论在液相还是在气相腐蚀条件下,均匀腐蚀速率均远小于0.1 mm/a;由于超级15Cr马氏体不锈钢有较高的Mo、Ni含量,在模拟腐蚀环境中未出现明显点蚀现象,具有良好的抗SCC性能;循环酸化腐蚀试验后试样管体和接箍部分没有出现点蚀、缝隙腐蚀等局部腐蚀迹象。通过经济性分析并综合考虑其抗腐蚀性能及油气井的经济性寿命,超级15Cr马氏体不锈钢可以作为超深超高压高温油气井油管材料使用。     

钡盐蒸发器1Cr18Ni9Ti列管失效分析

通过宏观和微观观察与分析 ,对制钡盐蒸发器的 1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢列管开裂原因进行了讨论。认为列管开裂起源于内壁的点蚀坑 ,裂纹的扩展方式为腐蚀疲劳和应力腐蚀开裂。指出消除加工过程的残余应力可防止SCC的发生 ,同时可选用双相钢 ,Cr5Mo、ND钢或 0 8Cr2AlMo做为列管材料。     

超深储层改造液对完井管柱的腐蚀与缓蚀*

井筒完整性对超深井安全高效生产意义重大,为揭示改造液对完井管柱的腐蚀规律,选取超深井改造常用的5种改造液与超级JFE 13Cr材质油管试片,通过金属挂片失重法和应力腐蚀实验,评价了超深层改造液对13Cr材料的腐蚀和新型高密度盐水加重压裂液缓蚀剂的缓蚀性能。结果表明,5种改造液对13Cr材质油管试片均存在一定程度的表面腐蚀,在140℃下的腐蚀速率为4.8~10.6 g/(m2·h)。当加载90%应力屈服强度时,试片在5种改造液中均出现不同程度的应力开裂裂纹,其中在硝酸钠加重压裂液中的应力腐蚀较为显著。在硝酸钠和氯化钙加重压裂液中加入由炔胺类化合物及一些金属化合物组成的高浓度缓蚀剂后,应力腐蚀显著缓解。该项研究对认识改造液的应力腐蚀、安全高效改造超深井油田具有借鉴意义。     

某超深井油管腐蚀开裂分析及对策研究

现有的酸液缓蚀剂对消除高温环境下酸性高浓度盐水对超级13Cr材质油管的应力腐蚀是无效的,实际生产应用中导致了应力腐蚀开裂,需研发新型缓蚀剂解决高温酸液及高温酸性高浓度盐水的应力腐蚀。研究已有缓蚀剂缓蚀机理的基础上,分析了其不足之处,提出了聚合成膜的缓蚀机理,即利用一些化合物在酸液环境中在一定条件下相互反应,生成含至少2个活性功能团中间产物,可在金属表面快速生成聚合物膜。基于该理论,研发了新型缓蚀剂,在高温高压动态腐蚀速率测量仪测试,180℃下,15%盐酸腐蚀速率最低为16.0 g/m2·h;四点弯曲法测试证实该缓蚀剂显著消除了酸性高浓度盐水在高温环境中对超级13Cr材质试片产生的应力腐蚀开裂。新型缓蚀剂可有效减少超级13Cr材质油管在超深高温高压气井中产生的应力腐蚀开裂。      

催化装置再生系统设备产生腐蚀裂纹的原因分析及对策

通过对催化装置再生系统设备腐蚀裂纹情况的分析，认为催化装置再生系统设备内壁腐蚀是由于设备内壁存在的烟气酸雾点腐蚀和设备拉伸力共同作用而形成的应力腐蚀裂纹，对该系统设备采取减小设备综合拉伸应力、实施外壁保温以防止烟气酸雾点腐蚀的发生及实行监控使用等对应措施，是防止应力腐蚀裂纹再生和扩展、确保设备的安稳运行并延长设备使用寿命的有效途径。     

重沸器换热管应力腐蚀开裂分析

针对某重沸器换热管发生点腐蚀并且开裂的问题,对其进行宏观检验、化学成分以及金相组织分析的同时,采用扫描电镜分析换热管断口微观形貌,用能谱对腐蚀产物进行成分分析。结果表明,裂纹起源于换热管外壁的腐蚀坑,且从换热管外壁向内壁穿晶扩展,存在分叉,裂纹中充满灰色腐蚀产物,断口微观形貌为河流状解理花样,存在二次裂纹,均为应力腐蚀开裂特征。分析认为,重沸器壳程介质中存在的氯离子是引起换热管应力腐蚀开裂的主要原因。     

制氢装置酸性水汽提塔开裂分析

制氢装置酸性水汽提塔投用3年后装置停工大检修时发现塔壁出现多处裂纹,通过酸性水汽提塔取样件分析,母材化学成分满足标准对0Cr18Ni9的要求;试块塔内外壁渗透检测判断裂纹是从外壁向内壁扩展,局部已穿透,裂纹有明显分枝现象;微观形貌观察/EDS能谱分析裂纹从外壁起裂,垂直于壁厚方向向内壁扩展,金相观察裂纹均为穿晶树枝状扩展特征;保温材料中Cl-检测Cl-质量分数为0.005。综合分析为保温材料中的Cl-在保温层下浓缩,最终导致氯离子应力腐蚀现象的发生。因此,酸性水汽提塔外壁裂纹系奥氏体不锈钢保温层下氯离子应力腐蚀开裂导致。     

超级13Cr钢在含CO2的CaCl2完井液中应力腐蚀开裂行为

采用四点弯曲法实验研究了超级13Cr马氏体不锈钢在1.0MPaCO2、100℃和150℃下,密度为1.318kg/L的CaCl2完井液中的应力腐蚀开裂（SCC）行为;同时研究了溶液中氧含量和少量醋酸对应力腐蚀开裂敏感性的影响。结合动电位极化曲线,考察了材料在不同条件下的腐蚀电化学行为,其结果和四点弯曲法实验结果一致。在150℃不除氧条件下,材料的应力腐蚀开裂最敏感,此时开路电位（Ecorr）处于极化曲线上的第二个活化-钝化转换区域。扫描电子显微镜（SEM）结果显示,超级13Cr马氏体不锈钢以沿晶型方式开裂。     

雅克拉凝析气田腐蚀状况与分析

雅克拉凝析气田油管的腐蚀部位主要集中在油管的公扣端、丝扣部位和350-3500mm的油管内壁。油管内壁腐蚀形态呈密布的蚕豆、绿豆大小的蚀坑,腐蚀严重的部位呈纵向排列沟槽状坑蚀;油管外壁呈虫蛀状孔群。腐蚀产物以FeCO3为主,占70%,表明油管以CO2腐蚀为主。腐蚀的主要原因:天然气中CO2含量高,其分压远远超出CO2的临界分压(0.02MPa);生产井的井筒温度高,一般为65-135℃;地层水中Cl-质量浓度高达6.5×104mg/L;工作制度不合理,采气量过大,井内气液流速高并携带有固体颗粒。从曾用的防腐方法的效果看,采用13Cr钢油管防腐效果最好。建议针对性地对各种防腐方法进行综合评估,建立有现场腐蚀监测系统,为采取综合防腐措施提供技术数据。     

超级13Cr油管残余应力研究

为了保证超级13Cr不锈钢油管在油田开发中的应用,分析了残余应力对超级13Cr不锈钢油管的危害,从油管生产工艺角度研究了油管残余应力的主要来源,并提出了残余应力的消除方法。研究表明,残余应力增大了超级13Cr不锈钢油管的应力腐蚀风险,降低了油管实际承载能力、冲击韧性和丝扣精度;回火后油管冷却、矫直、表面清理和丝扣加工等工序是油管产生残余应力的主要来源。根据研究结果,提出可以采用热时效、振动时效等方法消除油管残余应力,并建议在超级13Cr不锈钢油管订货技术条件中增加残余应力工艺评定的要求。     

S135钻杆本体刺穿失效分析

对海洋平台连续发生的S135钻杆本体刺穿失效的原因进行了系统试验分析,通过DS-1标准弯曲指数（CI）的概念以及大量挂片试验,讨论了狗腿严重度和腐蚀对钻杆疲劳寿命的影响。结果表明：完井液腐蚀性严重,造成了钻杆外壁发生严重点蚀;井眼狗腿度大,造成严重弯曲应力,在蚀坑底部形成腐蚀疲劳裂纹,这些裂纹扩展穿透壁厚从而发生刺穿。     

S-Zorb烟气管线弯头焊缝失效分析

介绍了S-Zorb烟气管线弯头焊缝腐蚀开裂情况,对开裂部位进行了外观检查发现弯头断裂失效部位在焊缝附近区域,内壁裂纹清晰,有多处二次裂纹产生。对弯头开裂部位取样,利用电镜扫描、电子能谱等技术对失效焊缝样品进行化学组成和金相热力学分析。在装置停工期间,生成连多硫酸,导致管线焊接处内壁出现晶间腐蚀,并在应力作用下发生应力腐蚀开裂,形成自内壁向外壁的扩展裂纹,最终导致弯头的腐蚀开裂失效。从这些现象可以得出管线失效的主要原因是典型的奥氏体不锈钢在连多硫酸中发生沿晶应力腐蚀开裂。文章对材质的选择以及停工过程中如何防止应力腐蚀开裂提出了建议。     

蜡油催化裂化装置烟气放空管失效分析

通过对蜡油催化裂化装置三旋至烟机放空管腐蚀失效原因分析,指出由于生成连多硫酸,造成管内壁出现晶间腐蚀,继而在应力作用下发生应力腐蚀开裂,从而形成自内壁向外壁扩展的裂纹,导致其失效。     

油田管道应力腐蚀断裂成因分析

油田管道发生断裂失效,运用宏观分析、微观分析、裂纹扩展分析、形貌分析、微区成分分析、X射线衍射分析和力学性能分析,进行管道断裂失效分析,明确了管道断裂成因;测试结果表明,断裂裂纹沿环向开裂,管道轴向受力大于环向受力,并且裂纹断裂方向与最大拉应力方向垂直;同时,套管未发生颈缩和腐蚀减薄,而且断口平整,断裂属于脆性断裂。断裂扩展区具有典型的河流花样微观特征,属于准解理穿晶断口;套管裂纹由套管内表面向外部延伸,并且裂纹扩展呈树枝状,其裂纹特征符合硫化物应力腐蚀断裂特征。综上所述,该油管断裂由硫化物应力腐蚀开裂导致,裂纹起裂于油管上的缺陷处,该处的应力集中萌生腐蚀开裂裂纹。     

压裂弯头失效原因分析

通过宏观分析、金相和断口微观分析、理化性能试验,对某型88.9mm(3英寸)压裂弯头爆裂原因进行了分析。结果表明:该弯头发生爆裂的原因是由于弯头外弧侧受携砂液的冲刷腐蚀作用,外弧侧内壁组织由硬度较高的马氏体变为硬度较低的回火索氏体,抗冲刷能力明显减弱,壁厚减薄严重,造成结构不均匀,应力高度集中,在氯离子等腐蚀元素作用下,产生点蚀坑,在点蚀坑底部产生应力腐蚀裂纹,裂纹扩展,导致弯头开裂失效。建议减少施工次数,增加弯头检测频次。     

酸性介质中P110油管裂纹产生机制模拟及抑制措施

首先通过拉伸试验对断口微观形貌的观察分析了服役过的油管和未服役的油管,确立的裂纹不是油管本体质量问题形成的,而是受腐蚀介质影响而形成的且在不同井深处均有发生,通过开展实验室模拟试验,模拟油管服役介质中裂纹的发生条件及探寻抑制裂纹发生的可行性。分析结果说明,P110油管是一种高强度钢,在弱酸性介质中能够发生应力腐蚀开裂,模拟中发生的裂纹形貌与实际工况中油管上发生的实际裂纹相似,裂纹产生机制相同。     

大涝坝气田油管腐蚀原因分析及治理对策

大涝坝凝析气田油管在生产中多次出现腐蚀穿孔而报废,严重影响了该气田的安全生产。为找出该气田油管腐蚀失效的原因及其影响腐蚀的因素,有针对性地防治油管腐蚀,首先分析了该气田油管的腐蚀规律及油管腐蚀形貌特征,结合该气田生产介质和运行工况,进行了P110、13Cr和HP13Cr等3种材质油管的模拟腐蚀试验,分析了温度、CO2分压、Cl-质量浓度、流速等因素对油管腐蚀的影响程度。结果表明:对腐蚀程度影响最显著的是温度,流速和CO2分压次之,Cl-质量浓度较弱;油管腐蚀最严重的井段(600～2500 m)是在温度90 ℃、CO2分压0.19～0.37 MPa条件下,CO2腐蚀、流体冲刷腐蚀和缝隙腐蚀共同作用下造成的。同时分析了丝扣类型和环空保护液对油管腐蚀的影响,认为偏梯型扣的FOX螺纹油管较梯形扣EUE螺纹油管抗腐蚀性强,CT/TPK-2型环空保护液能有效防止油管外壁发生腐蚀。提出采用“封隔器+环空保护液+13CrFOX螺纹油管+P110 EUE螺纹油管”的完井方式防治油管腐蚀,腐蚀最严重的600～2500 m井段选用13CrFOX螺纹油管。      

大庆油田徐深一井油管腐蚀原因分析与控制

分析了“徐深一井”油管内外壁的腐蚀原因 ,认为油 -套管环形空间的完井液中含有Cl-及溶解氧对油管外壁造成了腐蚀 ;而油管内壁腐蚀主要是CO2 引起的。在气井中 ,当CO2 分压大于 0 .2 1MPa时 ,将发生腐蚀。介质流速及温度也是影响CO2 腐蚀的因素之一。在油管内、外壁涂覆漆酚树脂涂料可取得良好的防腐蚀效果。