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注蒸汽管道在CO2/O2/SO2环境中的腐蚀行为
引用本文:邹庆,廖柯熹,刘昕瑜,何国玺,冷吉辉,赵帅,彭沐霖. 注蒸汽管道在CO2/O2/SO2环境中的腐蚀行为[J]. 表面技术, 2022, 51(7): 225-235
作者姓名:邹庆  廖柯熹  刘昕瑜  何国玺  冷吉辉  赵帅  彭沐霖
作者单位:西南石油大学 石油与天然气工程学院,成都 610000;四川菲思福石油天然气工程有限公司,成都 610000
摘    要:目的 揭示45#钢、3Cr钢在高温高压CO2/O2/SO2体系中的腐蚀行为及力学性能规律,为新疆油田注蒸汽管道的安全运行提供理论支撑。方法 基于注蒸汽管道现场运行工况,结合高温高压釜、结合扫描电子显微镜、3D显微镜、X射线衍射仪(XRD)等手段,进行失重测试、产物表征及拉伸测试试验。结果 随着温度(100~250 ℃)升高,45#钢、3Cr钢的腐蚀速率呈减小的趋势;随着O2含量(物质的量分数,0~3%)升高,45#钢、3Cr钢的腐蚀速率呈先增大后减小的趋势,在O2含量2%~3%时腐蚀受到抑制。XRD测试结果表明45#钢在CO2/O2/SO2体系中腐蚀产物主要包括FeSO4.H2O、FeCO3、Fe2O3,3Cr钢的腐蚀产物主要有Cr2O3、FeSO4.H2O、FeCO3、Fe2O3。3D显微镜结果显示45#钢基体表面存在较为明显的局部腐蚀缺陷,3Cr钢未出现局部腐蚀现象;力学性能结果显示45#钢腐蚀后抗拉强度减小1.36%,延伸率减小6.85%,3Cr钢腐蚀后抗拉强度减小0.39%,延伸率减小21.34%。结论 在高温高压CO2/O2/SO2环境中,SO2在腐蚀过程中占据主导地位;高温(100~250 ℃)下腐蚀产物膜致密,抑制腐蚀;O2参与阴极反应,在低浓度氧(0~2%)时腐蚀产物膜被破坏从而促进腐蚀,高浓度氧(2%~3%)时钢材基体钝化抑制腐蚀;腐蚀后钢材力学性能退化,腐蚀对钢材延伸率影响较大,对抗拉强度影响较小。

关 键 词:CO2/O2/SO2体系  高温高压  腐蚀行为  温度  O2含量  力学性能

Corrosion Behavior of Steam Injection Pipeline in CO2/O2/SO2 Environment
ZOU Qing,LIAO Ke-xi,LIU Xin-yu,HE Guo-xi,LENG Ji-hui,ZHAO Shuai,PENG Mu-lin. Corrosion Behavior of Steam Injection Pipeline in CO2/O2/SO2 Environment[J]. Surface Technology, 2022, 51(7): 225-235
Authors:ZOU Qing  LIAO Ke-xi  LIU Xin-yu  HE Guo-xi  LENG Ji-hui  ZHAO Shuai  PENG Mu-lin
Affiliation:School of Oil and Gas Engineering, Southwest Petroleum University, Chengdu 610000, China;Sichuan Faithful Petroleum and Natural Gas Engineering Co., Ltd., Chengdu 610000, China
Abstract:
Keywords:steam injection pipeline   CO2/O2/SO2 system   high temperature and pressure   corrosion behavior   temperature, O2 content
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