CO2分压对油管钢CO2/H2S腐蚀的影响

采用高温高压釜、失重法和扫描电镜，对不同CO2分压(310．2642、930．7926、1551．3210、2171．8494kPa)条件下油管钢N80和P110的CO2／H2S腐蚀进行了研究。结果表明，随着CO2分压的升高，两种钢的CO2／H2S腐蚀速率均单调增加；除了CO2分压极低的情况以外，P110钢的腐蚀速率总是大于N80钢。     

多相流动状态下Cl~-对X70钢CO_2腐蚀的影响

用自制实验装置模拟起伏管路段塞流动条件下X70钢CO2腐蚀环境,通过电子显微镜、腐蚀挂片以及电化学在线监测等,对挂片表面形貌、腐蚀速率以及挂片在线腐蚀情况进行分析,采用实验与数值仿真研究了多相流动状态下Cl-对X70钢CO2腐蚀速率的影响,结果表明:在较低的Cl-浓度下,Cl-浓度对碳钢均匀腐蚀速率的影响存在一个临界浓度,超过临界浓度,碳钢均匀腐蚀速率大幅升高,继续增加Cl-浓度,对均匀腐蚀速率影响不大;在较高的Cl-浓度下,Cl-浓度对碳钢点蚀的影响也存在一个临界值,低于临界值,碳钢点蚀处在点蚀孔形成与钝化的动态平衡过程,高于临界值,这种平衡被打破。     

低铬抗硫套管的H_2S/CO_2腐蚀行为研究

通过高温高压及H2S应力腐蚀开裂(SSC)实验,采用SEM、EDS、XRD和TEM技术,研究3Cr110S在模拟环境中的H2S/CO2腐蚀行为。结果表明:在模拟H2S/CO2高温高压腐蚀环境中,H2S腐蚀占主导作用,3Cr110S的均匀腐蚀速率为0.1272 mm/a,局部腐蚀轻微,试样表面腐蚀产物为FeS;在施加应力为72%、80%的最低屈服强度时,3Cr110S试样均未发生应力腐蚀开裂,具有良好的抗SSC性能;3Cr110S回火索氏体组织的条束之间位相差大,铬元素在晶界及晶内以粒状碳化物析出、位错纠结、弥散分布碳化物的位错定扎对SSC裂纹扩展起着良好的阻碍作用。     

超级13Cr在H2S和CO2共存环境下的腐蚀行为影响研究

对CO2和H2S共存环境中95 ksi钢级超级13Cr钢的腐蚀行为进行了研究,发现常温条件下H2S和CO2共存环境中,无论是采用恒载荷的方法还是四点弯曲的方法,都在试样的表面出现了局部腐蚀,而在高温条件下未发生点蚀和应力腐蚀现象。分析结果表明,95 ksi钢级的超级马氏体不锈钢在常温H2S和CO2共存环境中出现的局部腐蚀主要是因为夹杂物在应力集中和酸性溶液的作用下形成点蚀,并沿着相同应力水平的区域扩展,局部腐蚀增加了应力腐蚀开裂的敏感性。     

温度对3Cr钢在CO2-O2环境中腐蚀的影响

摘要：为了研究注多元热流体吞吐热力采油过程中温度对油套管钢的影响,利用高温高压电化学釜模拟注多元热流体采油工况,分别在60、100和100～60℃循环的温度条件下,对3Cr钢进行失重腐蚀挂片试验和电化学腐蚀试验,利用高温高压电化学釜得到了3Cr钢在模拟工况下的腐蚀速率和极化曲线,并利用SEM、XRD、EDS分析了腐蚀产物膜形貌和成分。结果表明,温度由60升高至100℃时,腐蚀速率由0.552增长至1.920mm/a,在100-60℃高-低温循环时,腐蚀速率进一步升高至4.292mm/a;60和100℃时,腐蚀产物均为单层膜结构,且存在点蚀坑;在100-60℃高 低温循环时,腐蚀产物为双层膜结构,且存在直径约为4μm的腐蚀坑。温度主要影响3Cr钢腐蚀产物膜的结构和点蚀的形态,60和100℃时,点蚀坑内的聚集的Cl-离子使点蚀向纵深处发展,在100.60℃高 低温循环时,溶液中的O2促进了点蚀的横向发展,而腐蚀坑底部富集的Cr将阻碍点蚀的纵向发展。注多元热流体热力采油过程应充分考虑温度变化对3Cr钢腐蚀的影响,同时也要考虑温度变化引起3Cr钢点蚀的敏感性。     

油管钢高温高压CO2腐蚀行为研究

在高温高压条件下，对P110，N80，J55三种油管钢在模拟油田CO2环境下的腐蚀性能进行了研究评价，结果表明：在静态条件下，三种钢对温度和压力的依赖关系均为类似抛物线规律，P110最不耐蚀，动态条件下对P110钢的进一步研究显示，由于流速的存在，与静态下相比，最高均匀腐蚀速率点向温度和CO2分压升高的方向移动。     

3Cr抗CO2和H2S腐蚀系列油套管开发

CO2、H2S腐蚀是石油天然气开采过程中的主要腐蚀问题。文章在分析油井管CO2腐蚀行为和腐蚀特点的基础上，介绍了抗CO2、H2S腐蚀油套管的研制过程并开发出腐蚀性能良好的3Cr系列经济型油套管。文章重点介绍了80、95、110等不同钢级成品管的力学性能，抗CO2、H2S应力腐蚀开裂性能。运用SEM扫描电境、X光电子能谱仪、X射线衍射、体视显微镜等分析了钢经腐蚀后的表面腐蚀产物的组成、结构，并对Cr元素改善钢的抗CO2腐蚀行为及机理进行了分析。     

温度和pH值对20#钢盐酸露点腐蚀行为的影响

针对常压塔顶系统出现的盐酸露点腐蚀,利用失重法、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)等分析手段,对不同温度、不同pH值下20#钢的盐酸露点腐蚀速率、腐蚀形貌及腐蚀产物进行了分析.结果表明:随温度的增加,20#钢的盐酸露点腐蚀速率呈先增加后减小的趋势,在90℃时达到峰值;20#钢的盐酸露点腐蚀速率与HCl溶液pH值负相关,随HCl溶液pH值的增加,露点腐蚀速率快速降低;20#钢表面整体为均匀腐蚀,局部区域伴有腐蚀坑,温度高于90℃时,随温度的升高腐蚀坑数量增多;随pH值增大,腐蚀坑数量减少且腐蚀坑变浅,溶液中存在的氯离子(Cl-)会加深腐蚀坑,加速腐蚀;X射线衍射分析表明:20#钢表面腐蚀产物膜的主要成分为α-FeOOH、Fe₃O₄和γ-FeOOH.      

X70管线钢在含CO2湿天然气环境下腐蚀行为

利用高温高压冷凝釜模拟油气田湿天然气CO2腐蚀环境,进行了不同气体温度、湿气-管壁温差的湿气冷凝腐蚀实验,研究了温度对X70钢腐蚀形态、速率的变化规律.利用扫描电镜和能谱仪,分析了腐蚀产物膜的微观形貌和成分,并与高温高压釜中全水相实验结果进行了对比.建立了湿气管道腐蚀预测模型,初步探讨了湿气温度、管壁温度、温差、液膜温度和冷凝率等重要湿气参数对湿气顶部腐蚀的影响.结果表明:在相同管壁温度(5℃)下,湿气温度升高使X70管线钢腐蚀速率升高;在相同的湿气温度(25℃和45℃)下,X70钢的腐蚀速率随管壁温度的升高而略有下降;在20~45℃范围内,腐蚀产物膜与基体的结合较弱,极易从基体剥落,腐蚀形态均为全面腐蚀.     

温度对超临界锅炉水冷壁高温腐蚀影响的实验研究

为了了解与掌握温度对水冷壁高温腐蚀速率变化的影响,以某超临界锅炉水冷壁为研究对象,将水冷壁割管切割成若干试样块后置于管式炉内,在炉温450℃、500℃、550℃,向炉内通入O_2、N_2、H_2S、CO混合气体,模拟炉内在不同温度下进行腐蚀实验,通过测试试样块的质量随时间的变化,建立了不同的温度条件下,腐蚀速率与时间变化的函数关系;同时借助扫描电镜及能谱分析等方法研究了温度和腐蚀时间对水冷壁高温腐蚀影响的规律。结果表明:在450～550℃,温度每提高50℃,腐蚀速率提高0.89倍;腐蚀的前期腐蚀速率主要是由金属表面生成的复合腐蚀膜的反应速度控制,后期各腐蚀元素的扩散作用影响较大;温度的升高促进了晶体的增长,加大了晶体间的距离,当温度升至550℃时,形成金属晶体间的腐蚀,腐蚀更加剧烈。     

Corrosion Behavior of 110S Tube Steel in Environments of High H2S and CO2 Content

 The corrosion behavior of the 110S tube steel in the environments of high H2S and CO2 content was investigated by using a high-temperature and high-pressure autoclave, and the corrosion products were characterized by scanning electron microscopy and X-ray diffraction technique. The results showed that all of the corrosion products under the test conditions mainly consisted of different types of iron sulfides such as pyrrhotite of Fe0. 95S, mackinawite of FeS0. 9, Fe0. 985S and FeS, and the absence of iron carbonate in the corrosion scales indicated that the corrosion process was controlled by H2S corrosion. The corrosion rate of the 110S steel decreased firstly and then increased with the rising of temperature. The minimum corrosion rate occurred at 110 ℃. When the H2S partial pressure PH2S below 9 MPa, the corrosion rate declined with the increase of PH2S. While over 9 MPa, a higher PH2S resulted in a faster corrosion process. With the increasing of the CO2 partial pressure, the corrosion rate had an increasing trend. The morphologies of the corrosion scales had a good accordance with the corrosion rates.     

高含H2S/CO2介质中X60钢腐蚀产物膜分析

利用高温高压H₂S反应釜进行腐蚀模拟实验,研究X60钢在高压H₂S/CO₂共存条件下的腐蚀规律,并利用扫描电子显微镜和X射线衍射等方法观察用分析了腐蚀产物膜的形貌和组成.在H₂S/CO₂分压比为1.74、H₂S分压0.15~2.0 MPa条件下,腐蚀产物以硫铁化合物为主,未见碳酸亚铁,X60钢腐蚀过程由H₂S控制.H₂S分压较低时腐蚀产物以四方FeS_1-x为主,H₂S分压2.0 MPa时则出现六方FeS、六方Fe_1-xS和立方FeS₂.疏松的富S腐蚀产物及腐蚀产物膜局部剥落促使高H₂S分压时X60钢出现明显局部腐蚀,并使全面腐蚀速率随H₂S分压升高先升后降.     

Effect of CO2 partial pressure on corrosion of 3Cr steel in high temperature steam environment

To study the effects of CO2 pressure on 3Cr steel in the high temperature steam environment. The corrosion tests were conducted in a HTHP autoclave to simulate the CO2 auxiliary steam drive. 3Cr steels were subjected to weight loss test under the condition of CO2 partial pressure range of 1-4MPa at 160??. The corrosion morphology and product composition were explored by SEM, EDS, XRD and XPS. The results show that the corrosion rate of 3Cr steel is lower than the corrosion control line of oil field (0. 076mm/a). With the increase of CO2 partial pressure, the corrosion rate firstly increases and then decreases. When the CO2 partial pressure is 1-2MPa, the FeCO3 generated by corrosion process gradually deposits on the surface of steel, and the number of FeCO3 crystals gradually increases. When the CO2 partial pressure is 3-4MPa, a small amount of FeCO3 crystals in the corrosion products dissolves, and the corners of FeCO3 crystals become rounder and the corrosion products become more compact. The results show that CO2 partial pressure mainly affects the deposition and dissolution of FeCO3 in the high temperature steam containing CO2 environment, which influences the protective properties of 3Cr steel corrosion products, thus further affecting the corrosion rate.     

火驱采油套管的试制开发

根据火驱采油工作条件的特点,试制了复合添加Mo、W、V等合金元素的含Cr3%的火驱采油用BG80H-3Cr耐热套管。检测结果表明,所开发的产品在室温至450℃的使用温度范围内屈服强度均在API标准的N80钢级范围。在400℃加载250MPa的条件下未发生蠕变,550℃运行1万h的高温持久强度的理论值为169MPa。套管试样在550℃空气介质下的氧化速率为0.01g（/m2·h）,抗CO2腐蚀能力与普通N80套管相比提高11倍。     

Investigation of Mechanical Property of Oil Tube Steel P110S in High Temperature and High Pressure Environment Containing H2S/CO2

With the exploitation of high sour and deep oil well in china,the corrosion medium containing CO 2,H 2 S,Cl-and organic acid threaten the safety of oil equipment and tube steel severely.In this article,many experiments,including corrosion tests,tensile tests,hydrogen concentration measurement tests and SEM examinations,were performed to investigate the effect of H 2 S partial pressure and loading stress on the mechanical property of oil tube steel P110S in high temperature and high pressure environment containing H 2 S/CO 2.The tensile strength and yield strength during fracture process of P110S steel were obtained experimentally and the fracture morphology was analyzed by SEM.The results indicate that both tensile strength and yield strength decreased after corrosion.The damage of tensile strength and yield strength became serious with an increase in H 2 S partial pressure and loading stress.According to the fracture analysis,the fracture mode exhibited quasi-cleavage and dimple mixed fracture,and the area of quasi-cleavage pattern increased with H 2 S partial pressure and loading stress increasing.According to the results of tensile test and hydrogen concentration measurement test,the tensile property degradation is closely associated with diffusible hydrogen concentration of P110S steel in the H 2 S/CO 2 environment.     

低碳中铬钢在模拟CO2-EOR环境下的腐蚀行为

 为了研究Cr5和Cr7(质量分数/%)钢在CO₂-EOR高温高压服役条件下的腐蚀机理,利用高温高压反应釜模拟其腐蚀行为,使用失重法测定了腐蚀速率,采用SEM、EDS、XRD和XPS等手段对腐蚀产物进行了观察与分析,探讨了试验钢在CO₂条件下的腐蚀机理,并提出了腐蚀模型。研究结果表明,Cr5钢的腐蚀速率为0.734 75 mm/a,Cr7钢的腐蚀速度为0.217 32 mm/a;腐蚀产物均由外层的FeCO₃晶体以及内层的非晶态FeCO₃和Cr(OH)₃组成;腐蚀初期,产物膜以原位形成和阳极溶解后逐渐沉积两种途径生成;产物完全覆盖基体后,离子在界面处的扩散后沉积成为产物膜生长的主要途径。     

钼对S30432耐热钢组织和性能的影响

 为了明确是否应在国产S30432钢中加入钼,研究了0.32%Mo对S30432耐热钢组织和性能的影响及机理。利用SEM、TEM和Thermo-Calc软件研究了钼对S30432钢析出相和基体的影响;通过650 ℃高温瞬时拉伸试验和高温蠕变断裂试验研究钼对S30432钢高温力学性能的影响;采用电化学试验评价了钼的添加对S30432钢耐腐蚀性能的影响。结果表明,添加钼对S30432钢的高温力学性能和耐腐蚀性能有益。在S30432钢中添加0.32%Mo,提高了其650 ℃时的屈服强度和抗拉强度,延长了短时蠕变断裂时间并提高了断裂后的硬度。但长时蠕变后钼对S30432钢强度提高的作用不明显。含钼的S30432钢具有更高的自腐蚀电位、点蚀破裂电位和更低的晶间腐蚀敏感性。腐蚀形貌观察发现含钼钢中点蚀坑的数量较少、尺寸较小,晶间腐蚀程度较轻。